產生均衡占空比信號的vco設備的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種產生均衡占空比信號的VCO設備，包括有設備本體，其中：設備本體內對稱配置有至少兩個相同的環形振蕩裝置，環形振蕩裝置設置有獨立的信號輸出端口，環形振蕩裝置采用四級差分延遲組件構成，兩個環形振蕩裝置首尾相連，環形振蕩裝置其中的一級采用非反向的接法，環形振蕩裝置上均連接有PMOS裝置，該PMOS裝置相互之間交叉耦合連接，且PMOS裝置的柵端接地，PMOS裝置共同連接有差分放大裝置的輸入端，差分放大裝置的輸出端連接有反相裝置的輸入端。由此，消除了傳統環形振蕩裝置兩個輸出信號之間存在延遲的問題，通過交叉耦合的方法，將兩路輸出信號進行同步，最終使得輸出信號達到均衡的占空比。
【專利說明】產生均衡占空比信號的VCO設備
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種VCO設備，尤其涉及一種產生均衡占空比信號的VCO設備。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的不斷發展進步，信息交換量與日俱增，信息高速公路的建設標準也不 斷提高，容量大、傳輸速度快、傳輸距離遠、節約能源、抗干擾等更多的設計標準也在不斷的 進步。在這種形勢下，通信系統中的集成電路組成部分的研究和研發正趨于白熱化。
[0003] 鎖相環（PLL)是通信領域中不可或缺的關鍵電路，而壓控振蕩器（VCO)則是PLL中 非常關鍵的部分。近年來，隨著通信標準的不斷提高，系統對芯片的速度，功耗和噪聲等性 能提出了更高的要求。因此，如何設計高性能的VCO電路變得越發重要。
[0004] VCO有多種可供選擇的實現方案，常用的有環形振蕩裝置和LC振蕩器，人們往往 根據兩者的不同應用和指標來加以選擇。
[0005] 傳統的環形振蕩裝置由一條環路構成，環路由多個延遲單元構成，采用多級差分 放大器環形結構，輸出信號頻率相等相位相反，但是由于兩個信號之間存在延遲，相位不能 以180°的相位差對齊，導致了最終的輸出信號占空比不能達到1:1。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的就是為了解決現有技術中存在的上述問題，提供一種產生均衡占空 比信號的VCO設備。
[0007] 本發明的目的通過以下技術方案來實現： 產生均衡占空比信號的VCO設備，包括有設備本體，其中：所述的設備本體內對稱配置 有至少兩個相同的環形振蕩裝置，所述的環形振蕩裝置設置有獨立的信號輸出端口，所述 的環形振蕩裝置采用四級差分延遲組件構成，所述的兩個環形振蕩裝置首尾相連，環形振 蕩裝置其中的一級采用非反向的接法，采用控制電壓Vcon同時控制兩個環形振蕩裝置的 振蕩頻率，所述的環形振蕩裝置上均連接有PMOS裝置，所述的PMOS裝置相互之間交叉耦合 連接，所述PMOS裝置的柵端接地，所述的PMOS裝置共同連接有差分放大裝置的輸入端，所 述差分放大裝置的輸出端連接有反相裝置的輸入端，所述的反相裝置上設置有輸出電壓端 □。
[0008] 上述的產生均衡占空比信號的VCO設備，其中：所述的差分延遲組件由至少六個 晶體管組成，其中的MO,Ml，M2為NMOS晶體管，M3,M4,M5,M6為PMOS晶體管，該差分放大 裝置的特點在于，由輸入驅動，額外的PMOS晶體管M5和M6將每個輸出結點拉至Vdd，即使 尾電流有大的變化也產生相對恒定的輸出擺幅。差分延遲組件的每一級延遲大小由尾電流 源決定，控制電壓Vcon控制尾電流源的大小，調節每一級差分延遲組件的延時，從而調節 振蕩器的頻率大小。
[0009] 進一步地，上述的產生均衡占空比信號的VCO設備，其中：所述的差分放大裝置包 括有采用電流鏡接法連接的兩個主晶體管，所述主晶體管上均獨立連接有副晶體管，所述 差分放大裝置上設置有唯一的輸出端口，所述的兩個副晶體管上設置有輸入端口，構成雙 端輸入單端輸出構造。
[0010] 更進一步地，上述的產生均衡占空比信號的VCO設備，其中：所述的主晶體管為P 型晶體管，所述的副晶體管為N型晶體管，所述的兩個主晶體管采用相同的寬長比配置，所 述的兩個副晶體管采用相同的寬長比配置。
[0011] 本發明技術方案的優點主要體現在：消除了傳統環形振蕩裝置兩個輸出信號之間 存在延遲的問題，通過交叉耦合的方法，將兩路輸出信號進行同步，使得它們頻率相等，相 位相反。并且，通過雙端輸入的差分放大器轉換成單端輸出，最終使得輸出信號達到均衡的 占空比。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1是產生均衡占空比信號的VCO設備構造示意圖。
[0013] 圖2是產生均衡占空比信號的VCO設備的電路原理示意圖。
[0014] 圖3是構成環形振蕩裝置的差分延遲組件電路結構示意圖。
[0015] 圖4是差分放大裝置的電路結構示意圖"
【權利要求】
1. 產生均衡占空比信號的VCO設備，包括有設備本體，其特征在于：所述的設備本體內 對稱配置有至少兩個相同的環形振蕩裝置，所述的環形振蕩裝置設置有獨立的信號輸出端 口，所述的環形振蕩裝置采用四級差分延遲組件構成，所述的兩個環形振蕩裝置首尾相連， 環形振蕩裝置其中的一級采用非反向的接法，采用控制電壓Vcon同時控制兩個環形振蕩 裝置的振蕩頻率，所述的環形振蕩裝置上均連接有PM0S裝置，所述的PM0S裝置相互之間交 叉耦合連接，所述PM0S裝置的柵端接地，所述的PM0S裝置共同連接有差分放大裝置的輸入 端，所述差分放大裝置的輸出端連接有反相裝置的輸入端，所述的反相裝置上設置有輸出 電壓端口。
2. 根據權利要求1所述的產生均衡占空比信號的VC0設備，其特征在于：所述的差分 延遲組件由至少六個晶體管組成，由輸入驅動，額外的兩個PM0S裝置將每個輸出結點拉至 Vdd，即使尾電流有大的變化也產生相對恒定的輸出擺幅，差分延遲組件的每一級延遲大小 由尾電流源決定，控制電壓Vcon控制尾電流源的大小，調節每一級差分延遲組件的延時， 從而調節振蕩器的頻率大小。
3. 根據權利要求1所述的產生均衡占空比信號的VC0設備，其特征在于：所述的差分 放大裝置包括有采用電流鏡接法連接的兩個主晶體管，所述主晶體管上均獨立連接有副晶 體管，所述差分放大裝置上設置有唯一的輸出端口，所述的兩個副晶體管上設置有輸入端 口，構成雙端輸入單端輸出構造。
4. 根據權利要求1所述的產生均衡占空比信號的VC0設備，其特征在于：所述的主晶 體管為P型晶體管，所述的副晶體管為N型晶體管，所述的兩個主晶體管采用相同的寬長比 配置，所述的兩個副晶體管采用相同的寬長比配置。
【文檔編號】H03L7/099GK104426540SQ201310377830
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】劉曉飛, 肖天昊, 嚴天鳴, 顧正明 申請人:蘇州中科集成電路設計中心有限公司