專利名稱：電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法及
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
LC-VCO(inductor and capacitor based Voltage-Controlled Oscillator,電感電容型壓控振蕩器)是射頻收發(fā)機(jī)芯片的核心模塊之一。LC-VCO通常置于PLL(PhaseLocked Loop,鎖相環(huán))中，與PLL —起為射頻收發(fā)機(jī)芯片提供高精度的L0(LocalOscillator，本振)信號，或者為射頻收發(fā)機(jī)芯片提供合適的時鐘信號。相位噪聲(PhaseNoise)是LC-VCO最重要的性能指標(biāo)之一，它的好壞決定了本振信號的頻譜純度，決定了其產(chǎn)生的時鐘信號的抖動(jitter)大??；而頻譜純度和抖動大小，會影響甚至限制系統(tǒng)的性能。低相位噪聲，總是LC-VCO設(shè)計(jì)和優(yōu)化所追求的目標(biāo)之一。從魯棒性(包括對VCO最基本的要求，必須在各種工藝角和溫度下都能正常起振)、功耗控制和抑制電源電壓噪聲影響這幾個角度來考慮，帶有尾電流源的LC-VCO是最佳的選擇，也是工業(yè)界最常用的結(jié)構(gòu)。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中帶有尾電流源的LC-VCO的示意圖。圖1所示的LC-VCO包括第一 PMOS管Mpl、第二 PMOS管Mp2、參考電流源和LC-VCO核心電路。圖1中，Iref為參考電流，Iss為尾電流。圖1所示的電路是一個帶有PMOS尾電流源LC-VCO的典型例子，其中第二 PMOS管Mp2即為LC-VCO的尾電流源。尾電流源雖然為LC-VCO提供了很多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一個很大的缺點(diǎn)，即尾電流的噪聲會通過頻率調(diào)制機(jī)制轉(zhuǎn)化為LC-VCO的相位噪聲，從而嚴(yán)重惡化LC-VCO的相位噪聲。因此，盡可能的降低尾電流 的噪聲影響，對于提高LC-VCO的相位噪聲性能很關(guān)鍵。尾電流的噪聲貢獻(xiàn)到LC-VCO的相位噪聲的大小，可以用如下的公式(I)表示:
_6] L{fm) = ^-SIss (/m)，其中化=^l公式⑴公式⑴中，Kiss是尾電流變化導(dǎo)致的LC-VCO振蕩頻率變化的靈敏度，也就是振蕩頻率匕。對尾電流Iss的導(dǎo)數(shù)。這反映的就是頻率調(diào)制效應(yīng)，即尾電流變化對LC-VCO頻率的調(diào)制。Kiss反映了將尾電流噪聲調(diào)制成LC-VCO頻率噪聲(等效于相位噪聲)的能力強(qiáng)弱。Siss (fm)表示頻率為乙處的尾電流噪聲功率譜密度。L(fm)則表示Siss (fm)經(jīng)過頻率調(diào)制效應(yīng)而轉(zhuǎn)化成LC-VCO相位噪聲的大小?？梢?，L(fm)不僅正比于尾電流本身的噪聲大小Siss (fm)，還正比于頻率調(diào)制靈敏度Kiss的平方。因此，降低尾電流噪聲對LC-VCO相噪聲的影響有兩個途徑:一是盡可能降低尾電流的噪聲，在工程設(shè)計(jì)上通常采用大RC濾波的方式實(shí)現(xiàn)；二是盡量減小Kiss，如果Kiss很小，即使尾電流噪聲很大，轉(zhuǎn)化成的相位噪聲也有限。極端情況，如果Kiss = O,則L (fm)等于0，而不管Siss(fm)有多大，這種情況下尾電流的噪聲徹底不貢獻(xiàn)LC-VCO相位噪聲，是一種非常理想的狀態(tài)。這種情況在LC-VCO設(shè)計(jì)中確實(shí)是存在的，它對應(yīng)LC-VCO最優(yōu)的FoM性能，接下來專門論述這一點(diǎn)。工程上，優(yōu)化LC-VCO相位噪聲主要方法是調(diào)整并選擇合適的LC-VCO尾電流。對于高性能LC-VCO和低功耗、小面積LC-VCO這兩種不同需求的LC-VC0，在設(shè)計(jì)思想和尾電流的選取上絕然不同。圖2為帶有尾電流源的LC-VCO的相位噪聲Lvro (fm)隨尾電流Iss變化的典型曲線圖。需要說明的是，Lva)(fm)越小表示相位噪聲性能越好。圖2所示的曲線有2個極小值點(diǎn)，分別為B點(diǎn)和D點(diǎn)，B點(diǎn)和D點(diǎn)分別對應(yīng)尾電流1pt_l和1pt_2。其中D點(diǎn)的相位噪聲比B點(diǎn)的相位噪聲更低一些，但是D點(diǎn)的電流1pt_2往往比B點(diǎn)的電流1pt_l大好幾倍,使得B點(diǎn)的FoM性能較D點(diǎn)更優(yōu)。所謂FoM性能，是一種評判標(biāo)準(zhǔn)，它綜合考慮了 LC-VCO的相位噪聲性能和功耗，用于比較不同LC-VCO設(shè)計(jì)(架構(gòu)、功耗、性能都不同)的綜合性能水平，被工業(yè)界和學(xué)術(shù)界廣泛采用。對于高性能LC-VC0，一般對功耗和面積的約束很寬松，主要追求極低的相位噪聲，此時通常將LC-VCO偏置在圖2所示的D點(diǎn)。圖3為LC-VCO的振蕩頻率fosc隨尾電流變化的曲線圖。圖3中，Icode表示LC-VCO尾電流的電流控制字的值，用于控制LC-VCO的尾電流從設(shè)定的最小值Imin開始，按照步長Λ I逐步增大，電流控制字的值為k時LC-VCO尾電流Ik = Imin+k.Δ I，其中，k為整數(shù),且k大于或等于O。如圖3所示,在D點(diǎn)對應(yīng)的電流1pt_2下，尾電流對LC-VCO的頻率調(diào)制靈敏度Kiss往往也挺大，因此通常需要采用大RC濾波來降低尾電流的噪聲，以減小尾電流噪聲對LC-VCO相位噪聲的貢獻(xiàn)。大RC濾波，由于要用到很大的電容C，因此要消耗很大的芯片面積。因此，對于高性能LC-VC0，功耗和面積往往都很大。對于低功耗、小面積LC-VC0，則將其偏置在圖2所示的B點(diǎn)比較合適。B點(diǎn)處具有最優(yōu)的FoM性能:相位噪聲較好，但功耗卻非常低。B點(diǎn)還有一個非常重要的特點(diǎn)，就是B點(diǎn)處尾電流對LC-VCO無頻率調(diào)制效應(yīng)，即Kiss等于O。這個特點(diǎn)從圖3可以看出。由圖3可見，在B點(diǎn)左邊頻率隨電流增大而增大，B點(diǎn)右邊頻率隨電流增大而減??；因此B點(diǎn)處是一個極大值點(diǎn)，導(dǎo)數(shù)為O。由于Kiss = O,因此尾電流的噪聲徹底不貢獻(xiàn)LC-VCO的相位噪聲，是一種非常理想的狀態(tài)，這也是B點(diǎn)相位噪聲比較低的主要原因。如果LC-VCO始終能夠維持在B點(diǎn)，那么無需采用大RC濾波來降低尾電流噪聲，也就節(jié)省了很大的芯片面積。比較可惜的是，B點(diǎn)是一個與工藝和振蕩頻率相關(guān)的點(diǎn)，是一個不穩(wěn)定的點(diǎn)，對于芯片與芯片之間可能都不一樣；即使對于同一個芯片，LC-VCO處于不同振蕩頻率下也是不同的。因此，如果將所有芯片的LC-VCO都統(tǒng)一配置成一個相同的尾電流，必然對有些芯片是合適的，對有些芯片就偏離了最優(yōu)FoM點(diǎn)；對于有些頻點(diǎn)是合適的，對于其它頻點(diǎn)就偏離了最優(yōu)FoM點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，LC-VCO很少只工作于一個頻率下，工藝也不可能無偏差，因此總是會偏離最優(yōu)FoM點(diǎn),這種情況下尾電流噪聲總是會貢獻(xiàn)相位噪聲。特別地，如果工藝偏差很大，而且LC-VCO的工作頻率范圍很寬，LC-VCO就有可能嚴(yán)重的偏離B點(diǎn)，那么尾電流噪聲可能會貢獻(xiàn)相當(dāng)大一部分的相位噪聲。這種情況下，就需要盡量降低尾電流的噪聲以抑制這種影響。由于LC-VCO尾電流噪聲絕大部分由LC-VCO偏置電流產(chǎn)生電路貢獻(xiàn)，工程設(shè)計(jì)上，為了抑制這部分噪聲，往往使用阻值很大的電阻R和容值很大的電容C(即大RC濾波器)實(shí)現(xiàn)截止頻率非常低的低通濾波器，以阻止LC-VCO偏置電流產(chǎn)生電路的噪聲傳遞到尾電流Iss中。圖4為采用大RC濾波器的LC-VCO的示意圖。圖4所示的LC-VCO包括快速啟動電路101、LC-VCO核心電路102、LC-VCO偏置電流產(chǎn)生電路103、第二 PMOS管Mp2、第三PMOS管Mp3、電阻R和電容C。其中，LC-VCO偏置電流產(chǎn)生電路103包括參考電流產(chǎn)生電路100、第一 PMOS管Mpl、第一 NMOS管Mnl和第二 NMOS管Mn2。圖4中，第一 NMOS管Mnl與第二 NMOS管Mn2形成第一電流鏡(第一電流鏡為NMOS電流鏡)，輸入為參考電流Iref，經(jīng)過M倍放大后輸出電流Ix，即Ix = M.Iref0第一 PMOS管Mpl與第二 PMOS管Mp2形成第二電流鏡(第二電流鏡為PMOS電流鏡)，輸入為電流Ix，經(jīng)過N倍放大后輸出LC-VCO的尾電流Iss，即Iss = N.Ix = N.M.Iref0其中，M和N分別是第一電流鏡和第二電流鏡的電流放大倍數(shù)。圖4中，電阻R和電容C構(gòu)成一階RC濾波器，插于第一 PMOS管Mpl的柵極與第二 PMOS管Mp2的柵極之間，其中X點(diǎn)為第一 PMOS管Mpl的柵極，Y點(diǎn)為第二 PMOS管Mp2的柵極。X點(diǎn)的電壓通過大RC濾波器的濾波后產(chǎn)生Y點(diǎn)電壓，作為第二 PMOS管Mp2的柵極電壓，并控制第二 PMOS管Mp2產(chǎn)生輸出電流Iss。圖4中，電阻R和電容C構(gòu)成一階RC濾波器，用來抑制LC-VCO偏置電流產(chǎn)生電路103的噪聲，從而降低LC-VCO尾電流中的噪聲。這種采用大RC濾波器來抑制LC-VCO的尾電流噪聲的做法會帶來如下幾個方面的問題:I)容值很大的電容C會占用巨大的芯片面積，這對于低成本(因此必須芯片面積很小)射頻收發(fā)機(jī)芯片往往是難以承受的；2)阻值很大的電阻R，其本身也會產(chǎn)生相當(dāng)大的噪聲；特別是電阻R的低頻噪聲不能被濾波器有效濾除(低通濾波器只濾除截止頻率以外的噪聲，而不能濾除截止頻率以內(nèi)的噪聲)，會傳輸?shù)絃C-VCO的尾電流中，從而惡化LC-VCO的近頻相位噪聲(Close-1n PhaseNoise)。即使進(jìn)一步降低截止頻率，也總是只能抑制截止頻率之外的噪聲，截止頻率之內(nèi)的噪聲永遠(yuǎn)是無法抑制的(實(shí)際上如果R很大，這部分噪聲還會惡化)；3)大電阻R和大電容C會產(chǎn)生一個時間常數(shù)很大的節(jié)點(diǎn)Y(如圖4所示)，該節(jié)點(diǎn)Y充放電速度很慢，因此會影響LC-VCO的啟動速度。工程上為了解決這個問題，往往會增加一個快速啟動電路來對該節(jié)點(diǎn)快速的預(yù)充電，該快速啟動電路需要消耗額外的芯片面積，也增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。如圖4中的PMOS管Mp3 (作為開關(guān)使用)和快速啟動電路101，實(shí)現(xiàn)快速預(yù)充電的目的。綜上所述，LC-VCO的現(xiàn)有技術(shù)方案存在如下缺點(diǎn):1)在設(shè)計(jì)的時候雖然希望將LC-VCO偏置在最優(yōu)FoM尾電流下，但無法兼顧到工藝變化和LC-VCO頻率變化的影響；2)采用大RC濾波器不僅占用較大芯片面積，而且存在其它諸多問題，也不是一個理想的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種LC-VCO尾電流的控制方法及裝置，提高LC-VCO相噪聲性能的魯棒性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法，包括:檢測m個頻點(diǎn)下電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率，其中，m為自然數(shù)，且m大于或等于3 ； 根據(jù)所述尾電流和所述電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率，確定最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系；
根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系，獲得任意電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率所對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流，并根據(jù)當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流。進(jìn)一步地，上述電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法還可具有以下特點(diǎn)，所述檢測m個頻點(diǎn)下電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率中，檢測每個頻點(diǎn)下電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率包括:將電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率初始化為所述頻點(diǎn)；控制電感電容型壓控振蕩器尾電流源的電流控制字的值，使電感電容型壓控振蕩器的尾電流從設(shè)定的最小值Imin開始，按照步長△ I逐步增大，電流控制字的值為k時電感電容型壓控振蕩器尾電流Ik = Imin+k.Δ I,其中，k為整數(shù),且k大于或等于2 ；對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲取頻率計(jì)數(shù)值P ;比較當(dāng)前的頻率 計(jì)數(shù)值Pk與前一個頻率計(jì)數(shù)值Plrf,若Pk小于Pu并且Plrf大于Pk-2，則保存當(dāng)前的電流控制字的值k和頻率計(jì)數(shù)值Pk。進(jìn)一步地，上述電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法還可具有以下特點(diǎn)，根據(jù)所述尾電流和所述電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率確定最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系包括:根據(jù)保存的m組電流控制字的值k和頻率計(jì)數(shù)值pk，通過線性插值確定最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系。進(jìn)一步地，上述電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法還可具有以下特點(diǎn)，根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系，獲得任意電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率所對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流，并根據(jù)當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流包括:根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系，獲得與當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值，并根據(jù)該電流控制字的值控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提出了一種電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置，包括:檢測模塊，用于檢測m個頻點(diǎn)下電感電容型壓控振蕩器電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率，其中，m為自然數(shù)，且m大于或等于3;生成模塊，用于根據(jù)所述尾電流和所述電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率，確定最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系；控制模塊，用于根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系，獲得任意電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率所對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流，并根據(jù)當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流。進(jìn)一步地，上述電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述檢測模塊包括:頻率控制單元，用于將電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率初始化為所述頻點(diǎn)；第一控制單元，用于控制電感電容型壓控振蕩器尾電流源的電流控制字的值，使電感電容型壓控振蕩器的尾電流從設(shè)定的最小值Imin開始,按照步長△ I逐步增大，電流控制字的值為k時電感電容型壓控振蕩器尾電流Ik = Imin+k.Δ I，其中，k為整數(shù)，且k大于或等于O ;頻率計(jì)數(shù)單元，用于對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲取頻率計(jì)數(shù)值P ;比較單元，用于比較當(dāng)前的頻率計(jì)數(shù)值Pk與前一個頻率計(jì)數(shù)值Plri，若Pk小于Plri并且Pm大于pk-2，則保存當(dāng)前的電流控制字的值k和頻率計(jì)數(shù)值Pk。進(jìn)一步地，上述電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述生成模塊包括:第一生成單元，用于根據(jù)保存的m組電流控制字的值k和頻率計(jì)數(shù)值pk，通過線性插值確定最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系。進(jìn)一步地，上述電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述控制模塊包括: 第二控制單元，用于根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系，獲得與當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值，并根據(jù)該電流控制字的值控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流。進(jìn)一步地，上述電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述頻率控制單元包括:數(shù)字調(diào)諧器，用于對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行粗調(diào)；模擬調(diào)諧器，用于對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行細(xì)調(diào)。進(jìn)一步地，上述電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置還可具有以下特點(diǎn)，所述頻率計(jì)數(shù)單元包括:參考計(jì)數(shù)器，用于設(shè)置頻率計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時間；VCO計(jì)數(shù)器，用于在參考計(jì)數(shù)器所設(shè)置的計(jì)數(shù)時間內(nèi)對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲取頻率計(jì)數(shù)值P。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提出了一種電感電容型壓控振蕩器，包括用于在輸入電壓的控制下產(chǎn)生振蕩信號的振蕩器，用于生成振蕩器尾電流的尾電流生成裝置，還包括前述任一項(xiàng)所述的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置，用于控制所述尾電流生成裝置生成尾電流。進(jìn)一步地，上述電感電容型壓控振蕩器還可具有以下特點(diǎn)，所述尾電流生成裝置為可編程電流陣列。本發(fā)明的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法及裝置，使得LC-VCO在任何工藝變動和振蕩頻率下，總是擁有近似最優(yōu)的FoM性能，提高了 LC-VCO相噪聲性能的魯棒性。同時，無需使用大RC濾波器，節(jié)省了這部分的面積開銷，避免了大RC濾波器帶來的諸多缺點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中帶有尾電流源的LC-VCO的示意圖；圖2為帶有尾電流源的LC-V⑶的相位噪聲Lvro (fm)隨尾電流Iss變化的典型曲線圖；圖3為LC-VCO的振蕩頻率f；s。隨尾電流變化的曲線圖；圖4為采用大RC濾波器的LC-VCO的示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中LC-VCO尾電流的控制方法的流程圖；圖6為頻率計(jì)數(shù)原理示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例中LC-VCO尾電流的控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖8為圖7中檢測模塊210的一種結(jié)構(gòu)框圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例中LC-VCO的結(jié)構(gòu)框圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例中單頻點(diǎn)LC-VCO的工廠校準(zhǔn)模式的工作原理示意圖；圖11為圖10所示LC-VCO所執(zhí)行的搜索算法流程
圖12為本發(fā)明實(shí)施例中多頻點(diǎn)LC-VCO的工廠校準(zhǔn)模式的工作原理示意圖；圖13為圖12所示LC-VCO所執(zhí)行的搜索算法流程圖；圖14為線性插值方法示意圖；圖15為頻率可變的LC-VCO獲得任意待鎖頻率fdes下最優(yōu)FoM尾電流所對應(yīng)的電流控制字的近似值kdes的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的主要構(gòu)思是:由圖3可見，最優(yōu)FoM尾電流對應(yīng)著LC-VCO振蕩頻率隨尾電流變化曲線的極大值點(diǎn)。因此，如果使LC-VCO在任何工藝變化和振蕩頻率下，總是偏置在最優(yōu)FoM性能所對應(yīng)的尾電流附近，則LC-VCO就會總是擁有近似最優(yōu)的FoM性能。本文中，最優(yōu)FoM尾電流指LC-VCO具有最優(yōu)的FoM性能時所對應(yīng)的尾電流。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。圖5為本發(fā)明實(shí)施例中LC-VCO尾電流的控制方法的流程圖。如圖5所示，本實(shí)施例中，LC-VCO尾電流的控制方法的流程包括:步驟201，檢測m個頻點(diǎn)下LC-VCO振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所
對應(yīng)的尾電流Ip I2......1n^p LC-VCO振蕩頻率f\、f2......fm，其中，m為自然數(shù)，且m大
于或等于3 ；在檢測時，可以先讓LC-VCO尾電流置于最小值Imin，然后逐步增大電流并依次判斷LC-VCO振蕩頻率的大小。剛開始的時候，隨著電流的增大，LC-VCO振蕩頻率逐步上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一個特定電流的時候，再增大電流，LC-VCO振蕩頻率反而下降，則此時的尾電流近似為圖2中B點(diǎn)的尾電流1pt_l，也即最優(yōu)FoM尾電流。
因此，步驟201中，檢測每個頻點(diǎn)下LC-VCO振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和LC-VCO振蕩頻率可以包括:(I)將LC-VCO的振蕩頻率初始化為給定的頻點(diǎn)；(2)控制LC-VCO尾電流源的電流控制字的值，使LC-VCO的尾電流從設(shè)定的最小值Imin開始,按照步長Δ I逐步增大，電流控制字的值為k時LC-VCO尾電流Ik = Imin+k.Δ I,其中，k為整數(shù)，且k大于或等于O ;(3)對LC-VCO的振蕩頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲取頻率計(jì)數(shù)值P，LC-V⑶的振蕩頻率正比于頻率計(jì)數(shù)值P ;LC-VCO振蕩頻率采用計(jì)數(shù)的方式獲得:在一段固定的時間內(nèi)(LC-VC0芯片上通過對參考時鐘Fref計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)定時功能)，對LC-VCO振蕩頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)(使用計(jì)數(shù)器)，頻率計(jì)數(shù)值P表明了這段時間內(nèi)LC- VCO振蕩信號的周期數(shù)，如圖6所示。頻率計(jì)數(shù)值P越大，則表明周期數(shù)越多，從而LC-VCO振蕩頻率越高；頻率計(jì)數(shù)值P越小，則表明周期數(shù)越少，從而LC-VCO振蕩頻率越低。假設(shè)計(jì)數(shù)時間長度為2m個Fref周期，而p是這段時間內(nèi)LC-VCO振蕩頻率的計(jì)數(shù)個數(shù)，則LC-VCO振蕩頻率fva)可以近似表示為公式(2):
權(quán)利要求
1.一種電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法，其特征在于，包括: 檢測m個頻點(diǎn)下電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率，其中，m為自然數(shù)，且m大于或等于3; 根據(jù)所述尾電流和所述電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率，確定最優(yōu)FoM尾電流與電感電各型壓控振湯器振湯頻率的對應(yīng)關(guān)系； 根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系，獲得任意電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率所對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流，并根據(jù)當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法，其特征在于，所述檢測m個頻點(diǎn)下電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率中，檢測每個頻點(diǎn)下電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率包括: 將電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率初始化為所述頻點(diǎn)； 控制電感電容型壓控振蕩器尾電流源的電流控制字的值，使電感電容型壓控振蕩器的尾電流從設(shè)定的最小值Imin開始，按照步長△ I逐步增大，電流控制字的值為k時電感電容型壓控振蕩器尾電流Ik = Imin+k.Δ I,其中，k為整數(shù),且k大于或等于2 ； 對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲取頻率計(jì)數(shù)值P ; 比較當(dāng)前的頻率計(jì)數(shù)值Pk與前一個頻率計(jì)數(shù)值Plrf,若Pk小于Plrf并且Plrf大于pk_2,則保存當(dāng)前的電流控制字的值k和頻率計(jì)數(shù)值Pk。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電感電`容型壓控振蕩器尾電流的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述尾電流和所述電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率確定最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系包括: 根據(jù)保存的m組電流控制字的值k和頻率計(jì)數(shù)值pk，通過線性插值確定最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法，其特征在于，根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系，獲得任意電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率所對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流，并根據(jù)當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流包括: 根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系，獲得與當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值，并根據(jù)該電流控制字的值控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流。
5.一種電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置，其特征在于，包括: 檢測模塊，用于檢測m個頻點(diǎn)下電感電容型壓控振蕩器電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率，其中，m為自然數(shù)，且m大于或等于3 ; 生成模塊，用于根據(jù)所述尾電流和所述電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率，確定最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系；控制模塊，用于根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系，獲得任意電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率所對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流，并根據(jù)當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置，其特征在于，所述檢測模塊包括: 頻率控制單元，用于將電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率初始化為所述頻點(diǎn)； 第一控制單元，用于控制電感電容型壓控振蕩器尾電流源的電流控制字的值，使電感電容型壓控振蕩器的尾電流從設(shè)定的最小值Imin開始，按照步長△ I逐步增大，電流控制字的值為k時電感電容型壓控振蕩器尾電流Ik = Imin+k.Λ I，其中，k為整數(shù)，且k大于或等于O ; 頻率計(jì)數(shù)單元，用于對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲取頻率計(jì)數(shù)值 P ; 比較單元，用于比較當(dāng)前的頻率計(jì)數(shù)值Pk與前一個頻率計(jì)數(shù)值Pk-1，若Pk小于Pu并且Pk-1大于Pk-2，則保存當(dāng)前的電流控制字的值k和頻率計(jì)數(shù)值pk。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置，其特征在于，所述生成模塊包括: 第一生成單元，用于根據(jù)保存的m組電流控制字的值k和頻率計(jì)數(shù)值pk，通過線性插值確定最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括: 第二控制單元，用于根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系，獲得與當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的頻率計(jì)數(shù)值對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流的電流控制字的值，并根據(jù)該電流控制字的值控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置，其特征在于，所述頻率控制單元包括: 數(shù)字調(diào)諧器，用于對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行粗調(diào)； 模擬調(diào)諧器，用于對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行細(xì)調(diào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置，其特征在于，所述頻率計(jì)數(shù)單元包括: 參考計(jì)數(shù)器，用于設(shè)置頻率計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時間； VCO計(jì)數(shù)器，用于在參考計(jì)數(shù)器所設(shè)置的計(jì)數(shù)時間內(nèi)對電感電容型壓控振蕩器的振蕩頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，獲取頻率計(jì)數(shù)值P。
11.一種電感電容型壓控振蕩器，包括用于在輸入電壓的控制下產(chǎn)生振蕩信號的振蕩器，用于生成振蕩器尾電流的尾電流生成裝置，其特征在于，還包括如權(quán)利要求5-10中任一項(xiàng)所述的電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制裝置，用于控制所述尾電流生成裝置生成尾電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電感電容型壓控振蕩器，其特征在于，所述尾電流生成裝置為可 編程電流陣列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法及裝置。其中,電感電容型壓控振蕩器尾電流的控制方法包括:檢測m個頻點(diǎn)下電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率隨尾電流變化的曲線中的極大值點(diǎn)所對應(yīng)的尾電流和電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率;根據(jù)所述尾電流和所述電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率，確定最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系；根據(jù)所述最優(yōu)FoM尾電流與電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率的對應(yīng)關(guān)系，獲得任意電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率所對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流，并根據(jù)當(dāng)前電感電容型壓控振蕩器振蕩頻率對應(yīng)的最優(yōu)FoM尾電流控制電感電容型壓控振蕩器的尾電流源產(chǎn)生尾電流。本發(fā)明提高了LC-VCO相噪聲性能的魯棒性。
文檔編號H03L7/099GK103187923SQ20111044555
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者許建超, 史愛煥 申請人:國民技術(shù)股份有限公司