压控振荡器及锁相环频率合成器

技术领域

本发明涉及环形振荡器技术领域，尤其涉及压控振荡器及锁相环频率合成器。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

环形振荡器是由数个反相器首尾串接而成，数个反相器本身贡献180度的相移，每个结点加在一起再额外贡献180度的相移，并且信号经过这数个反相器后的增益大于0dB时，就会很容易满足发振的条件。反相器可以是单相的也可以是差分的，单相环形振荡器结构简单，更容易获得更到的振荡频率。差分反相器结构的环形振荡器则更适用于系统噪声大的应用场景，因为差分结构更有利于抑制系统噪声。

环形振荡器经常应用于锁相环频率合成器，此时环形振荡器会被适当修改来达到输出频率受控于输入电压的目的，这个经过修改的输出频率可受控于输入电压的环形振荡器简称为压控振荡器(VCO)。在现有的压控振荡器中，一般由偏置电路，环形振荡电路，控制电压转电流电路组成。然而，现有的压控振荡器在应用于锁相环频率合成器时，存在增益偏差过大、相位噪声过大，以及频率修调复杂的问题，很难保证锁相环频率合成器在所有的温度范围以及制造偏差存在的情况下锁定到目标频率，也很难保证锁相环频率合成器输出稳定高质量的时钟。

因此，现有的压控振荡器存在增益偏差大及相位噪声大的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种压控振荡器，分别连接电源端及接地端，用以降低增益偏差及相位噪声，该压控振荡器包括：

环形振荡模块、频率调整模块及增益调整模块；

环形振荡模块的第一端连接电源端，环形振荡模块的第二端分别连接频率调整模块的第一端及增益调整模块的第一端；环形振荡模块的第三端为环形振荡模块的输出端；

频率调整模块第二端及增益调整模块的第二端共接于接地端；频率调整模块的第三端连接控制电压，增益调整模块的第三端连接锁相环频率合成器的调节控制器；

环形振荡模块，用于产生压控振荡器的振荡信号；

频率调整模块，用于根据控制电压以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；

增益调整模块，用于根据调节控制器输出的参考时钟控制信号以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益。

本发明实施例还提供一种压控振荡器，分别连接电源端及接地端，用以降低增益偏差及相位噪声，该压控振荡器包括：

环形振荡模块、频率调整模块及增益调整模块；

增益调整模块的第一端与环形振荡模块的第一端共接于电源端，增益调整模块的第二端与环形振荡模块的第二端共接于频率调整模块的第一端；频率调整模块第二端连接接地端；

环形振荡模块的第三端为环形振荡模块的输出端，频率调整模块第三端连接控制电压，增益调整模块的第三端连接锁相环频率合成器的自动调节控制器；

环形振荡模块，用于产生压控振荡器的振荡信号；

频率调整模块，用于根据控制电压以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；

增益调整模块，用于根据调节控制器输出的参考时钟控制信号以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益。

本发明实施例还提供一种压控振荡器，分别连接电源端及接地端，用以降低增益偏差及相位噪声，该压控振荡器包括：

环形振荡模块、频率调整模块及增益调整模块；

增益调整模块的第一端与频率调整模块的第一端共接于电源端，增益调整模块的第二端与频率调整模块第二端共接于环形振荡模块的第一端，环形振荡模块的第二端连接接地端；

环形振荡模块的第三端为环形振荡模块的输出端，频率调整模块第三端连接控制电压，增益调整模块的第三端连接锁相环频率合成器的自动调节控制器；

环形振荡模块，用于产生压控振荡器的振荡信号；

频率调整模块，用于根据控制电压以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；

增益调整模块，用于根据调节控制器输出的参考时钟控制信号以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益。

本发明实施例还提供一种压控振荡器，分别连接电源端及接地端，用以降低增益偏差及相位噪声，该压控振荡器包括：

环形振荡模块、频率调整模块及增益调整模块；

频率调整模块的第一端连接电源端，频率调整模块第二端与增益调整模块的第一端共接于环形振荡模块的第一端，增益调整模块的第二端与环形振荡模块的第二端共接于接地端；

环形振荡模块的第三端为环形振荡模块的输出端，频率调整模块第三端连接控制电压，增益调整模块的第三端连接锁相环频率合成器的自动调节控制器；

环形振荡模块，用于产生压控振荡器的振荡信号；

频率调整模块，用于根据控制电压以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；

增益调整模块，用于根据调节控制器输出的参考时钟控制信号以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益。

本发明实施例还提供一种锁相环频率合成器，该锁相环包括上述任一实施例所述的压控振荡器。

本发明实施例中，压控振荡器包括环形振荡模块、频率调整模块及增益调整模块，环形振荡模块的第一端连接电源端，环形振荡模块的第二端分别连接频率调整模块的第一端及增益调整模块的第一端；环形振荡模块的第三端为环形振荡模块的输出端；频率调整模块第二端及增益调整模块的第二端共接于接地端；频率调整模块的第三端连接控制电压，增益调整模块的第三端连接锁相环频率合成器的调节控制器。本发明实施例频率调整模块可以根据控制电压以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；增益调整模块可以根据调节控制器输出的参考时钟控制信号以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益，因此能够降低增益偏差；同时鉴于压控振荡器去掉了偏置电路，消除了偏置电路产生的相位噪声，因此能够降低相位噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的现有压控振荡器的电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的压控振荡器的功能模块图；

图3为本发明实施例提供的压控振荡器的功能模块图；

图4为本发明实施例提供的压控振荡器的功能模块图；

图5为本发明实施例提供的压控振荡器的功能模块图；

图6为本发明实施例提供的压控振荡器的功能模块图；

图7为本发明实施例提供的压控振荡器中环形振荡模块101的结构框图；

图8为本发明实施例提供的压控振荡器中频率调整模块102的结构框图；

图9为本发明实施例提供的压控振荡器中增益调整模块103的结构框图；

图10为本发明实施例提供的压控振荡器的电路结构图；

图11为本发明实施例提供的压控振荡器的另一电路结构图；

图12为本发明实施例提供的锁相环频率合成器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1示出了本发明实施例提供的现有压控振荡器的电路结构示意，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，现有压控振荡器分别连接电源端及接地端，压控振荡器包括电流偏置电路、电流拷贝电路、增益调节电路、环形振荡电路及波形整形模块五部分。

其中，电阻R1、MOS管MP04、MOS管MN04及电阻R2一起构成了电流偏置电路，控制信号BIASCODE是用来调节偏置电流的工艺偏差的，此信号需要额外的工艺偏差检测电路提供。

MOS管MN05与电阻R3一起构成了电流拷贝电路，参考时钟控制信号FSWCODE用来控制电流拷贝的比例来粗调(以不小于第二调整精度的方式调整)环形振荡器的发振频率。此控制信号由锁相环频率合成器的调节控制器提供，用来控制环形振荡器工作在所需的频率。

MOS管MN06是环形振荡器的增益调节电路，搭配控制信号VICCODE用来调节环形振荡器的增益，此控制信号的设定随锁相环频率合成器所需锁定的频率的变化而变化。

MOS管MP01、MOS管MP02、MOS管MP03、MOS管MN01、MOS管MN02及MOS管MN03构成了三级环形振荡电路，其振荡频率受控于前面所述的电流偏置电路和电流拷贝电路，其增益受控于前面所述的增益控制电路。

C0是环形振荡器所需电源的滤波电容，用来稳定振荡器的振荡频率。

LSDCC是波形整形电路，其接收来自环形振荡器的输出结点OUT的类似正弦波形的信号，经过内部电路整形输出系统所需要的矩形波。

图2示出了本发明第一实施例提供的压控振荡器的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图2所示，压控振荡器分别连接电源端Vdd及接地端GND，压控振荡器包括：

环形振荡模块101、频率调整模块102及增益调整模块103；

环形振荡模块101的第一端①连接电源端Vdd，环形振荡模块101的第二端②分别连接频率调整模块102的第一端①及增益调整模块103的第一端①；环形振荡模块101的第三端③为环形振荡模块101的输出端；

频率调整模块102的第二端②及增益调整模块103的第二端②共接于接地端GND；频率调整模块102的第三端③连接控制电压Vcnt，增益调整模块103的第三端③连接锁相环频率合成器的调节控制器；

环形振荡模块101，用于产生压控振荡器的振荡信号；

频率调整模块102，用于根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；

增益调整模块103，用于根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益。

本发明实施例提供的压控振荡器适用于：锁相环频率合成器的需要压控振荡器振荡信号的输出频率随着控制电压Vcnt的增加而增加，且电源端Vdd电压不是很低的情况。

频率调整模块102根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率，即频率调整模块102根据控制电压Vcnt微调压控振荡器振荡信号的输出频率，增益调整模块103根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益，即增益调整模块103根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE粗调压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益。

其中，第一调整精度小于或者远小于第二调整精度，且第一调整精度及第二调整精度为本领域技术人员根据实际情况和具体需求预先设定的。例如，第一调整精度为0.3GHz/step，第二调整精度为0.01GHz/mV；或者第一调整精度为0.4GHz/step，第二调整精度为0.005GHz/mV本发明实施例对此不作特别的限制。

在本发明实施例中，压控振荡器包括环形振荡模块101、频率调整模块102及增益调整模块103，环形振荡模块101的第一端①连接电源端Vdd，环形振荡模块101的第二端②分别连接频率调整模块102的第一端①及增益调整模块103的第一端①；环形振荡模块101的第三端③为环形振荡模块101的输出端；频率调整模块102的第二端②及增益调整模块103的第二端②共接于接地端GND；频率调整模块102的第三端③连接控制电压Vcnt，增益调整模块103的第三端③连接锁相环频率合成器的调节控制器。本发明实施例频率调整模块102可以根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整(微调)压控振荡器振荡信号的输出频率；增益调整模块103可以根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整(粗调)压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益，因此能够降低增益偏差；同时鉴于压控振荡器去掉了偏置电路，消除了偏置电路产生的相位噪声，因此能够降低相位噪声。

图3示出了本发明第二实施例提供的压控振荡器的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图3所示，压控振荡器分别连接电源端Vdd及接地端GND，压控振荡器包括：

环形振荡模块101、频率调整模块102及增益调整模块103；

增益调整模块103的第一端①与环形振荡模块101的第一端①共接于电源端Vdd，增益调整模块103的第二端②与环形振荡模块101的第二端②共接于频率调整模块102的第一端①；频率调整模块102的第二端②连接接地端GND；

环形振荡模块101的第三端③为环形振荡模块101的输出端，频率调整模块102第三端③连接控制电压Vcnt，增益调整模块103的第三端③连接锁相环频率合成器的自动调节控制器；

环形振荡模块101，用于产生压控振荡器的振荡信号；

频率调整模块102，用于根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；

增益调整模块103，用于根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益。

本发明实施例提供的压控振荡器适用于：锁相环频率合成器的需要压控振荡器振荡信号的输出频率随着控制电压Vcnt的增加而增加，且电源端Vdd电压很低的情况。

在本发明实施例中，压控振荡器包括环形振荡模块101、频率调整模块102及增益调整模块103，增益调整模块103的第一端①与环形振荡模块101的第一端①共接于电源端Vdd，增益调整模块103的第二端②与环形振荡模块101的第二端②共接于频率调整模块102的第一端①；频率调整模块102的第二端②连接接地端GND环形振荡模块101的第三端③为环形振荡模块101的输出端，频率调整模块102第三端③连接控制电压Vcnt，增益调整模块103的第三端③连接锁相环频率合成器的自动调节控制器。本发明实施例频率调整模块102可以根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；增益调整模块103可以根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益，因此能够降低增益偏差；同时鉴于压控振荡器去掉了偏置电路，消除了偏置电路产生的相位噪声，因此能够降低相位噪声。

图4示出了本发明第三实施例提供的压控振荡器的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图4所示，压控振荡器分别连接电源端Vdd及接地端GND，压控振荡器包括：

环形振荡模块101、频率调整模块102及增益调整模块103；

增益调整模块103的第一端①与频率调整模块102的第一端①共接于电源端Vdd，增益调整模块103的第二端②与频率调整模块102的第二端②共接于环形振荡模块101的第一端①，环形振荡模块101的第二端②连接接地端GND；

环形振荡模块101的第三端③为环形振荡模块101的输出端，频率调整模块102第三端③连接控制电压Vcnt，增益调整模块103的第三端③连接锁相环频率合成器的自动调节控制器；

环形振荡模块101，用于产生压控振荡器的振荡信号；

频率调整模块102，用于根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；

增益调整模块103，用于根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益。

本发明实施例提供的压控振荡器适用于：锁相环频率合成器的需要压控振荡器振荡信号的输出频率随着控制电压Vcnt的增加而减小，且电源端Vdd电压不是很低的情况。

在本发明实施例中，压控振荡器包括环形振荡模块101、频率调整模块102及增益调整模块103，增益调整模块103的第一端①与频率调整模块102的第一端①共接于电源端Vdd，增益调整模块103的第二端②与频率调整模块102的第二端②共接于环形振荡模块101的第一端①，环形振荡模块101的第二端②连接接地端GND；环形振荡模块101的第三端③为环形振荡模块101的输出端，频率调整模块102第三端③连接控制电压Vcnt，增益调整模块103的第三端③连接锁相环频率合成器的自动调节控制器。本发明实施例频率调整模块102可以根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；增益调整模块103可以根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益，因此能够降低增益偏差；同时鉴于压控振荡器去掉了偏置电路，消除了偏置电路产生的相位噪声，因此能够降低相位噪声。

图5示出了本发明第四实施例提供的压控振荡器的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图5所示，压控振荡器分别连接电源端Vdd及接地端GND，压控振荡器包括：

环形振荡模块101、频率调整模块102及增益调整模块103；

频率调整模块102的第一端①连接电源端Vdd，频率调整模块102的第二端②与增益调整模块103的第一端①共接于环形振荡模块101的第一端①，增益调整模块103的第二端②与环形振荡模块101的第二端②共接于接地端GND；

环形振荡模块101的第三端③为环形振荡模块101的输出端，频率调整模块102第三端③连接控制电压Vcnt，增益调整模块103的第三端③连接锁相环频率合成器的自动调节控制器；

环形振荡模块101，用于产生压控振荡器的振荡信号；

频率调整模块102，用于根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；

增益调整模块103，用于根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益。

本发明实施例提供的压控振荡器适用于：锁相环频率合成器的需要压控振荡器振荡信号的输出频率随着控制电压Vcnt的增加而减小，且电源端Vdd电压很低的情况。

在本发明实施例中，压控振荡器包括环形振荡模块101、频率调整模块102及增益调整模块103，频率调整模块102的第一端①连接电源端Vdd，频率调整模块102的第二端②与增益调整模块103的第一端①共接于环形振荡模块101的第一端①，增益调整模块103的第二端②与环形振荡模块101的第二端②共接于接地端GND；环形振荡模块101的第三端③为环形振荡模块101的输出端，频率调整模块102第三端③连接控制电压Vcnt，增益调整模块103的第三端③连接锁相环频率合成器的自动调节控制。本发明实施例频率调整模块102可以根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；增益调整模块103可以根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益，因此能够降低增益偏差；同时鉴于压控振荡器去掉了偏置电路，消除了偏置电路产生的相位噪声，因此能够降低相位噪声。

其中，上述实施例所述的压控振荡器振荡信号的输出频率通过如下公式确定：

其中，f表示压控振荡器振荡信号的输出频率，I表示环形振荡模块101消耗的电流，C

压控振荡器的增益可以通过下述公式确定：

其中，M表示压控振荡器的增益，Δf表示压控振荡器振荡信号输出频率的变化量，ΔVcnt表示压控振荡器控制电压Vcnt的变化量。

通过上述公式(1)至(3)可以得知，修调码N不仅能根据工艺偏差自动修正压控振荡器振荡信号的输出频率，还能够根据工艺偏差自动修正压控振荡器的增益，故相对于现有技术来说，能够降低增益偏差。

压控振荡器的控制电压Vcnt，用来以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率。当压控振荡器的控制电压Vcnt升高时，压控振荡器振荡信号的输出频率会随着压控振荡器控制电压Vcnt的升高而升高；当压控振荡器的控制电压Vcnt降低时，压控振荡器振荡信号的输出频率会随着压控振荡器控制电压Vcnt的降低而降低。

另外，锁相环频率合成器的调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE，用来以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率，压控振荡器的增益也会随着参考时钟控制信号FSWCODE自动调整。在本发明实施例中，当参考时钟控制信号FSWCODE为<00000>时，压控振荡器振荡信号的输出频率最低；当参考时钟控制信号FSWCODE为<11111>时，压控振荡器振荡信号的输出频率最高，其具体数值由锁相环频率合成器的调节控制器根据工艺和温度以及目标输出频率的变化自动计算输出。

另外，在压控振荡器的控制电压Vcnt＝0时，压控振荡器的自偏置电压产生的噪声电压为：

而上述现有技术中压控振荡器产生的噪声电压为：

其中，

由此可见，在压控振荡器振荡信号的输出频率相同的情况下，现有压控振荡器的噪声更大，公式(6)中后两项分别是偏置电流源的MOS管产生的热噪声及Flicker噪声，这俩项噪声在本发明实施例提供的压控振荡器中几乎被完全去除了。

图6示出了本发明第五实施例提供的压控振荡器的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在本发明的一实施例中，为了提高压控振荡器振荡信号输出频率的稳定性，如图6所示，在上述图2至图5任一所示压控振荡器的基础上，所述压控振荡器还包括：

滤波模块104，滤波模块104的第一端①连接环形振荡模块101的第一端①，滤波模块104的第二端②连接环形振荡模块101的第二端②，滤波模块104用于稳定环形振荡模块101的电压。

其中，如图11所示，该滤波模块104包括电容C，该电容C的第一端①和第二端②分别为滤波模块104的第一端①及第二端②，该电容C用于稳定环形振荡模块101的电压，减少压控振荡器输出的振荡信号的相位噪声。

在本发明实施例中，压控振荡器还包括滤波模块104，能够提高压控振荡器振荡信号输出频率的稳定性。

在本发明的一实施例中，为了将正弦波调整为矩形波，如图5所示，在上述所示压控振荡器的基础上，所述压控振荡器还包括：

波形整形模块105，波形整形模块105的第一端①与环形振荡模块101的第一端①的共接于电源端Vdd，波形整形模块105的第二端②连接环形振荡模块101的第三端③，波形整形模块105的第三端③为压控振荡器的输出端；

波形整形模块105，用于将环形振荡模块101输出的正弦波调整为矩形波输出。

在本发明实施例中，压控振荡器还包括波形整形模块105，能够将环形振荡模块101输出的正弦波调整为矩形波输出。

图7示出了本发明实施例提供的压控振荡器中环形振荡模块101的结构示意，图10至图11示出了本发明实施例提供的压控振荡器的电路结构，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图7、图10及图11所示，所述环形振荡模块101包括：第一MOS管MP1、第二MOS管MP2、第二三OS管MP3、第四MOS管MN4、第五MOS管MN5及第六MOS管MN6。

第一MOS管MP1的源极、第二MOS管MP2的源极及第二三OS管MP3的源极共接形成环形振荡模块101的第一端①，第一MOS管MP1的栅极、第二MOS管MP2的漏极、第四MOS管MN4的栅极共接于第五MOS管MN5的漏极，第二MOS管MP2的栅极、第二三OS管MP3的漏极、第五MOS管MN5的栅极共接于第六MOS管MN6的漏极，第四MOS管MN4的源极、第五MOS管MN5的源极及第六MOS管MN6的源极共接形成环形振荡模块101的第二端②，第一MOS管MP1的漏极、第二三OS管MP3的栅极、第四MOS管MN4的漏极及第六MOS管MN6的栅极共接形成环形振荡模块101的第三端③。

图8示出了本发明实施例提供的压控振荡器中频率调整模块102的结构示意，图10至11示出了本发明实施例提供的压控振荡器的电路结构，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图8、图10及图11所示，所述频率调整模块102包括：第七MOS管MN7及第八MOS管MN8。

第七MOS管MN7的栅极为频率调整模块102的第一端①，第七MOS管MN7的源极连接第八MOS管MN8的栅极，第八MOS管MN8的源极为频率调整模块102的第二端②，第七MOS管MN7的漏极为频率调整模块102的第三端③。

第七MOS管MN7，用于产生压控振荡器的增益；第八MOS管MN8，用于控制压控振荡器的增益大小。

图9示出了本发明实施例提供的压控振荡器中增益调整模块103的结构示意，为便于说明，图10至11示出了本发明实施例提供的压控振荡器的电路结构，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图9至图11所示，所述增益调整模块103包括第九MOS管MN9及电阻R。

第九MOS管MN9的栅极为增益调整模块103的第一端①，第九MOS管MN9的源极连接电阻R的第一端①，电阻R的第二端②为增益调整模块103的第二端②，第九MOS管MN9的漏极为增益调整模块103的第三端③。

第九MOS管MN9，用于根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率。

图12示出了本发明实施例提供的一种锁相环频率合成器，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图12所示，锁相环频率合成器，包括如上述任一实施例所述的压控振荡器1201，还包括锁定判断电路1202、自动调节控制器1203、鉴相器/电荷泵1204、滤波器1205及分频器1206。锁定判断电路1202分别连接自动调节控制器1203及鉴相器/电荷泵1204，滤波器1205分别连接鉴相器/电荷泵1204及压控振荡器1201，自动调节控制器1203连接压控振荡器1201，分频器1206分别连接鉴相器/电荷泵1204及压控振荡器1201。鉴相器/电荷泵1204接收输入的参考时钟控制信号FSWCODE，压控振荡器1201输出合成时钟。

参考时钟控制信号FSWCODE调整压控振荡器1201输出频率的机制及流程如下：

锁相环频率合成器上电Reset解除后，参考时钟控制信号FSWCODE初始值设为000000，等待适当的时间，待锁相环频率合成器环路稳定，检测锁定判断电路1202的输出状态，若锁定判断电路1202的输出为1，则说明锁相环频率合成器环路已经锁定，此时通过自动调节控制器1203里的比较器进一步确认Vcnt和参考电压比较的结果COMPOUT是否为0，若比较的结果为0，则说明锁定状态下Vcnt是工作在可控状态的，合成时钟达到目标频率值，锁相环频率合成器的频率调整流程结束。若前述锁定判断电路依然等于0，或者Vcnt和参考电压比较的结果COMPOUT＝1，说明合成时钟的频率未调整到目标频率值，或者Vcnt没有工作在可控状态，此时参考时钟控制信号FSWCODE自加1，等待适当时间，待锁相环频率合成器环路稳定，重复前所检测过程。以下表一和表二示出了本发明实施例提供的压控振荡器与现有的压控振荡器的参数及效果对比：

表一压控振荡器的部分技术指标

其中，Kvco表示压控环形振荡器的增益，PhaseNoise表示相位噪声，越小越好；Power表示论述对象模块的消费电流，越小越好；Size表示论述对象模块的占有面积，越小越好；VDD表示论述对象模块的最小工作电压，越小越好；Output Frequency表示可综合的频率范围，越宽广越好。

表二压控振荡器的部分技术指标效果

其中，Kvco@16GHz表示压控环形振荡器的输出频率为16GHz时的增益，KvcoVariation@16GHz表示边界条件的增益相对于典型条件的增益的偏差的百分比，偏差越小越好。TT表示芯片制造时典型的工艺角，SS/FF表示芯片制造时边界工艺角。

综上所述，本发明实施例中，压控振荡器包括环形振荡模块101、频率调整模块102及增益调整模块103，环形振荡模块101的第一端①连接电源端Vdd，环形振荡模块101的第二端②分别连接频率调整模块102的第一端①及增益调整模块103的第一端①；环形振荡模块101的第三端③为环形振荡模块101的输出端；频率调整模块102的第二端②及增益调整模块103的第二端②共接于接地端GND；频率调整模块102的第三端③连接控制电压Vcnt，增益调整模块103的第三端③连接锁相环频率合成器的调节控制器。本发明实施例频率调整模块102可以根据控制电压Vcnt以不大于第一调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率；增益调整模块103可以根据调节控制器输出的参考时钟控制信号FSWCODE以不小于第二调整精度的方式调整压控振荡器振荡信号的输出频率及压控振荡器的增益，因此能够降低增益偏差；同时鉴于压控振荡器去掉了偏置电路，消除了偏置电路产生的相位噪声，因此能够降低相位噪声。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。