一种f类压控振荡电路及其温度补偿方法

文档序号:172218 发布日期:2021-10-29 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 一种f类压控振荡电路及其温度补偿方法 (Class F voltage-controlled oscillation circuit and temperature compensation method thereof ) 是由 陈东海 于 2021-08-13 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种F类压控振荡电路及其温度补偿方法,涉及集成电路技术领域,用于补偿由于环境温度变化而引起压控振荡子电路产生的频率偏移。F类压控振荡电路,包括压控振荡子电路及补偿电路。补偿电路包括电流生成电路及电压生成电路,电流生成电路的输出端分别与电压生成电路的第一端及压控振荡子电路的目标电容电连接,电压生成电路第二端与接地端电连接。电流生成电路用于向电压生成电路提供与环境温度相关的调节电流。电压生成电路根据调节电流生成调节电压。调节电压用于调整压控振荡子电路中的目标电容的电容量。温度补偿方法应用上述技术方案所提的F类压控振荡电路。(The invention discloses an F-type voltage-controlled oscillation circuit and a temperature compensation method thereof, relates to the technical field of integrated circuits, and is used for compensating frequency offset generated by a voltage-controlled oscillation sub-circuit due to environmental temperature change. The class-F voltage-controlled oscillation circuit comprises a voltage-controlled oscillation sub-circuit and a compensation circuit. The compensation circuit comprises a current generation circuit and a voltage generation circuit, wherein the output end of the current generation circuit is respectively and electrically connected with the first end of the voltage generation circuit and the target capacitor of the voltage-controlled oscillation sub-circuit, and the second end of the voltage generation circuit is electrically connected with the grounding end. The current generating circuit is used for providing a regulating current related to the ambient temperature to the voltage generating circuit. The voltage generation circuit generates a regulated voltage according to the regulated current. The adjustment voltage is used to adjust the capacitance of a target capacitor in the voltage controlled oscillator sub-circuit. The temperature compensation method applies the F-type voltage-controlled oscillating circuit provided by the technical scheme.)

一种F类压控振荡电路及其温度补偿方法

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域,尤其涉及一种F类压控振荡电路及其温度补偿方法。

背景技术

压控振荡电路指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路(英文简称:VCO),其输出频率与输入控制电压直接相关。压控振荡电路是锁相环的重要组成部分,随着通信系统工作环境的温度的变化,对锁相环的可靠性要求也有所提高。因此,对于压控振荡电路的要求也随之提高。

现有技术中,环境温度变化会导致压控振荡电路的输出频率出现频率偏移,降低锁相环的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种F类压控振荡电路及其温度补偿方法,用于补偿由于环境温度变化而引起压控振荡子电路产生的频率偏移。

为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

第一方面,本发明提供一种F类压控振荡电路,包括压控振荡子电路及补偿电路。补偿电路包括电流生成电路及电压生成电路,电流生成电路的输出端分别与电压生成电路的第一端及压控振荡子电路的目标电容电连接,电压生成电路第二端与接地端电连接。电流生成电路用于向电压生成电路提供与环境温度相关的调节电流。电压生成电路根据调节电流生成调节电压。调节电压用于调整压控振荡子电路中的目标电容的电容量。

与现有技术相比,本发明提供的F类压控振荡电路中,电流生成电路可以向电压生成电路提供与环境温度相关的调节电流,电压生成电路再根据该调节电流生成调节电压。也就是说,该调节电压和环境温度有关。电压生成电路与压控振荡子电路中的目标电容电连接,以调整目标电容的电容量,从而能够补偿由于环境温度变化而引起压控振荡子电路产生的频率偏移。

第二方面,本发明还提供一种F类压控振荡电路的温度补偿方法,应用第一方面所述的F类压控振荡电路。该温度补偿方法包括:

电流生成电路向电压生成电路提供提供与环境温度相关的调节电流;

电压生成电路根据调节电流生成与环境温度相关的调节电压,根据调节电压调整压控振荡子电路中的目标电容的电容量。

与现有技术相比,本发明提供的温度补偿方法的有益效果与上述技术方案所述的F类压控振荡电路的有益效果相同,此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明实施例提供的F类压控振荡电路的电路结构图一;

图2为本发明实施例提供的电流生成电路的电路结构图;

图3为本发明实施例提供的调节电压与环境温度的关系曲线图;

图4为本发明实施例提供的F类压控振荡电路的电路结构图二;

图5为本发明实施例提供的电流控制电路的电路结构图一;

图6为本发明实施例提供的电流控制电路的电路结构图二。

附图标记:

100-压控振荡子电路;200-电流生成电路;300-电压生成电路;400-电流控制电路;201-第一电流生成子电路;202-第二电流生成子电路。

具体实施方式

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案,在本发明的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如,第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值,并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定,并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是,本发明中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本发明中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a和b的结合,a和c的结合,b和c的结合,或a、b和c的结合,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。

图1示例出了本发明实施例提供的F类压控振荡电路的电路结构图一。参照图1,本发明实施例提供的F类压控振荡电路包括:压控振荡子电路100及补偿电路。其中,补偿电路包括:电流生成电路200及电压生成电路300,电流生成电路200的输出端分别与电压生成电路300的第一端及压控振荡子电路100的目标电容电连接,电压生成电路300的第二端与接地端电连接。电流生成电路200用于向电压生成电路300提供与环境温度相关的调节电流Iall,电压生成电路300根据该调节电流Iall生成调节电压Vtemp。调节电压Vtemp用于调整压控振荡子电路100中的目标电容的电容量。

与现有技术相比,本发明提供的F类压控振荡电路中,电流生成电路200可以向电压生成电路300提供与环境温度相关的调节电流Iall,电压生成电路300再根据该调节电流Iall生成调节电压Vtemp。也就是说,该调节电压Vtemp和环境温度有关。电压生成电路300与压控振荡子电路100中的目标电容电连接,以调整目标电容的电容量,从而能够补偿由于环境温度变化而引起压控振荡子电路100产生的频率偏移。

图2示例出了本发明实施例提供的电流生成电路200的电路结构图。在一种可能实现的方式中,参照图2,上述电流生成电路200可以包括:电连接的第一电流生成子电路201及第二电流生成子电路202。第一电流生成子电路201的输出端及第二电流生成子电路202的输出端均与上述电压生成电路300电连接。第一电流生成子电路201生成与环境温度正比例变化的第一电流Iptat,第二电流生成子电路202生成与环境温度无关的第二电流Ibg。上述调节电流Iall满足:

Iall=Iptat+Ibg。

在一种示例中,参照图2,第一电流生成子电路201可以包括多个并接的场效应管Mptat,场效应管Mptat的第一端与电源端电连接,场效应管Mptat的第二端与电压生成电路300电连接,场效应管Mptat的栅极与ptat单元电连接,ptat单元向场效应管Mptat的栅极提供电压Vp。ptat单元为输出电流大小与绝对温度(热力学温度)成正比例关系的电流源。第二电流生成子电路202也可以包括多个并接的场效应管Mbg,场效应管Mbg的第一端与电源端电连接,场效应管Mbg的第二端也与电压生成电路300电连接,场效应管Mbg的栅极与bg单元电连接,bg单元向场效应管的栅极提供电压Vb。bg单元为带隙基准单元,Ibg表示带隙基准单元产生的电流,与温度无关。在实际使用过程中,Iptat与Ibg均为可调电流,可以根据实际情况进行调整。应理解,ptat单元及bg单元均为外部电路,附图中未标示。

在一种可能实现的方式中,参照图1,上述电压生成电路300可以包括第一电阻R1及第一电容C5。第一电阻R1的第一端及第一电容C5的第一端均与电流生成电路200的输出端电连接,第一电阻R1的第二端及第一电容C5的第二端与接地端电连接。

电压生成电路300根据上述调节电路生成的调节电压Vtemp可以满足:

Vtemp=(Iptat+Ibg)×R1

其中,第一电阻R1可以为可调电阻,用于根据实际情况对上述调节电压Vtemp进行校准。

图3示例出了本发明实施例提供的调节电压与环境温度的关系曲线图。参照图3,环境温度与调节电压成正比例关系。

在一种可能实现的方式中,参照图1,上述压控振荡子电路100可以包括:交叉耦合的第一开关电路及第二开关电路、第一电容组、第二电容组、第三电容组、第四电容组及变压器。其中,第一电容组及第三电容组中的电容均为目标电容。

参照图1,第一电容组的第一端及第二电容组的第一端均与第一开关电路的第一端电连接,第一电容组的第二端及第二电容组的第二端均与第二开关电路的第一端电连接。第一开关电路的第二端及第二开关电路的第二端接地。第三电容组的第一端及第四电容组的第一端均与第一开关电路的控制端电连接,第三电容组的第二端及第四电容组的第二端均与第二开关电路的控制端电连接。第一电容组及第三电容组还与电压生成电路300的第一端电连接。第二电容组及第四电容组还与第一参考电源端电连接。变压器的第一端与第一开关电路电连接,变压器的第二端与第二开关电路电连接。

在实际应用过程中,第一电容组、第二电容组、第三电容组及第四电容组的电容量可以根据实际情况选择,本发明实施例对此不作具体限制。第一电容组可以包括并接的第二电容C1a和第三电容C1b,第二电容组可以包括并接的第四电容C2a和第五电容C2b,第三电容组可以包括第六电容C3a和第七电容C3b,第四电容组可以包括第八电容C4a和第九电容C4b。调节电压Vtemp用于调整第二电容C1a、第三电容C1b、第六电容C3a及第七电容C3b的电容量。第二电容C1a、第三电容C1b、第四电容C2a、第五电容C2b、第六电容C3a、第七电容C3b、第八电容C4a及第九电容C4b均为可变电容。上述第一参考电源端的电压为固定电压Vctl。

在一种示例中,参照图1,上述变压器可以包括耦接的第一电感Lp及第二电感Ls。第一电感Lp的第一端与上述第一开关电路的第一端电连接,第一电感Lp的第二端与第二开关电路的第一端电连接。第二电感Ls的第一端与第一开关电路的控制端电连接,第二电感Ls的第二端与第二开关电路的控制端电连接。第一电感Lp还与电源端电连接,电源端向第一电感Lp提供电压VDD。第二电感Ls还与第三参考电源端电连接,第三参考带能源端向第一电感Ls提供电压VB。

在一种可能实现的方式中,参照图1,上述第一开关电路可以包括第一场效应管,上述第二开关电路可以包括第二场效应管。

在一种示例中,参照图1,上述第一开关电路为第一场效应管M11,上述第二开关电路为第二场效应管M12。第一场效应管M11和第二场效应管M12可以均为N型场效应管,也可以均为P型场效应管。图4示例出了本发明实施例提供的F类压控振荡电路的电路结构图二。参照图1,第一场效应管M11和第二场效应管M12可以均为N型场效应管,参照图4,第一场效应管M11和第二场效应管M12可以均为P型场效应管。此时,第一电感Lp与接地端电连接,第二电感Ls与第三参考电源端电连接,第三参考带能源端向第一电感Ls提供电压VB。

在一种可能实现的方式中,参照图1,上述F类压控振荡电路还可以包括电流控制电路400。电流控制电路400与压控振荡子电路100电连接,用于控制压控振荡子电路100的开关状态,或使压控振荡子电路100保持在稳定的状态。

在实际使用过程中,上述电流控制电路400可以包括第三开关电路。第三开关电路的第一端与上述压控振荡子电路100电连接,第三开关电路的第二端与接地端电连接,第三开关电路的控制端与第二参考电源端电连接。第二参考电源端向第三开关电路提供第二参考电压Vbs。

图5示例出了本发明实施例提供的电流控制电路400的电路结构图一。参照图5,在一种示例中,上述第三开关电路可以包括传输门TG、第三场效应管M2及第四场效应管M3。传输门TG的第一控制端用于接入第一控制信号EN,传输门TG的第二控制端用于接入第二控制信号EN_b。应理解第二控制信号EN_b为第一控制信号EN的反向信号。传输门TG的第一端与第二参考电源端电连接,传输门TG的第二端与第三场效应管M2的控制端及第四场效应管M3的第一端电连接。第三场效应管M2的第一端与第一场效应管的第二端电连接,第三场效应管M2的第二端与接地端电连接。第四场效应管M3的控制端用于接入第二控制信号EN_b,第四场效应管M3的第二端与接地端电连接。下面以第三场效应管M2及第四场效应管M3为N型场效应管为例,进行描述:

当第一控制信号EN为高电平时,第二控制信号EN_b为低电平。传输门TG处于导通状态,第三场效应管M2处于导通状态,第四场效应管M3处于关断状态。当第一控制信号EN为低电平时,第二控制信号EN_b为高电平。传输门TG处于关断状态,第四场效应管M3处于导通状态,从而使第三场效应管M2处于关断状态。

图6示例出了本发明实施例提供的电流控制电路的电路结构图一。参照图6,在另一种示例中,上述第三开关电路包括多个并接的第五场效应管M4,每个第五场效应管M4的第一端与第一场效应管的第二端电连接,每个第五场效应管M4的第二端与接地端电连接,每个第五场效应管M4的控制端与第二参考电源端电连接,且每个第五场效应管M4可以单独开关。

当流过任意一个第五场效应管M4的电流为Io时,则流入压控振荡子电路100的电流I满足:

I=n×Io。

由上述第三开关电路的具体结构可知,第三开关电路可以控制压控振荡子电路100的开关状态。或调整流过上述压控振荡子电路100的电流大小,使压控振荡子电路100保持在稳定的状态。

本发明实施例还提供了一种F类压控振荡电路的温度补偿方法,应用上述技术方案提供的F类压控振荡电路。该温度补偿方法包括:

步骤S100:电流生成电路200向电压生成电路300提供提供与环境温度相关的调节电流Iall。

步骤S200:电压生成电路300根据调节电流Iall生成与环境温度相关的调节电压Vtemp,根据调节电压Vtemp调整压控振荡子电路100中的目标电容的电容量。

与现有技术相比,本发明提供的温度补偿方法的有益效果与上述技术方案所述的F类压控振荡电路的有益效果相同,此处不做赘述。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述,然而,在实施所要求保护的本发明过程中,本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中,“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤,“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施,但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述,显而易见的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明,且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

12页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种固态太赫兹单片二次谐波混频器电路

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!