低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信集成电路技术领域，特别设及一种低功耗宽锁定范围的注入 锁定式双模预分频器。
【背景技术】
[0002] 在无线通讯领域中，锁相环（PhaseLockLoop,化L)被广泛应用于滤波、频率综 合、调制解调、信号检测之中，成为通讯领域不可或缺的基本部件。
[0003] 绝大多数的锁相环在反馈路径采用预分频器实现分频。然而，随着工作频 率的增加，预分频器的功耗也不断提升，成为除了压控振荡器（VoltageControlled Oscillator,VCO)外，整个化L中最耗能的部件。因此，降低预分频器的功耗，是实现化L低 功耗设计的有效途径。
[0004] 在现有的预分频器技术中，电流模逻辑分频器（M0S化rrentModeLogic,MCML) 具有输入宽频的优点，但消耗功率过大。而传统的注入锁定分频技术，相较于MCMU具有在 相同频率下能耗低的特点，但输入频率范围受限。外加其分频比无法改变，传统的注入锁定 分频技术很少应用于预分频器当中。 阳0化]综上所述，设计出能够提供可变的分频比，并且满足功耗低，频率高，宽输入频率 范围的预分频器，成为一大难点。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种低功耗宽锁定范围的注入锁定 式双模预分频器，用于解决现有技术中的预分频器存在的功率高、频率低及输入频率范围 受限的问题。
[0007] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低功耗宽锁定范围的注入锁定 式双模预分频器，包括：
[000引 N+1级环形振荡器，N为大于0的偶数；
[0009] 第一模控开关及第二模控开关，与所述N+1级环形振荡器中的第N+1级电连接，适 于控制所述低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器分频比。
[0010] 作为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的一种优选方案，所 述N+1级环形振荡器的每一级均包括NMOS管及PMOS管，其中，
[0011] 每一级中，NMOS管的源极接地，栅极接入注入频率信号Fin;PM0S管的源极接入 Vdd,漏极与NMOS管的漏极电连接作为该级的输出； 阳01引前一级的输出连接至下一级中的PMOS管的栅极作为下一级的输入，所述N+1级环 形振荡器中的第N+1级的输出连接至所述N+1级环形振荡器中的第一级中的PMOS管的栅 极作为第一级的输入。
[0013] 作为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的一种优选方案，所 述第一模控开关为PMOS开关管，所述第二模控开关为NMOS开关管；
[0014] 所述PMOS开关管的源极与所述N+1级环形振荡器中的第N+1级中的PMOS管的栅 极电连接，所述NMOS开关管的源极接入注入频率信号Fin,所述PMOS开关管的栅极及所述 NMOS开关管的栅极均与模控信号MC电连接，所述PMOS开关管的漏极及所述NMOS开关管的 漏极均与所述N+1级环形振荡器中的第N+1级中的NMOS管的栅极电连接。
[0015] 作为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的一种优选方案，所 述第一模控开关及所述第二模控开关受所述模控信号MC控制；
[0016] 当所述模控信号MC为低电平时，所述第一模控开关导通，所述第二模控开关关 断，所述N+1级环形振荡器中的第N+1级中的NMOS管的栅极及PMOS管的栅极均接入所述 N+1级环形振荡器中的第N级的输出；
[0017] 当所述模控信号MC为高电平时，所述第一模控开关关断，所述第二模控开关导 通，所述N+1级环形振荡器中的第N+1级中的NMOS管的栅极接入注入频率信号Fin,PMOS 管的栅极接入所述N+1级环形振荡器中的第N级的输出。
[0018] 作为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的一种优选方案，所 述低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器还包括调谐电容，所述调谐电容与所述 N+1级环形振荡器中的第i级的输出电连接，适于调节所述N+1级环形振荡器中的第i级的 相位延迟，W提高输入带宽，其中，1《i《N。
[0019] 作为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的一种优选方案，所 述低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器还包括第=模控开关，所述第=模控开关 为NMOS开关管；所述NMOS开关管的栅极与模控信号MC电连接，漏极与所述调谐电容电连 接，源极接地；所述调谐电容的一端与所述NMOS开关管的漏极电连接，另一端与所述N+1级 环形振荡器中的第i级的输出电连接。
[0020] 作为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的一种优选方案，所 述第=模控开关受所述模控信号MC控制：当所述模控信号MC为高电平时，所述第=模控开 关导通，所述调谐电容接入所述N+1级环形振荡器；当所述模控信号MC为低电平时，所述第 S模控开关关断，所述调谐电容未接入所述N+1级环形振荡器。
[0021] 作为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的一种优选方案，所 述调谐电容的电容值Ca满足：
阳〇2引其中，C。为所述N+1级环形振荡器中的每一级的电容，R。为所述N+1级环形振荡 器中的每一级的电阻，为所述低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的分频比 为N+1时的频率。
[0024]本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的具有低功耗、高输入频 率的特点，通过开关控制接入调谐电容，可W增大低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预 分频器的输入频率范围。
【附图说明】
[00巧]图1显示为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的结构示意 图。
[00%] 图2显示为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的小信号分 析图。
[0027] 图3显示为本发明的低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器N= 4时实现 的4/5双模预分频器输入波形和分频比分别为4和5时的波形图。
[0028] 元件标号说明
[0029] 1 N+1级环形振荡器中的第一级
[0030] 2 N+1级环形振荡器中的第二级
[0031] 3 N+1级环形振荡器中的第S级
[0032] 4 N+1级环形振荡器中的第N+1级
[0033] 5第一模控开关
[0034] 6第二模控开关
[0035] 7第=模控开关
[0036] 8调谐电容
【具体实施方式】
[0037]W下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所掲露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可W通过另外不同的具体实 施方式加W实施或应用，本说明书中的各项细节也可W基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0038] 请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅W示意方式说明 本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数 目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其 组件布局型态也可能更为复杂。
[0039] 请参阅图1，本发明提供一种低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器，所述 低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器包括： W40] N+1级环形振荡器，N为大于0的偶数；
[0041] 第一模控开关5及第二模控开关6,所述第一模控开关5及所述第二模控开关6与 所述振荡器第N+1级4电连接，适于控制所述低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频 器分频比。
[0042] 作为示例，所述N+1级环形振荡器中，自所述N+1级环形振荡器中的第一级1、所述 N+1级环形振荡器中的第二级2、所述N+1级环形振荡器中的第S级3至所述N+1级环形振 荡器中的第N+1级的每一级中均包括NMOS管12及PMOS管11，其中，每一级中，NMOS管12 的源极接地，栅极接入注入频率信号Fin;PM0S管11的源极接入电源端Vdd,漏极与NMOS管 12的漏极电连接作为该级的输出；前一级的输出连接至下一级中PMOS管11的栅极作为下 一级的输入，所述N+1级环形振荡器中的第N+1级4的输出连接至所述N+1级环形振荡器 中的第一级1中的PMOS管的栅极作为所述N+1级环形振荡器中的第一级1的输入。
[0043] 作为示例，所述第一模控开关5为PMOS开关管，所述第二模控开关6为NMOS开关 管；所述PMOS开关管的源极与所述N+1级环形振荡器中的第N+1级4中的PMOS管11的栅 极电连接，所述NMOS开关管的源极接入注入频率信号Fin,所述PMOS开关管的栅极及所述 NMOS开关管的栅极均与模控信号MC电连接，所述PMOS开关管的漏极及所述NMOS开关管的 漏极均与所述N+1级环形振荡器中的第N+1级4中的NMOS管12的栅极电连接。
[0044] 作为示例，所述第一模控开关5及所述第二模控开关6受所述模控信号MC控制； 具体控制方式为：当所述模控信号MC为低电平（即为数字0)时，所述第一模控开关5导 通，所述第二模控开关6关断，所述N+1级环形振荡器中的第N+1级4中的NMOS管12的 栅极及PMOS管11的栅极均接入所述N+1级环形振荡器中的第N级的输出，；此时，所述 N+1级环形振荡器中的第N+1级W反相器的形式接入所述低功耗宽锁定范围的注入锁定式 双模预分频器的电路中，所述低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的分频比为N; 当所述模控信号MC为高电平（即为数字1)时，所述第一模控开关5关断，所述第二模控开 关6导通，所述N+1级环形振荡器中的第N+1级4中的NMOS管12的栅极接入注入频率信 号Fin,所述N+1级环形振荡器中的第N+1级4中的PMOS管11的栅极接入所述N+1级环形 振荡器中的第N级的输出，此时，所述低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器的分 频比为N+1。
[0045] 作为示例，所述低功耗宽锁定范围的注入锁定式双模预分频器还包括调谐电容8， 所述调谐电容8与所述N+1级环形振荡器中的第