經(jīng)供電穩(wěn)化的vco架構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO顯現(xiàn)出減少的供電敏感性峰化或不顯現(xiàn)出供電敏感性峰化。該VCO包括振蕩器，該振蕩器的供電電流被穩(wěn)化以控制該振蕩器的振蕩頻率。VCO輸入信號(hào)控制該供電電流以使得在該輸入信號(hào)與振蕩器輸出頻率之間有一關(guān)系。本來(lái)可能影響振蕩器工作的電源噪聲從該振蕩器的供電電流輸入引線被旁路電容器分流到地。在一個(gè)示例中，輔助電路向該振蕩器供給輔助供電電流，藉此減少供電穩(wěn)化控制環(huán)電路必須供應(yīng)的供電電流量。在另一示例中，供電穩(wěn)化控制環(huán)電路向主振蕩器供應(yīng)控制電流，但該旁路電容器不被耦合到此振蕩器，而是耦合到被注入鎖定到該主振蕩器的一從振蕩器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO架構(gòu)
[0001]背景信息【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開(kāi)涉及利用經(jīng)供電穩(wěn)化的壓控振蕩器(VCO)架構(gòu)的鎖相環(huán)(PLL)。
[0003]背景信息
[0004]經(jīng)供電穩(wěn)化的鎖相環(huán)(PLL)—般涉及振蕩頻率由諸如控制電壓信號(hào)之類(lèi)的輸入控制信號(hào)來(lái)決定和控制的壓控振蕩器(VC0)。圖1(現(xiàn)有技術(shù))是一個(gè)此類(lèi)PLLl的示圖。PLLl涉及相位-頻率檢測(cè)器(PFD) 2、電荷泵(CP) 3、環(huán)路濾波器4、供電穩(wěn)化控制環(huán)電路5、旁路電容器6、振蕩器7、以及反饋分頻器8。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路5、振蕩器7以及旁路電容器6 一同形成VC09。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路5涉及如所解說(shuō)地互連的運(yùn)算放大器10以及P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管Mill。PFD2將參考信號(hào)FREF12的相位與反饋信號(hào)FDIV13的相位作比較，并取決于FDIV的相位是領(lǐng)先于還是滯后于FREF的相位來(lái)輸出UP (上升)脈沖或DN (下降)脈沖。電荷泵3將這些脈沖轉(zhuǎn)換成控制電流信號(hào)ICP14。控制信號(hào)ICP14由環(huán)路濾波器4濾波,并被轉(zhuǎn)換成控制電壓信號(hào)VCTRL15。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路5、振蕩器7、和旁路電容器6 —同構(gòu)成VC0,因?yàn)檎袷幤鞯妮敵鲂盘?hào)VC0_0UT16的振蕩頻率是輸入控制電壓信號(hào)VCTRL15的函數(shù)。VCTRL信號(hào)有時(shí)稱為微調(diào)信號(hào)并且記為VTUNE。振蕩器7是其輸出信號(hào)VC0_0UT16具有與供應(yīng)給該振蕩器的供電電流ICTRL17完全成比例的頻率的振蕩器。如果信號(hào)VCTRL15增大，則供應(yīng)給振蕩器的控制電流ICTRL17增大，并且這導(dǎo)致振蕩器輸出信號(hào)VC0_0UT16的振蕩頻率提高。類(lèi)似地，如果信號(hào)VCTRL15減小，則供應(yīng)給振蕩器的控制電流ICTRL17減小，并且這導(dǎo)致振蕩器輸出信號(hào)VC0_0UT16的振蕩頻率降低。控制環(huán)工作以維持VC0_0UT的頻率和相位，以使得如由PFD2所接收到的信號(hào)FDIV13的相位和頻率匹配于如由PFD2所接收到的信號(hào)FREF12的頻率和相位。當(dāng)PLL處于此狀態(tài)中時(shí)，稱PLL被鎖定。
[0005]希望信號(hào)ICTRL17是且僅是控制電壓信號(hào)VCTRL15的函數(shù)。遺憾的是，在供電電壓導(dǎo)體18處的供電電壓VDD_N0ISY (VDD_有噪)上往往有噪聲。不應(yīng)聽(tīng)任此噪聲影響振蕩器工作。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路5工作以保持信號(hào)ICTRL17為控制信號(hào)VCTRL15的函數(shù)，但供電穩(wěn)化控制環(huán)電路具有有限帶寬。頻率落在控制環(huán)的帶寬之外的高頻噪聲VDD_N0ISY可能引起晶體管Mlll的漏電流的高頻變動(dòng)。相應(yīng)地，設(shè)置旁路電容器6以將此類(lèi)高頻噪聲分流到地從而使得振蕩器7不受此類(lèi)噪聲的過(guò)度影響。
[0006]圖2 (現(xiàn)有技術(shù))解說(shuō)了與圖1的電路有關(guān)的問(wèn)題。線19指示供電噪聲敏感性如何作為頻率的函數(shù)而變動(dòng)。電壓VS是在振蕩器7的供電電流輸入引線處的共用節(jié)點(diǎn)上的經(jīng)穩(wěn)化的供電電壓，并且VDD_N0ISY是供電電壓導(dǎo)體18上的有噪供電電壓。從控制電壓信號(hào)VCTRL15到經(jīng)穩(wěn)化供電電壓VS的供電穩(wěn)化環(huán)具有在頻率Fl和F2處的兩個(gè)極點(diǎn)。在頻率Fl處的主導(dǎo)極點(diǎn)是由于與晶體管Mlll相關(guān)聯(lián)的寄生電容以及運(yùn)算放大器10的輸出電阻而導(dǎo)致的。此主導(dǎo)極點(diǎn)決定了運(yùn)算放大器供電穩(wěn)化控制環(huán)電路不再能良好地抑制供電電壓噪聲的頻率上界。運(yùn)算放大器供電穩(wěn)化控制環(huán)對(duì)于頻率Fl以下的頻率相對(duì)良好地抑制電源噪聲，但對(duì)于頻率Fl以上的頻率電源噪聲的抑制就不那么良好。Fl大致等于1/2 Ji (ROUT*CP)，其中ROUT是運(yùn)算放大器10的輸出電阻，并且其中CP是與晶體管Ml相關(guān)聯(lián)的有效寄生電容。
[0007]在頻率F2處有一非主導(dǎo)極點(diǎn)，該非主導(dǎo)極點(diǎn)是由于旁路電容器6、以及振蕩器7的有效電阻而導(dǎo)致的。在頻率F2以上，旁路電容器6在將供電電壓噪聲分流到地方面工作得相對(duì)良好，但是在頻率F2以下，旁路電容器6對(duì)噪聲的分流不那么良好。Freg是運(yùn)算放大器的單位增益帶寬。F2是大約1/2 31 (RVC0*CBYCAP)，其中RVCO是環(huán)形振蕩器的有效電阻，并且其中CBYCAP是旁路電容器6的電容。為了能在低頻處達(dá)成良好的電源抑制，運(yùn)算放大器10的增益一般被最大化，這導(dǎo)致R0UT?RVC0。這使得F1〈F2并導(dǎo)致供電噪聲敏感性傳遞函數(shù)(VS(s)/VDD_N0ISY(s))上出現(xiàn)峰化21，如圖2中所示。
[0008]如圖2中所示，在Fl與F2之間有一間隙20，在此間隙處，整個(gè)供電穩(wěn)化電路沒(méi)有良好地抑制供電電壓噪聲。對(duì)電壓供電噪聲的這種不良抑制稱作供電噪聲敏感性“峰化”，并且由箭頭21表示。主導(dǎo)極點(diǎn)的頻率Fl由晶體管Mlll的寄生電容(諸如源-柵寄生電容22以及柵-漏寄生電容23之類(lèi))以及運(yùn)算放大器10的輸出電阻來(lái)決定。使得這些寄生電容變小將允許主導(dǎo)極點(diǎn)的頻率Fl得以提高，并且通過(guò)使得晶體管11變小能使得這些寄生電容變小。遺憾的是，晶體管11必須足夠大才能向振蕩器7供應(yīng)所需的電流信號(hào)ICTRL17。也可減小運(yùn)算放大器11的輸出電阻以提高主導(dǎo)極點(diǎn)的頻率F1，但這將增大低頻處的供電噪聲敏感性。出于此類(lèi)原因，主導(dǎo)極點(diǎn)的頻率Fl —般不能被提高如彌合Fl到F2的間隙20所需那么多。其次，由于旁路電容器6所導(dǎo)致的頻率F2—般不能被降低到足以消除Fl到F2的間隙20。關(guān)于F2能夠低至多少的一個(gè)限制是實(shí)現(xiàn)較大旁路電容器所要求的集成電路面積量。另一個(gè)限制是供電穩(wěn)化環(huán)的穩(wěn)定性。如果非主導(dǎo)極點(diǎn)在頻率上太接近于供電穩(wěn)化環(huán)的主導(dǎo)極點(diǎn)的頻率，則供電穩(wěn)化環(huán)的穩(wěn)定性就會(huì)降級(jí)。
[0009]圖3 (現(xiàn)有技術(shù))是克服了圖1的電路的一些問(wèn)題的PLL電路24的示圖。振蕩器7的副本25具有與振蕩器7的電流-電壓特性(1-V特性)類(lèi)似的低頻1-V特性。在此情形中，副本25涉及二極管式連接的P溝道晶體管26,P溝道晶體管26與二極管式連接的N溝道晶體管27并聯(lián)連接。這些晶體管的大小被設(shè)計(jì)成使得副本25的1-V特性類(lèi)似于振蕩器7的1-V特性。在圖3的電路 24中，供電穩(wěn)化控制環(huán)電路5的晶體管Mlll的柵極被系到第二晶體管M228的柵極。相應(yīng)地，供電穩(wěn)化控制環(huán)電路5能使用晶體管Mlll來(lái)進(jìn)行穩(wěn)化，并且與此同時(shí)還能經(jīng)由晶體管M228來(lái)向主振蕩器7供應(yīng)電流ICTRL29。旁路電容器6不再在運(yùn)算放大器供電穩(wěn)化控制環(huán)5中。因此，旁路電容器6的大小可被增大以在不影響供電穩(wěn)化環(huán)的穩(wěn)定性的情況下減輕供電噪聲敏感性峰化。
[0010]圖4 (現(xiàn)有技術(shù))是解說(shuō)了與圖3的電路有關(guān)的問(wèn)題的示圖。虛線19指示圖1的電路中供電噪聲敏感性如何作為頻率的函數(shù)而改變，而實(shí)線31指示在圖3的電路中供電噪聲敏感性如何作為頻率的函數(shù)而改變。縱向虛線32、33和34分別指示圖1的電路的F1、F2和Freg，而縱向虛線35,36和37分別指示圖3的副本電路的FU F2和Frego如與圖1的電路相比，因?yàn)榕c晶體管M2相關(guān)聯(lián)的附加寄生電容之故，頻率Fl減小了。如與圖1的電路相比，副本電路中的頻率F2可被減小，因?yàn)殡娙萜?在供電穩(wěn)化環(huán)之外，并且因此能被做得較大。因?yàn)槟苁笷2非常接近于或小于F1，因此就沒(méi)有或幾乎沒(méi)有供電噪聲敏感性峰化。然而，副本25的1-V特性可能并不嚴(yán)格匹配于振蕩器7的1-V特性。這種不精確的匹配導(dǎo)致提高了低頻處的供電噪聲敏感性，如所解說(shuō)的。箭頭39代表低頻處提高的供電噪聲敏感性，這很大程度上是由于副本與振蕩器的不精確匹配所導(dǎo)致的。
[0011]與圖3的電路相關(guān)聯(lián)的另一問(wèn)題是，來(lái)自副本晶體管本身26和27的低頻噪聲(諸如Ι/f噪聲)將引起ICTRL上的低頻變動(dòng)。這可增加環(huán)形振蕩器7的近端相位噪聲(close-1nphase noise)，而近端相位噪聲在某些應(yīng)用中是很重要的規(guī)格。來(lái)自副本晶體管26和27的噪聲貢獻(xiàn)將導(dǎo)致VS上的變動(dòng)。供電穩(wěn)化控制環(huán)5將通過(guò)對(duì)晶體管Ml和M2的柵極施加矯正性電壓來(lái)試圖補(bǔ)償此變動(dòng)。然而，施加于晶體管M2的柵極的此矯正性電壓將實(shí)際上導(dǎo)致ICTRL上不希望的低頻變動(dòng)。這是因?yàn)樵诖饲樾沃?，噪聲源是這些副本器件本身，這與為副本和振蕩器所共有的供電噪聲不同。這只在供電穩(wěn)化控制環(huán)5的帶寬內(nèi)的頻率上成問(wèn)題。在高頻處，旁路電容器6將把噪聲電流分流到地。
[0012]圖5 (現(xiàn)有技術(shù))是解說(shuō)了與圖3的電路有關(guān)的低頻噪聲問(wèn)題的簡(jiǎn)化示圖。電流源符號(hào)38表示由于副本25所導(dǎo)致的噪聲電流INOISE_REPLICA。此噪聲電流有兩個(gè)分量，一低頻分量INOISE_REPLICA (LF)和一高頻分量INOISE_REPLICA (HF)。涉及運(yùn)算放大器10的此供電穩(wěn)化控制環(huán)供應(yīng)總電流IREPLICA+INOISE_REPLICA。ICTRL是如供應(yīng)給振蕩器7那樣的量值為K*IREPLICA的期望控制電流，其中晶體管M2比晶體管Ml大K倍。因?yàn)榫w管M2比晶體管Ml大K倍，因此噪聲電流INOISE_REPLICA被晶體管M2倍增，以使得由晶體管M2供應(yīng)的電流為ICTRL+K*INOISE_REPLICA。盡管旁路電容器6能將高頻噪聲分流到地，但是它并不將低頻噪聲分流到地。旁路電容器6將晶體管M2所輸出的電流的K*IN0ISE_REPLICA (HF)分量分流到地，使得剩余的K*INOISE_REPLICA (LF)流到振蕩器7中。經(jīng)放大副本噪聲的這一低頻分量導(dǎo)致振蕩器7所輸出的信號(hào)中的抖動(dòng)和相位噪聲。
[0013]概述
[0014]一種經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO在供電噪聲敏感性傳遞函數(shù)上顯現(xiàn)出減少的峰化。該經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO包括振蕩器，該振蕩器的供電電流被穩(wěn)化以控制該振蕩器的振蕩頻率。VCO輸入信號(hào)(此信號(hào)可被命名為VCTRL或VTUNE)控制供應(yīng)給振蕩器的供電電流，以使得在此輸入信號(hào)與振蕩器的振蕩頻率之間有一關(guān)系。本來(lái)可能影響振蕩器工作的電源噪聲從該振蕩器的供電電流輸入引線被旁路電容器分流掉并去往地導(dǎo)體。
[0015]在第一新穎方面中，輔助供電電流電路向振蕩器供應(yīng)輔助供電電流IASUP，藉此減少供電穩(wěn)化控制環(huán)電路必須供應(yīng)以控制振蕩器的供電電流量ICL。由于供電穩(wěn)化控制環(huán)電路所必須供應(yīng)的供電電流量ICL減少了，因此在供電穩(wěn)化控制環(huán)電路中的藉以供應(yīng)該供電電流ICL的晶體管的大小就可被減小。通過(guò)減小此晶體管的大小，引起供電穩(wěn)化環(huán)中(在頻率Fl處)的極點(diǎn)的寄生效應(yīng)就被減少。減少此晶體管中的寄生效應(yīng)提聞了此極點(diǎn)的頻率F1，并允許設(shè)計(jì)者能通過(guò)將由于旁路電容器所導(dǎo)致的在F2處的極點(diǎn)作為主導(dǎo)極點(diǎn)對(duì)待來(lái)補(bǔ)償此供電穩(wěn)化環(huán)?？稍诓粫?huì)不利地影響環(huán)穩(wěn)定性的情況下增大旁路電容器的電容。這起到了減少供電敏感性傳遞函數(shù)VS(s)/VDD_N0ISY(s)上的峰化的作用。
[0016]在此第一新穎方面的第一實(shí)施例中，該輔助供電電流電路包括副本負(fù)載(振蕩器所顯現(xiàn)的負(fù)載的副本)以及用于為此副本負(fù)載供應(yīng)供電電流的輔助供電穩(wěn)化控制環(huán)電路。用于副本負(fù)載的此供電穩(wěn)化控制環(huán)電路輸出輔助供電電流IASUP。在此情形中，輔助供電電流IASUP基本上與由主供電穩(wěn)化控制環(huán)電路所供應(yīng)的供電電流ICL成正比。
[0017]在此第一新穎方面的第二實(shí)施例中，該輔助供電電流電路是數(shù)控電流源。供應(yīng)給該數(shù)控電流源的多比特?cái)?shù)控信號(hào)決定輔助供電電流IASUP的量值。此數(shù)控電流源被控制成使得在該VCO的頻率工作范圍上面，輔助供電電流IASUP與供電電流ICL之比基本恒定。
[0018]在第二新穎方面中，供電穩(wěn)化控制環(huán)電路向主控振蕩器供應(yīng)控制電流。然后使用主控振蕩器的輸出來(lái)閉合PLL控制環(huán)。然而，經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO的旁路電容器并不被耦合到此主控振蕩器的供電電流輸入引線，而是被耦合到從動(dòng)振蕩器。然后使用此從動(dòng)振蕩器的輸出來(lái)對(duì)諸如CPU或RF合成器或另一電路之類(lèi)的外部電路進(jìn)行時(shí)鐘同步。此從動(dòng)振蕩器被注入鎖定到主控振蕩器。因?yàn)榕月冯娙萜髟谥鱌LL反饋控制環(huán)之外，因此能在不影響主PLL環(huán)的穩(wěn)定性的情況下增大旁路電容器的電容?，F(xiàn)在可通過(guò)在不影響整體PLL環(huán)穩(wěn)定性的情況下增大旁路電容器的電容來(lái)使供電噪聲敏感性最小化。如果跨主控振蕩器地來(lái)設(shè)置旁路電容器，則該旁路電容器將在PLL環(huán)傳遞函數(shù)中引入頻率=1/2 (RVC0*CBYCAP)處的極點(diǎn)，其中RVCO是主控振蕩器的有效電阻，并且CBYCAP是旁路電容器的值。由于旁路電容器在主PLL反饋控制環(huán)之外，因此旁路電容器的電容CBYCAP僅受集成電路面積約束所限制。
[0019]前述內(nèi)容是概要并因此按需包含對(duì)細(xì)節(jié)的簡(jiǎn)化、泛化和省略；因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，本概要僅是解說(shuō)性的而非意在以任何方式構(gòu)成限定。正如僅由權(quán)利要求書(shū)定義的在本文中所描述的設(shè)備和/或過(guò)程的其他方面、發(fā)明性特征、以及優(yōu)點(diǎn)將從本文中闡述的非限定性詳細(xì)描述中變得明了。
[0020]附圖簡(jiǎn)述
[0021]圖1 (現(xiàn)有技術(shù))是采用第一類(lèi)型的常規(guī)的經(jīng)供電穩(wěn)化的壓控振蕩器(VCO)的PLL的示圖。
[0022]圖2 (現(xiàn)有技術(shù))是示出圖1的經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO的工作的示圖。
[0023]圖3 (現(xiàn)有技術(shù))是采用第二類(lèi)型的常規(guī)的經(jīng)供電穩(wěn)化的壓控振蕩器(VCO)的PLL的示圖。
[0024]圖4 (現(xiàn)有技術(shù))是示出圖3的經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO的工作的示圖。
[0025]圖5 (現(xiàn)有技術(shù))是解說(shuō)了與圖3的電路有關(guān)的低頻噪聲問(wèn)題的簡(jiǎn)化示圖。
[0026]圖6是根據(jù)第一新穎方面的采用經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO的PLL的示圖。
[0027]圖7是示出圖6的經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO的工作的示圖。
[0028]圖8是示出為何圖6的電路不受與圖3的電路相關(guān)聯(lián)的低頻噪聲問(wèn)題所影響的原因的示圖。
[0029]圖9是根據(jù)第一新穎方面的圖6的PLL的第一實(shí)施例的示圖。
[0030]圖10是根據(jù)第一新穎方面的圖6的PLL的第二實(shí)施例的示圖。
[0031]圖11是示出在圖9的第一實(shí)施例中以及在圖10的第二實(shí)施例中，輔助供電電流IASUP如何相對(duì)于總供電電流ICTRL變動(dòng)的示圖。
[0032]圖12是根據(jù)圖6的第一新穎方面的方法200的流程圖。
[0033]圖13是根據(jù)第二新穎方面的PLL的示圖，其中該P(yáng)LL的VCO涉及注入鎖定到主控振蕩器的從動(dòng)振蕩器。
[0034]圖14是示出圖13的經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO的工作的示圖。
[0035]圖15是根據(jù)圖13的第二新穎方面的方法300的流程圖。
[0036]詳細(xì)描述
[0037]圖6是根據(jù)第一新穎方面的涉及經(jīng)供電穩(wěn)化的VC059的鎖相環(huán)(PLL) 50的示圖。PLL50包括相位-頻率檢測(cè)器(PFD) 51、電荷泵(CP) 52、環(huán)路濾波器53、供電穩(wěn)化控制環(huán)電路54、旁路電容器55、輔助供電電流電路56、振蕩器57、以及反饋分頻器58。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路54、振蕩器57以及旁路電容器55 —同形成經(jīng)供電穩(wěn)化的VC059。
[0038]PFD51將參考信號(hào)FREF62的相位與反饋信號(hào)FDIV63的相位作比較，并取決于FDIV的相位是領(lǐng)先于還是滯后于FREF的相位來(lái)輸出UP (上升)脈沖或DN (下降)脈沖。電荷泵52將這些脈沖轉(zhuǎn)換成控制電流信號(hào)ICP64?？刂菩盘?hào)ICP64由環(huán)路濾波器53濾波，并被轉(zhuǎn)換成控制電壓信號(hào)VCTRL65。VCTRL信號(hào)有時(shí)稱為微調(diào)信號(hào)并且記為VTUNE。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路54、振蕩器57、輔助供電電流電路56、和旁路電容器55 —同構(gòu)成VC0，因?yàn)檎袷幤鞯妮敵鲂盘?hào)VC0_0UT66的振蕩頻率是輸入控制電壓信號(hào)VCTRL65的函數(shù)。隨著該P(yáng)LL的工作，控制電壓信號(hào)VCTRL65的電壓被調(diào)整以調(diào)整信號(hào)VC0-0UT66的相位，以使得如由PFD51所接收到的信號(hào)FDIV63的相位匹配于并鎖定到如由PFD51所接收到的參考信號(hào)FREF62的相位。
[0039]所解說(shuō)示例中的振蕩器57是由一環(huán)反相器構(gòu)成的環(huán)形振蕩器。振蕩器57經(jīng)由供電電流輸入引線68接收控制電流ICTRL67。振蕩器57的示圖是簡(jiǎn)化示圖?？刂齐娏鱅CTRL67可被供應(yīng)給該振蕩器的僅一部分，而不是如所解說(shuō)的該環(huán)中的所有反相器。振蕩器輸出信號(hào)VC0_0UT66具有與供應(yīng)給該振蕩器的供電電流ICTRL67的量值完全成正比的頻率。如果信號(hào)VCTRL65增大，則供應(yīng)給振蕩器57的控制電流ICTRL67也增大，并且電流ICTRL67上的這一增大導(dǎo)致振蕩器輸出信號(hào)VC0_0UT66的振蕩頻率提高。類(lèi)似地，如果信號(hào)VCTRL65減小，則供應(yīng)給振蕩器57的控制電流ICTRL67也減小，并且這導(dǎo)致振蕩器輸出信號(hào)VC0_0UT66的振蕩頻率降低。
[0040]供電穩(wěn)化控制環(huán)電路54包括如所解說(shuō)地互連的運(yùn)算放大器60以及P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管M161。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路54的運(yùn)算放大器60具有非反相輸入引線69、反相輸入引線70、以及輸出引線71。輸出引線71耦合到晶體管61的柵極72。晶體管61的源極73耦合到供電電壓導(dǎo)體74。在供電電壓導(dǎo)體74上呈現(xiàn)DC供電電壓VDD_N0ISY。晶體管61的漏極75耦合到運(yùn)算放大器60的非反相輸入引線69并且還耦合到振蕩器57的供電電流輸入引線68。從環(huán)路濾波器53經(jīng)由控制信號(hào)輸入導(dǎo)體76將控制電壓信號(hào)VCTRL65接收到運(yùn)算放大器60的反相輸入引線70上。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路54從晶體管61的漏極75輸出第一供電電流ICL77。
[0041]旁路電容器55具有耦合到振蕩器57的供電電流輸入引線68并耦合到晶體管61的漏極75的第一引線78。旁路電容器55具有耦合到地導(dǎo)體80的第二引線79。旁路電容器55被耦合成使其能夠?qū)⒏哳l噪聲電流81傳導(dǎo)到地導(dǎo)體80。
[0042]輔助供電電流電路56是輸出在本文中稱作輔助供電電流IASUP82的第二供電電流的電路。供電電流IASUP82與第一供電電流ICL77組合以形成供電控制電流ICTRL67，該供電控制電流ICTRL67進(jìn)一步經(jīng)由供電電流輸入引線68供應(yīng)給振蕩器57。ICL和IASUP的組合電流的噪聲分量可被旁路電容器55傳導(dǎo)至地導(dǎo)體80，由此該噪聲分量不影響振蕩器57。如以下進(jìn)一步詳細(xì)解釋地，電流IASUP82在VC059的工作頻率范圍上基本上與電流ICL77成比例。例如，假使因VC059的工作頻率上的提高而使得電流ICL77將要增大，則電流IASUP82也將增大，從而使得盡管VC059的工作頻率提高了，電流ICL77與電流IASUP82之比仍將保持基本恒定。類(lèi)似地，假使因VC059的工作頻率上的降低而使得電流ICL77將要減小，則電流IASUP82也將減小，從而使得盡管VC059的工作頻率減小了，電流ICL77與電流IASUP82之比仍將保持基本恒定。
[0043]由于不是供應(yīng)給振蕩器57的所有供電電流ICTRL67都需要以來(lái)自供電穩(wěn)化控制環(huán)電路54的電流ICL77的形式來(lái)供應(yīng)，因此可以使得晶體管61的大小比假使不提供輔助供電電流IASUP82的情況下要小。減小晶體管61的大小起到減少晶體管61的寄生效應(yīng)(包括柵-源電容83和柵-漏電容84)的作用。在一個(gè)實(shí)施例中，VCO控制電流ICTRL67的大部分由輔助供電電流電路56來(lái)供應(yīng)。由于晶體管61的寄生效應(yīng)的這一減少，由于與晶體管M161相關(guān)聯(lián)的寄生電容以及運(yùn)算放大器60的輸出電阻所導(dǎo)致的極點(diǎn)的頻率Fl與在圖1(現(xiàn)有技術(shù))的常規(guī)電路中的頻率Fl相比有所提高。由于旁路電容器55所導(dǎo)致的在F2處的極點(diǎn)現(xiàn)在將是該供電穩(wěn)化環(huán)中的主導(dǎo)極點(diǎn)。這允許設(shè)計(jì)者增大旁路電容器55的大小，藉此減少供電噪聲傳遞函數(shù)中的峰化而同時(shí)使供電穩(wěn)化環(huán)穩(wěn)定。
[0044]在一個(gè)示例中，旁路電容器55是20pF電容器并且具有足以將足夠的噪聲分流到地以滿足VCO和PLL性能要求的大小。在VCO的整個(gè)0.5GHz到1.0GHz頻率工作范圍上，第二供電電流IASUP82是第一供電電流ICL77的四倍±20%那么大。
[0045]圖7是示出圖6的電路的供電噪聲敏感性的示圖。電壓VS是在振蕩器57的供電電流輸入引線68處的共用節(jié)點(diǎn)89上的電壓。電壓VDD_N0ISY是供電電壓導(dǎo)體74上的供電電壓。虛線19指示圖1的常規(guī)電路中供電噪聲敏感性如何作為頻率的函數(shù)而改變，而實(shí)線85指示在圖6的電路中供電噪聲敏感性如何作為頻率的噪聲而改變?？v向虛線32、33和34分別指示圖1的電路的F1、F2和Freg，而縱向虛線86、87和88分別指示圖6的電路的F1、F2和Freg。F2是由于旁路電容器55所導(dǎo)致的極點(diǎn)的頻率。在頻率F2以上，旁路電容器在將供電電壓噪聲分流到地方面工作相對(duì)良好。頻率F2與圖1 (現(xiàn)有技術(shù))的常規(guī)電路相比有所降低，這是因?yàn)榕月冯娙萜?5的大小與該常規(guī)電路中的旁路電容器的大小相比有所增大。這可以在不會(huì)不利地影響供電穩(wěn)化環(huán)穩(wěn)定性的情況下被完成，因?yàn)橛捎诠╇姺€(wěn)化控制環(huán)電路54所導(dǎo)致的在頻率Fl處的極點(diǎn)在頻率上被上移并且現(xiàn)在是非主導(dǎo)極點(diǎn)。Fl的頻率與在圖1 (現(xiàn)有技術(shù))的常規(guī)電路中以及在圖3 (現(xiàn)有技術(shù))的常規(guī)電路中的頻率Fl相比有所提高，這是因?yàn)樵趫D6的電路中由于必須由運(yùn)算放大器60驅(qū)動(dòng)的這些晶體管對(duì)運(yùn)算放大器60所加的負(fù)載與對(duì)圖1和圖3的現(xiàn)有技術(shù)電路中的相應(yīng)運(yùn)算放大器上所加的負(fù)載相比有所減小。圖3的現(xiàn)有技術(shù)電路涉及兩個(gè)晶體管Ml和M2及其相關(guān)聯(lián)的對(duì)圖3的供電穩(wěn)化環(huán)的運(yùn)算放大器的輸出施加負(fù)載的組合寄生電容，而在圖6的電路中，運(yùn)算放大器60只需驅(qū)動(dòng)一個(gè)晶體管M161。而且，此晶體管61的大小與圖1的電路中的晶體管Mlll的大小以及圖3中的晶體管M2的大小相比可被減小。因此，頻率F187在圖7中被示為在頻率上高于圖4的示圖中的頻率F135。因?yàn)轭l率F2低于頻率F1，并且因?yàn)樵贔2和Fl處的這兩個(gè)極點(diǎn)之間在頻率上的分隔是顯著的，事宜如由箭頭90所指示的，沒(méi)有或幾乎沒(méi)有供電噪聲敏感性“峰化”。由于與圖3的常規(guī)電路相關(guān)聯(lián)的副本匹配問(wèn)題不存在，因此圖6的電路具有與圖3的電路相比更好的低頻供電噪聲抑制。在圖6的電路中，主供電穩(wěn)化環(huán)調(diào)整第一支持電流ICL77以補(bǔ)償輔助電流IASUP82中由輔助電路56中的噪聲貢獻(xiàn)源引起的任何低頻變動(dòng)。輔助電流IASUP中的任何高頻變動(dòng)被旁路電容器55分流到地。
[0046]圖8是示出為何圖6的PLL電路50不受與圖3的現(xiàn)有技術(shù)PLL24相關(guān)聯(lián)的低頻噪聲問(wèn)題所影響的原因的簡(jiǎn)化示圖。由可包含振蕩器57的副本的輔助供電電流電路56引入的噪聲記為IAUX_NOISE。此噪聲電流具有低頻分量IAUX_NOISE (LF)和高頻分量IAUX_NOISE(HF)0期望的輔助輸出電流IAUX和此噪聲電流IAUX_N0ISE由輔助供電電流電路56輸出到VS節(jié)點(diǎn)89上。旁路電容器55將高頻分量IAUX_N0ISE (HF)分流到地導(dǎo)體80。供電穩(wěn)化控制環(huán)54在低頻處對(duì)節(jié)點(diǎn)89上的電壓有良好的穩(wěn)化作用，并且因此來(lái)自輔助供電電流電路56的低頻噪聲分量IAUX_N0ISE (LF)通過(guò)供電穩(wěn)化控制環(huán)54得到補(bǔ)償。振蕩器57與可為輔助電路56 —部分的任何副本之間的任何失配可被建模為電流IAUX_N0ISE中的DC或低頻擾動(dòng)。此DC或低頻擾動(dòng)將由供電穩(wěn)化控制環(huán)54來(lái)作出補(bǔ)償。因此，基本上擺脫了輔助供電電流噪聲的電流ICTRL67經(jīng)由供電電流輸入引線68被供應(yīng)給振蕩器57。供電電流輸入引線68實(shí)際上是節(jié)點(diǎn)89的一部分。電流ICL77和IASUP82流入到此節(jié)點(diǎn)中，并且電流ICTRL67和IAUX_N0ISE (HF) 81自此節(jié)點(diǎn)流出。
[0047]圖9是圖6的泛化PLL電路50的第一實(shí)施例101的電路圖。在第一實(shí)施例101的情形中，輔助供電電流電路56包括副本負(fù)載102、運(yùn)算放大器103、第一 P溝道晶體管104、以及第二 P溝道晶體管105。副本負(fù)載102具有基本復(fù)制振蕩器57的電流-電壓特性(1-V特性)的1-V特性。第一晶體管104是第二晶體管105的四分之一大小。運(yùn)算放大器103的反相輸入引線106被耦合成接收控制信號(hào)VCTRL。運(yùn)算放大器103的非反相輸入引線107耦合到第一晶體管104的漏極109。運(yùn)算放大器103的輸出引線108耦合到第一晶體管104的柵極110并耦合到第二晶體管105的柵極111。晶體管104的源極112和晶體管105的源極113耦合到供電電壓導(dǎo)體74。此供電電壓導(dǎo)體74是與向主供電穩(wěn)化控制環(huán)54供應(yīng)供電電流的供電電壓導(dǎo)體相同的供電電壓導(dǎo)體74。第二晶體管105的漏極114輸出輔助供電電流IASUP82。副本負(fù)載102經(jīng)由供電輸入引線115接收電流。
[0048]在一個(gè)示例中，副本負(fù)載102涉及二極管式連接的P溝道晶體管，其與二極管式連接的N溝道晶體管并聯(lián)連接，如圖所示。這兩個(gè)晶體管的大小被設(shè)計(jì)成使得跨這些并聯(lián)連接的晶體管的1-V特性近似于振蕩器57的1-V特性。在另一示例中，副本負(fù)載102實(shí)際上是正被復(fù)制的振蕩器57的經(jīng)縮放版本。替換地，可以采用其他造成合適的副本負(fù)載的途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)副本負(fù)載102。
[0049]圖10是圖6的泛化PLL電路50的第二實(shí)施例120的電路圖。在第二實(shí)施例120的情形中，輔助供電電流電路56包括數(shù)控電流源。所解說(shuō)示例中的此數(shù)控電流源包括三個(gè)二進(jìn)制加權(quán)的電流源121 - 123以及三個(gè)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)124 - 126。由該數(shù)控電流源輸出的電流量是輔助供電電流IASUP82。電流ISSUP82的量值是由經(jīng)由導(dǎo)體128接收到輔助供電電流電路上的多比特?cái)?shù)字信號(hào)127的三比特?cái)?shù)字值決定的。在一個(gè)示例中，VC059是在RF接收機(jī)的本機(jī)振蕩器內(nèi)的PLL內(nèi)，并且該多比特?cái)?shù)字信號(hào)127是由調(diào)諧該接收機(jī)以恰適地進(jìn)行下變頻的數(shù)字基帶處理器電路來(lái)供應(yīng)的。VC059可以例如布置在RF收發(fā)機(jī)集成電路上。該數(shù)字基帶處理器電路是數(shù)字基帶處理器集成電路的一部分。該數(shù)字基帶處理器電路跨串行總線從該數(shù)字基帶處理器集成電路向RF收發(fā)機(jī)集成電路發(fā)送調(diào)諧信息，并且此調(diào)諧信息包括設(shè)置IASUP82的量值的該多比特?cái)?shù)字信號(hào)127。該數(shù)控電流源被控制以使得在VC059的工作頻率范圍上，電流ICL77與電流IASUP82之比保持基本恒定。因?yàn)檩o助供電電流電路56供應(yīng)振蕩器57所需的電流ICTRL67中的一些電流，所以與圖1的常規(guī)VCO相比，晶體管61的大小可被減小且旁路電容器55的電容可被增大。晶體管M161、以及輔助供電電流電路56的數(shù)控電流源的大小被設(shè)計(jì)成使得數(shù)控電流源的源電阻RDAC (通過(guò)該數(shù)控電流源從VDD導(dǎo)體74到該數(shù)控電流源的輸出引線的電阻)比晶體管Ml的源電阻ROUTMl (通過(guò)晶體管Ml從VDD導(dǎo)體74到晶體管Ml的漏極的電阻)大得多。
[0050]圖11是示出輔助供電電流IASUP82如何相對(duì)于向振蕩器57供應(yīng)的總供電電流ICTRL67而變動(dòng)的示圖。VC059的工作頻率范圍從0.5GHz的下界頻率150延伸到IGHz的上界頻率151。線152表示供應(yīng)給振蕩器57的供電電流ICTRL67。平滑線153表示在圖9的第一實(shí)施例的情形中的輔助供電電流IASUP82。階梯線153表示在圖10的第二實(shí)施例的情形中的輔助供電電流IASUP82。
[0051]圖12是根據(jù)圖6的第一新穎方面的方法200的流程圖。將噪聲電流通過(guò)電容器從振蕩器的供電電流輸入引線傳導(dǎo)(步驟201)到地導(dǎo)體。在一個(gè)示例中，該噪聲電流是高頻噪聲電流81并且該電容器是旁路電容器55。此旁路電容器55將來(lái)自振蕩器57的供電電流輸入引線68 (節(jié)點(diǎn)89)的高頻噪聲電流81傳導(dǎo)到地導(dǎo)體80。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路向振蕩器的供電電流輸入引線供應(yīng)供電電流ICL (步驟202)。在一個(gè)示例中，該供電穩(wěn)化控制環(huán)電路是電路54，并且此電路54將電流ICL77供應(yīng)到節(jié)點(diǎn)89以及振蕩器57的供電電流輸入引線68上。還向振蕩器的供電電流輸入引線供應(yīng)(步驟203)輔助供電電流IASUP。在一個(gè)示例中，輔助供電電流電路56將IASUP電流82供應(yīng)到振蕩器57的供電電流輸入引線68處的節(jié)點(diǎn)89上。在有低頻噪聲供電電壓導(dǎo)體74的情況下，此噪聲被供電穩(wěn)化控制環(huán)電路54所抑制。在聞?lì)l噪聲通過(guò)供電穩(wěn)化控制環(huán)電路54的情況下，此聞?lì)l噪聲的絕大部分或全部以噪聲電流81的形式被電容器55從供電電流輸入引線68 (節(jié)點(diǎn)89)傳導(dǎo)到地導(dǎo)體80。晶體管61的漏極、旁路電容器55的一塊極板、以及供電電流輸入引線68實(shí)際上一同形成一個(gè)共用求和節(jié)點(diǎn)89。電流77和82流入到此節(jié)點(diǎn)中，并且電流67和81自此節(jié)點(diǎn)流出。
[0052]圖13是根據(jù)第二新穎方面的涉及經(jīng)供電穩(wěn)化的VCO的PLL160的示圖。PFD51、CP52、環(huán)路濾波器53、以及反饋分頻器58與以上描述的第一和第二實(shí)施例中的是相同的并與之具有相同的功能。該P(yáng)LL的經(jīng)供電穩(wěn)化的VC059包括供電穩(wěn)化控制環(huán)電路161、旁路電容器55、主控振蕩器162、注入器163、以及從動(dòng)振蕩器164。主控振蕩器162的輸出引線165上的輸出信號(hào)VC0_0UT66是經(jīng)由注入器163來(lái)向從動(dòng)振蕩器164的輸入引線166供應(yīng)的，以使得從動(dòng)振蕩器164被注入鎖定到主控振蕩器162。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路161向主控振蕩器162的供電電流輸入引線168供應(yīng)第一供電電流ICTRLM167。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路161還輸出第二供電電流ICL169。旁路電容器55將供電電流ICL169的高頻噪聲分量170傳導(dǎo)到地導(dǎo)體80。剩余量的供電電流ICTRLS171被供應(yīng)給從動(dòng)振蕩器164的供電電流輸入引線172。
[0053]供電穩(wěn)化控制環(huán)電路161包括運(yùn)算放大器173、第一 P溝道晶體管174、以及第二P溝道晶體管175。運(yùn)算放大器173的反相輸入引線176經(jīng)由控制信號(hào)輸入導(dǎo)體76從環(huán)路濾波器53接收控制信號(hào)VCTRL65。運(yùn)算放大器173的非反相輸入引線177耦合到第一 P溝道晶體管174的漏極178。運(yùn)算放大器173的輸出引線179耦合到第一晶體管174的柵極180并耦合到第二晶體管175的柵極181。第一晶體管174的源極182耦合到供電電壓導(dǎo)體74，并且第二晶體管175的源極183也耦合到供電電壓導(dǎo)體74。控制電流ICTRLM167是從第一晶體管174的漏極178供應(yīng)的?？刂齐娏鱅CL169是從第二晶體管175的漏極184供應(yīng)的。[0054]在工作中，供電穩(wěn)化控制環(huán)電路161中涉及運(yùn)算放大器173和第一晶體管174的第一部分向主控振蕩器162的供電電流輸入引線168供應(yīng)經(jīng)穩(wěn)化的電流ICTRLM167。來(lái)自主控振蕩器162的輸出信號(hào)VC0_0UT66被用來(lái)通過(guò)經(jīng)由導(dǎo)體185向反饋分頻器58供應(yīng)VC0_0UT信號(hào)來(lái)閉合PLL控制環(huán)。反饋分頻器58將信號(hào)VC0_0UT下分頻，并將結(jié)果所得的信號(hào)FDIV63供應(yīng)給FPD51。供電穩(wěn)化控制環(huán)電路161調(diào)整ICTRLM電流167，以使得反饋信號(hào)FDIV的相位與PDF51的輸入處的參考信號(hào)FREF62同相并鎖定到該參考信號(hào)FREF62。另一方面，由從動(dòng)振蕩器164輸出的信號(hào)VC0_0UT_S186是經(jīng)由導(dǎo)體187向CPU或向RF合成器或向另一電路供應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)。信號(hào)VC0_0UT_S186不用于反饋目的。由于從動(dòng)振蕩器164被注入鎖定到主控振蕩器162，因此其輸出頻率是主控振蕩器162的振蕩頻率的整數(shù)倍或約因數(shù)。因?yàn)榕月冯娙萜?5在主PLL環(huán)之外，因此能在不影響主PLL環(huán)的穩(wěn)定性的情況下增大旁路電容器55的電容。通過(guò)在不影響整體PLL環(huán)穩(wěn)定性的情況下增大旁路電容器55的電容，能使電源噪聲敏感性最小化，而這在圖1的現(xiàn)有技術(shù)架構(gòu)中是不可能的。旁路電容器55的電容只受集成電路面積約束所限制。
[0055]圖14是示出在向從動(dòng)振蕩器164的供電電流輸入引線172供應(yīng)供電電流ICTRLS171時(shí)，供電穩(wěn)化控制環(huán)電路161的電源噪聲敏感性如何抑制呈現(xiàn)在供電導(dǎo)體74上的噪聲的示圖。虛線19指示在圖1的常規(guī)電路中供電噪聲敏感性如何作為頻率的函數(shù)而改變，而實(shí)線191指示在圖13的電路中供電噪聲抑制如何作為頻率的噪聲而改變?？v向虛線32、33和34分別指示圖1的常規(guī)電路的F1、F2和Freg，而縱向虛線188、189和190分別指示圖5的電路的F1、F2和Freg。如與圖1的電路相比，因?yàn)榕c晶體管174相關(guān)聯(lián)的附加寄生電容之故，頻率Fl減小了。然而，旁路電容器55的大小與圖1和圖3的現(xiàn)有技術(shù)架構(gòu)相比可被顯著增大。這可在不會(huì)不利地影響主PLL環(huán)的穩(wěn)定性的情況下進(jìn)行，因?yàn)榕月冯娙萜?5是跨從動(dòng)振蕩器164連接的并且主控振蕩器的輸出被用來(lái)使主PLL環(huán)路閉合。因此，使得F2顯著小于FI。F2顯著小于Fl導(dǎo)致完全消除了供電噪聲敏感性函數(shù)上的峰化，并且導(dǎo)致在很寬頻率范圍上有良好的供電噪聲抑制，如圖14中所示。
[0056]圖15是根據(jù)圖13的第二新穎方面的操作VCO的方法300的流程圖。從控制信號(hào)輸入導(dǎo)體將控制信號(hào)接收(步驟301)到供電穩(wěn)化控制環(huán)電路上。在一個(gè)示例中，控制信號(hào)是圖13中的信號(hào)VCTRL65，供電穩(wěn)化控制環(huán)電路是圖13中的電路161，并且控制信號(hào)輸入導(dǎo)體是圖13中的導(dǎo)體76。從供電穩(wěn)化控制環(huán)電路供應(yīng)(步驟302)第一供電電流，并將其供應(yīng)到第一振蕩器的供電電流輸入引線上。在一個(gè)示例中，第一供電電流是圖13中的電流ICTRLM167，并且第一振蕩器是圖13中的振蕩器162。從供電穩(wěn)化控制環(huán)供應(yīng)(步驟303)第二供電電流，并將其供應(yīng)到第二振蕩器的供電電流輸入引線上。此第二振蕩器被注入鎖定到第一振蕩器。在一個(gè)示例中，第二供電電流是圖13中的電流ICL169，并且第二振蕩器是圖13中的振蕩器164。將噪聲電流經(jīng)由電容器從第二振蕩器的供電電流輸入引線傳導(dǎo)(步驟304)到地導(dǎo)體。在一個(gè)示例中，此噪聲電流是圖13中的噪聲電流170，并且該電容器是圖13中的旁路電容器55。該控制信號(hào)輸入導(dǎo)體、供電穩(wěn)化控制環(huán)電路、第一振蕩器、第二振蕩器、和旁路電容器是該VCO的部件。在本討論中，從晶體管175的漏極到并包括從動(dòng)振蕩器164的供電電流輸入引線172、到并包括旁路電容器55的一塊極板的完整導(dǎo)體或?qū)w集合是單個(gè)電節(jié)點(diǎn)。電流ICL169流入到此共用求和節(jié)點(diǎn)中，并且電流ICTRLS171和噪聲電流170自此共用求和節(jié)點(diǎn)流出。[0057]盡管以上出于指導(dǎo)目的描述了某些具體實(shí)施例，但本專(zhuān)利文獻(xiàn)的教導(dǎo)具有普遍適用性并且不被限定于以上描述的具體實(shí)施例。盡管以上描述的供電穩(wěn)化控制環(huán)的各示例涉及P溝道晶體管，其中供電電流源自這些P溝道晶體管的漏極，但是可以使用其他電流控制電路元件，諸如N溝道晶體管之類(lèi)。在其中供電電流是供應(yīng)自N溝道晶體管的此類(lèi)示例中，對(duì)去往驅(qū)動(dòng)運(yùn)算放大器的反相和非反相輸入引線的連接與以上描述的實(shí)施例中的連接相比是顛倒的，其中運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)作為電流源的N溝道晶體管。相應(yīng)地，可實(shí)踐對(duì)所描述的具體實(shí)施例的各種特征的各種修改、適應(yīng)、以及組合而不會(huì)脫離所闡述的權(quán)利要求書(shū)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種壓控振蕩器(vco)，包括: 控制信號(hào)輸入導(dǎo)體； 具有供電電流輸入引線的振蕩器； 具有第一引線的旁路電容器，所述第一引線耦合到所述振蕩器的所述供電電流輸入引線.供電穩(wěn)化控制環(huán)電路，其從所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體接收控制信號(hào)，并向所述振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)第一供電電流；以及 輔助供電電流電路，其向所述振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)第二供電電流。
2.如權(quán)利要求1所述的VC0，其中所述第一供電電流基本上與所述第二供電電流成正比。
3.如權(quán)利要求1所述的VC0，其中所述輔助供電電流電路是數(shù)控電流源。
4.如權(quán)利要求1所述的VC0，其中所述輔助供電電流電路是接收多比特?cái)?shù)控信號(hào)的數(shù)控電流源，其中所述第一供電電流隨著所述VCO工作而變動(dòng)，并且其中所述多比特?cái)?shù)控信號(hào)隨著所述VCO工作而被改變，以使得所述第二供電電流與所述第一供電電流之比隨著所述VCO工作而保持基本恒定。
5.如權(quán)利要求1所述的VC0，其中所述輔助供電電流電路包括: 副本負(fù)載，其具有近似于所述振蕩器的電流-電壓特性(1-V特性)的1-V特性；具有第一輸入引線和第二輸入引線的運(yùn)算放大器，所述第一輸入引線被耦合成從所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體接收所述控制信號(hào)，并且所述第二輸入引線耦合到所述副本負(fù)載的供電電流輸入引線；以及 晶體管，其中所述晶體管的柵極耦合到所述運(yùn)算放大器的輸出引線，并且其中所述晶體管的漏極耦合到所述副本負(fù)載的所述供電電流輸入引線。
6.如權(quán)利要求5所述的VC0，其中所述輔助供電電流電路進(jìn)一步包括: 具有柵極和漏極的第二晶體管，其中所述第二晶體管的柵極耦合到所述運(yùn)算放大器的所述輸出引線，并且其中所述第二晶體管的所述漏極耦合到所述振蕩器的所述供電電流輸入引線。
7.如權(quán)利要求1所述的VC0，其中所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路包括: 具有第一輸入引線和第二輸入引線的運(yùn)算放大器，所述第一輸入引線被耦合成從所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體接收所述控制信號(hào)，并且所述第二輸入引線耦合到所述振蕩器的所述供電電流輸入引線；以及 晶體管，其中所述晶體管的柵極耦合到所述運(yùn)算放大器的輸出引線，并且其中所述晶體管的漏極耦合到所述振蕩器的所述供電電流輸入引線。
8.如權(quán)利要求7所述的VC0，其中由所述輔助供電電流電路供應(yīng)的所述第二供電電流顯著大于由所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路供應(yīng)的所述第一供電電流。
9.如權(quán)利要求1所述的VC0，其中所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路通過(guò)第一晶體管向所述振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)所述第一供電電流，其中所述第一晶體管的漏極耦合到所述振蕩器的所述供電電流輸入引線，其中所述輔助供電電流電路通過(guò)第二晶體管向所述振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)所述第二供電電流，其中所述第二晶體管的漏極耦合到所述振蕩器的所述供電電流輸入引線，并且其中第一晶體管小于所述第二晶體管。
10.如權(quán)利要求1所述的VCO，其中所述控制信號(hào)是經(jīng)由所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體從環(huán)路濾波器接收的。
11.如權(quán)利要求1所述的VCO，其中所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路包括: 運(yùn)算放大器；以及 電流控制電路元件，其從所述運(yùn)算放大器的輸出引線接收控制信號(hào)，并向所述振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)所述第一供電電流。
12.—種操作壓控振蕩器(VCO)的方法，包括: 將噪聲電流通過(guò)電容器從振蕩器的供電電流輸入引線傳導(dǎo)到地導(dǎo)體； 從供電穩(wěn)化控制環(huán)電路供應(yīng)第一供電電流并將其供應(yīng)到所述振蕩器的所述供電電流輸入引線上，其中所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路包括運(yùn)算放大器和晶體管，其中所述運(yùn)算放大器的輸出引線耦合到所述晶體管的柵極，并且其中所述晶體管的漏極耦合到所述振蕩器的供電電流輸入引線；以及 從輔助供電電流電路供應(yīng)第二供電電流并將其供應(yīng)到所述振蕩器的所述供電電流輸入引線上，其中所述電容器、所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路、所述振蕩器、和所述輔助供電電流電路是所述VCO的部件。
13.如權(quán)利要求12所述的操作VCO的方法，其中所述輔助供電電流電路包括: 副本負(fù)載，其具有近似于所述振蕩器的電流-電壓特性(1-V特性)的1-V特性； 具有第一輸入引線和第二輸入引線的運(yùn)算放大器，所述第一輸入引線被耦合成從所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體接收所述控制信號(hào)，并且所述第二輸入引線耦合到所述副本負(fù)載的供電電流輸入引線；以及 晶體管，其中所述輔助供電電流電路的所述晶體管的柵極耦合到所述輔助供電電流電路的所述運(yùn)算放大器的輸出引線，并且其中所述輔助供電電流電路的所述晶體管的漏極耦合到所述副本負(fù)載的所述供電電流輸入引線。
14.如權(quán)利要求12所述的操作VCO的方法，其中所述輔助供電電流電路是數(shù)控電流源。
15.如權(quán)利要求12所述的操作VCO的方法，其中所述第二供電電流基本上與所述第一供電電流成正比。
16.如權(quán)利要求12所述的操作VCO的方法，其中所述第二供電電流顯著大于所述第一供電電流。
17.一種壓控振蕩器(VC0)，包括: 振蕩器； 供電穩(wěn)化控制環(huán)電路，其從所述VCO的控制信號(hào)輸入導(dǎo)體接收控制信號(hào)，并向所述振蕩器的供電電流輸入引線供應(yīng)第一供電電流； 旁路電容器，其被耦合成將噪聲電流從所述振蕩器的所述供電電流輸入引線傳導(dǎo)到地導(dǎo)體；以及 用于向所述振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)第二供電電流以使得所述第二供電電流基本上與所述第一供電電流成正比的裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的VC0，其中所述裝置包括基本上復(fù)制所述振蕩器的電流-電壓特性(1-V特性)的副本負(fù)載。
19.如權(quán)利要求17所述的VC0，其中所述裝置包括數(shù)控電流源，并且其中所述數(shù)控電流源接收多比特?cái)?shù)控信號(hào)。
20.如權(quán)利要求17所述的VCO，其中所述第二供電電流顯著大于所述第一供電電流。
21.如權(quán)利要求17所述的VCO，其中所述控制信號(hào)是控制所述振蕩器的振蕩頻率的電壓控制信號(hào)。
22.一種壓控振蕩器(VCO)，包括: 控制信號(hào)輸入導(dǎo)體； 具有供電電流輸入引線的第一振蕩器； 具有供電電流輸入引線的第二振蕩器，其中所述第二振蕩器被注入鎖定到所述第一振蕩器；以及 供電穩(wěn)化控制環(huán)電路，其從所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體接收控制信號(hào)，且向所述第一振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)第一供電電流，并向所述第二振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)第二供電電流。
23.如權(quán)利要求22所述的VCO，進(jìn)一步包括: 旁路電容器，其被耦合 成將噪聲電流從所述第二振蕩器的所述供電電流輸入引線傳導(dǎo)到地導(dǎo)體。
24.如權(quán)利要求22所述的VCO，其中所述第二供電電流基本上與所述第一供電電流成正比。
25.如權(quán)利要求22所述的VCO，其中所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路包括: 第一晶體管，其向所述第一振蕩器供應(yīng)所述第一供電電流； 第二晶體管，其向所述第二振蕩器供應(yīng)所述第二供電電流；以及 運(yùn)算放大器，其中所述運(yùn)算放大器的輸出引線耦合到所述第一晶體管的柵極并耦合到所述第二晶體管的柵極。
26.如權(quán)利要求22所述的VCO，其中所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路包括: 具有柵極和漏極的晶體管，其中所述漏極耦合到所述第一振蕩器的所述供電電流輸入引線；以及 運(yùn)算放大器，其中所述運(yùn)算放大器的輸出引線耦合到所述晶體管的所述柵極，其中所述運(yùn)算放大器的第一輸入引線耦合到所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體，并且其中所述運(yùn)算放大器的第二輸入引線耦合到所述晶體管的所述漏極。
27.一種操作壓控振蕩器(VCO)的方法，包括: 從控制信號(hào)輸入導(dǎo)體將控制信號(hào)接收到供電穩(wěn)化控制環(huán)電路上； 從所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路供應(yīng)第一供電電流并將其供應(yīng)到第一振蕩器的供電電流輸入引線上； 從所述供電穩(wěn)化控制環(huán)供應(yīng)第二供電電流并將其供應(yīng)到第二振蕩器的供電電流輸入引線上，其中所述第二振蕩器被注入鎖定到所述第一振蕩器；以及 將噪聲電流通過(guò)旁路電容器從所述第二振蕩器的所述供電電流輸入引線傳導(dǎo)到地導(dǎo)體，其中所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體、所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路、所述第一振蕩器、所述第二振蕩器、以及所述旁路電容器是所述VCO的部件。
28.如權(quán)利要求27所述的操作VCO的方法，其中所述第一供電電流基本上與所述第二供電電流成正比。
29.如權(quán)利要求27所述的操作VCO的方法，其中所述供電穩(wěn)化控制環(huán)電路包括: 第一晶體管，其向所述第一振蕩器供應(yīng)所述第一供電電流； 第二晶體管，其向所述第二振蕩器供應(yīng)所述第二供電電流；以及 運(yùn)算放大器，其中所述運(yùn)算放大器的輸出引線耦合到所述第一晶體管的柵極并耦合到所述第二晶體管的柵極。
30.如權(quán)利要求27所述的操作VCO的方法，其中所述VCO是鎖相環(huán)(PLL)的部件，所述方法進(jìn)一步包括: 從所述第一振蕩器輸出振蕩信號(hào)； 將所述振蕩信號(hào)供應(yīng)給所述PLL的反饋分頻器；以及 將所述振蕩信號(hào)供應(yīng)給所述第二振蕩器。
31.一種壓控振蕩器(VC0)，包括: 控制信號(hào)輸入導(dǎo)體； 具有供電電流輸入引線的第一振蕩器； 具有供電電流輸入引線的第二振蕩器，其中所述第二振蕩器被注入鎖定到所述第一振蕩器；以及 用于從所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體接收控制信號(hào)、且用于向所述第一振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)第一供電電流并用于向所述第二振蕩器的所述供電電流輸入引線供應(yīng)第二供電電流以使得所述第二供電電流基本上與所述第一供電電流成正比的裝置，其中所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體、所述第一振蕩器、所述第二振蕩器、和所述裝置是所述VCO的部件。
32.如權(quán)利要求31所述的VC0,其中所述第一振蕩器輸出振蕩信號(hào),所述振蕩信號(hào)被供應(yīng)給鎖相環(huán)(PLL)的反饋分頻器。
33.如權(quán)利要求31所述的VC0，其中所述VCO經(jīng)由所述控制信號(hào)輸入導(dǎo)體從鎖相環(huán)(PLL)的環(huán)路濾波器接收所述控制信號(hào)。
34.如權(quán)利要求31所述的VC0，其中所述裝置包括第一晶體管、第二晶體管、以及運(yùn)算放大器，其中所述第一晶體管向所述第一振蕩器供應(yīng)所述第一供電電流，其中所述第二晶體管向所述第二振蕩器供應(yīng)所述第二供電電流，并且其中所述運(yùn)算放大器的輸出引線耦合到所述第一晶體管的柵極并耦合到所述第二晶體管的柵極。
【文檔編號(hào)】H03L7/099GK103460603SQ201280016283
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月7日
【發(fā)明者】A·拉古納丹, M·佩德拉利-諾伊, S·沃德瓦 申請(qǐng)人:高通股份有限公司