本發(fā)明涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種限幅振蕩電路。

背景技術(shù)：

常見的LC振蕩電路若沒有幅度限制，振蕩電路的幅度最終會穩(wěn)定到電源電壓，這樣的振蕩電路存在以下幾個缺點：1、振蕩電路的振蕩波形發(fā)生失真，其上升沿與下降沿不對稱，使得振蕩電路的1/f³的噪聲拐點向高頻移動，導(dǎo)致其低頻相噪變差；2、振蕩幅度大導(dǎo)致流過電感的電流會非常大，使得電感的磁芯飽和，導(dǎo)致電感值發(fā)生改變，最終影響頻率的穩(wěn)定性。

通常限制幅度的做法是采用幅度或峰值檢測電路檢測振蕩幅度，然后輸出一控制電壓控制振蕩電路的偏置電流，從而達到限制振蕩電路幅度的效果，但是這一做法也存在以下幾個缺點：1、該種方法的環(huán)路增益比較大，容易導(dǎo)致控制環(huán)路的不穩(wěn)定；2、控制環(huán)路本身會引入較大的噪聲，從而導(dǎo)致振蕩電路的相噪變差；3、大部分的幅度檢測電路無法準(zhǔn)確的控制振蕩幅度，從而限制了其實用性。

因此，提高限幅振蕩電路的性能成為亟待解決的一個技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種限幅振蕩電路，能夠提高限幅振蕩電路的性能。

第一方面，提供了一種限幅振蕩電路，包括：

振蕩電路110，用于產(chǎn)生振蕩信號；

脈沖寬度調(diào)制電路120，用于根據(jù)振蕩信號的幅度，產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號；

低通濾波電路130，用于將脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為直流控制電壓信號，直流控制電壓信號用于控制壓控電阻電路140；

壓控電阻電路140，用于根據(jù)直流控制電壓信號的控制，變化壓控電阻電路140的電阻值，以控制振蕩信號的幅度。

本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路，采用壓控電阻電路做負反饋，控制環(huán)路不會引入額外的噪聲，因此限幅振蕩電路具有較低的相噪，從而能夠提高限幅振蕩電路的性能。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，振蕩電路110為LC振蕩電路、晶體振蕩電路或張弛振蕩電路。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，脈沖寬度調(diào)制電路120包括比較器，用于通過比較參考信號和振蕩信號的幅度，產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號。

在采用比較器時，限幅振蕩電路的幅度取決于比較器的參考電壓，即最終限幅振蕩電路的幅度范圍將非常接近于比較器的參考電壓，因此，本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路的振蕩幅度易控制。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，低通濾波電路130為無源濾波器或有源濾波器。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，壓控電阻電路140的電阻為線性電阻或者工作在線性區(qū)的非線性電阻。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，壓控電阻電路140包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOS。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，振蕩電路110具有正輸出端和負輸出端。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，振蕩電路110包括：

電感111、第一電容112，電感111和第一電容112形成諧振回路；

第一MOS管113、第二MOS管114、第三MOS管115、第四MOS管116，第一MOS管113、第二MOS管114、第三MOS管115和第四MOS管116為諧振回路提供負阻，第一MOS管113的漏極和第二MOS114管的柵極為振蕩電路110的正輸出端，第三MOS管115的柵極和第四MOS管116的漏極為振蕩電路110的負輸出端。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，脈沖寬度調(diào)制電路120包括：

第一比較器121，第一比較器121的正輸入端連接振蕩電路110的正輸出端，第一比較器121的負輸入端用于輸入第一參考信號；

第二比較器122，第二比較器122的正輸入端連接振蕩電路110的負輸出端，第二比較器122的負輸入端用于輸入第二參考信號。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，限幅振蕩電路還包括：

切換電路150，用于切換正輸出端和負輸出端與脈沖寬度調(diào)制電路120的連接。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，切換電路150包括：

第三比較器151、反相器152、第一開關(guān)153、第二開關(guān)154、第三開關(guān)155和第四開關(guān)156；

第三比較器151的正輸入端連接振蕩電路110的正輸出端，第三比較器151的負輸入端連接振蕩電路110的負輸出端，反相器152的輸入端連接第三比較器151的輸出端，第三比較器151的輸出信號用于控制第一開關(guān)153和第四開關(guān)156，反相器152的輸出信號用于控制第二開關(guān)154和第三開關(guān)155。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，脈沖寬度調(diào)制電路120包括：

第一比較器121，第一比較器121的正輸入端通過第一開關(guān)153連接振蕩電路110的正輸出端，通過第二開關(guān)154連接振蕩電路110的負輸出端，第一比較器121的負輸入端用于輸入第一參考信號；

第二比較器122，第二比較器122的正輸入端通過第三開關(guān)155連接振蕩電路110的正輸出端，通過第四開關(guān)156連接振蕩電路110的負輸出端，第二比較器122的負輸入端用于輸入第二參考信號。

本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路，采用切換電路，可以擴大可調(diào)范圍。

在一些可能的實現(xiàn)方式中，低通濾波電路130包括：

第一低通濾波器，包括第一電阻131和第二電容132，第一低通濾波器的輸入端連接第一比較器121的輸出端，第一低通濾波器的輸出端連接第五MOS管141的柵極；

第二低通濾波器，包括第二電阻133和第三電容134，第二低通濾波器的輸入端連接第二比較器122的輸出端，第二低通濾波器的輸出端連接第六MOS管142的柵極；

壓控電阻電路140，包括：

第五MOS管141，第五MOS管141的源極連接電源，第五MOS管141的漏極連接第一MOS管113和第二MOS管114的源極；

第六MOS管142，第六MOS管142的源極接地，第六MOS管142的漏極連接第三MOS管115和第四MOS管116的源極。

本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路的幅度控制主要基于源極反饋，因此該幅度控制的方式不存在穩(wěn)定性問題，即本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路的穩(wěn)定性能較好。

第二方面，提供了一種芯片，該芯片包括第一方面或第一方面的任一種可能的實現(xiàn)方式中的限幅振蕩電路。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一個實施例的限幅振蕩電路的示意圖。

圖2是本發(fā)明另一個實施例的限幅振蕩電路的示意圖。

圖3是本發(fā)明又一個實施例的限幅振蕩電路的示意圖。

圖4是本發(fā)明又一個實施例的限幅振蕩電路的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1示出了本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路100的示意圖。

如圖1所示，限幅振蕩電路100可以包括振蕩電路110，脈沖寬度調(diào)制電路120，低通濾波電路130和壓控電阻電路140。

振蕩電路110用于產(chǎn)生振蕩信號。

振蕩電路110可以為任一種振蕩電路，例如LC振蕩電路、晶體振蕩電路或張弛振蕩電路等，本發(fā)明并不限定振蕩電路110的種類。

可選地，振蕩電路110可以輸出兩路振蕩信號。這兩路振蕩信號的相位相反。也就是說，振蕩電路110可以具有正輸出端和負輸出端，正輸出端和負輸出端分別輸出相位相反的振蕩信號。

脈沖寬度調(diào)制電路120用于根據(jù)振蕩信號的幅度，產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號。

可選地，脈沖寬度調(diào)制電路120可以包括比較器，比較器通過比較參考信號和振蕩信號的幅度，產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號。例如，若振蕩信號的幅度高于參考信號，則產(chǎn)生高電平信號；若振蕩信號的幅度低于參考信號，則產(chǎn)生低電平信號。

應(yīng)理解，脈沖寬度調(diào)制電路120也可以通過其他電路實現(xiàn)，本發(fā)明并不限定脈沖寬度調(diào)制電路120只通過比較器實現(xiàn)。

低通濾波電路130用于將脈沖寬度調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為直流控制電壓信號，直流控制電壓信號用于控制壓控電阻電路140。

脈沖寬度調(diào)制電路120產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制信號輸入低通濾波電路130，通過低通濾波電路130轉(zhuǎn)換為直流控制電壓信號，該直流控制電壓信號輸入壓控電阻電路140的電壓控制端，從而控制壓控電阻電路140的電阻值變化。

可選地，低通濾波電路130可以為無源濾波器或有源濾波器，本發(fā)明對此并不限定。

壓控電阻電路140用于根據(jù)直流控制電壓信號的控制，變化壓控電阻電路140的電阻值，以控制振蕩信號的幅度。

壓控電阻電路140的電阻值受直流控制電壓信號的控制而變化?？蛇x地，壓控電阻電路140的電阻可以為線性電阻或者工作在線性區(qū)的非線性電阻。

可選地，壓控電阻電路140可以包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)。也就是說，壓控電阻可以是MOS管，但本發(fā)明對此并不限定，也可以采用其他壓控電阻。

圖2示出了本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路100的一種具體實現(xiàn)方式的示意圖。

應(yīng)理解，圖2只是一種示例，而非限制本發(fā)明實施例的范圍。

如圖2所示，圖1中的振蕩電路110可以由電感、電容和MOS管實現(xiàn)。具體地，振蕩電路110可以包括電感111、第一電容112、第一MOS管113、第二MOS管114、第三MOS管115和第四MOS管116。

電感111和第一電容112形成諧振回路。

第一MOS管113、第二MOS管114、第三MOS管115和第四MOS管116為諧振回路提供負阻。

第一MOS管113的漏極和第二MOS114管的柵極為振蕩電路110的正輸出端，該正輸出端輸出振蕩信號Vop；第三MOS管115的柵極和第四MOS管116的漏極為振蕩電路110的負輸出端，該負輸出端輸出振蕩信號Von。

可選地，在振蕩電路110具有正輸出端和負輸出端的情況下，脈沖寬度調(diào)制電路120可以由兩個比較器實現(xiàn)。

具體地，脈沖寬度調(diào)制電路120可以包括第一比較器121和第二比較器122。

第一比較器121的正輸入端連接振蕩電路110的正輸出端，即可以輸入振蕩信號Vop，第一比較器121的負輸入端用于輸入第一參考信號Vrp。

第二比較器122的正輸入端連接振蕩電路110的負輸出端，即可以輸入振蕩信號Von，第二比較器122的負輸入端用于輸入第二參考信號Vrn。

可選地，Vrp、Vrn可以是大小可調(diào)的直流電壓信號。

可選地，Vdd>Vrp>Vrn>Vgd，其中，Vdd為電源電壓，Vgd為接地端電壓。

第一比較器121比較Vop和Vrp，輸出正脈沖寬度調(diào)制信號Vp1；

第二比較器122比較Von和Vrn，輸出負脈沖寬度調(diào)制信號Vp2。

可選地，在脈沖寬度調(diào)制電路120包括兩個比較器的情況下，低通濾波電路130可以由兩個低通濾波器實現(xiàn)。

具體地，低通濾波電路130可以包括第一低通濾波器和第二低通濾波器。

如圖2所示，第一低通濾波器可以包括第一電阻131和第二電容132，第一低通濾波器的輸入端連接第一比較器121的輸出端，第一低通濾波器的輸出端連接第五MOS管141的柵極。

第一低通濾波器的輸入為Vp1，第一低通濾波器輸出直流控制電壓信號Vp2到第五MOS管141的柵極。

第二低通濾波器可以包括第二電阻133和第三電容134，第二低通濾波器的輸入端連接第二比較器122的輸出端，第二低通濾波器的輸出端連接第六MOS管142的柵極。

第二低通濾波器的輸入為Vn1，第二低通濾波器輸出直流控制電壓信號Vn2到第六MOS管142的柵極。

相應(yīng)地，壓控電阻電路140也包括兩部分。如圖2所示，壓控電阻電路140可以包括：

第五MOS管141，第五MOS管141的源極連接電源Vdd，第五MOS管141的漏極連接第一MOS管113和第二MOS管114的源極；

第六MOS管142，第六MOS管142的源極接地Vgd，第六MOS管142的漏極連接第三MOS管115和第四MOS管116的源極。

第五MOS管141的柵極和第六MOS管142的柵極為壓控電阻電路140的電壓控制端

圖2中上方的環(huán)路可稱為P型反饋環(huán)路；下方的環(huán)路可稱為N型反饋環(huán)路。P型反饋環(huán)路和N型反饋環(huán)路完全對稱，二者的工作原理類似。

以P型反饋環(huán)路為例，當(dāng)振蕩電路起振后，Vop的幅度逐漸變大，當(dāng)幅度大于Vrp時，比較器121輸出高脈沖，由于Vop是正弦波信號，因此Vop的幅度越大，比較器121輸出的高脈沖的寬度就越寬。該脈沖通過低通濾波器后，得到一個與脈沖寬度成正比的直流電壓Vp2。若Vp2越高，第五MOS管141等效的電阻就越大。也就是說，若振蕩電路的幅度變大，脈寬變寬，Vp2升高，第五MOS管141的電阻增大，第一MOS管113和第二MOS管114由于源極負反饋的作用負阻減小，于是輸出幅度開始減小。同理可知N型反饋環(huán)路的工作原理。

可選地，如圖3所示，限幅振蕩電路100還可以包括：

切換電路150，用于切換正輸出端和負輸出端與脈沖寬度調(diào)制電路120的連接。

在振蕩電路110具有正輸出端和負輸出端的情況下，可以通過切換電路150切換正輸出端和負輸出端與脈沖寬度調(diào)制電路120的不同輸入端的連接。

可選地，如圖4所示，切換電路150可以包括：

第三比較器151、反相器152、第一開關(guān)153、第二開關(guān)154、第三開關(guān)155和第四開關(guān)156。

第三比較器151的正輸入端連接振蕩電路110的正輸出端，第三比較器151的負輸入端連接振蕩電路110的負輸出端，反相器152的輸入端連接第三比較器151的輸出端，第三比較器151的輸出信號Vsp用于控制第一開關(guān)153和第四開關(guān)156，反相器152的輸出信號Vsn用于控制第二開關(guān)154和第三開關(guān)155。

在這種情況下，可選地，脈沖寬度調(diào)制電路120可以包括：

第一比較器121，第一比較器121的正輸入端通過第一開關(guān)153連接振蕩電路110的正輸出端，通過第二開關(guān)154連接振蕩電路110的負輸出端，第一比較器121的負輸入端用于輸入第一參考信號Vrp；

第二比較器122，第二比較器122的正輸入端通過第三開關(guān)155連接振蕩電路110的正輸出端，通過第四開關(guān)156連接振蕩電路110的負輸出端，第二比較器122的負輸入端用于輸入第二參考信號Vrn。

在Vop大于Von時，Vsp為高電平，第一開關(guān)153以及第四開關(guān)156連通，第二開關(guān)154以及第三開關(guān)155斷開，第一比較器121比較Vop和Vrp，輸出Vp1，第二比較器122比較Von和Vrn，輸出Vn1；

Vsp為低電平，Vsn為高電平，第二開關(guān)154以及第三開關(guān)155連通，第一開關(guān)153以及第四開關(guān)156斷開，第一比較器121比較Von和Vrp，輸出Vp1，第二比較器122比較Vop和Vrn，輸出Vn1。

因此，在Vop大于Von時，以及Vop小于Von時，第一比較器121都能輸出Vp1，第二比較器122都能輸出Vn1，也就是說，Vp1和Vn1的占空比范圍都可以變?yōu)?～100％。

圖4中有關(guān)振蕩電路、低通濾波電路以及壓控電阻電路的部分與圖2類似，為了簡潔，在此不再贅述。

圖4中限幅振蕩電路的工作原理與圖2類似，不同之處在于，由于圖4采用了切換電路，擴大了可調(diào)范圍。以P型反饋環(huán)路為例，圖2中Vp1的占空比范圍是0～50％，濾波后Vp2的電壓范圍為0～0.5Vdd，可調(diào)節(jié)的范圍比較窄。而圖4中Vp1的占空比范圍變?yōu)?～100％，從而擴寬了可調(diào)范圍。

本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路，采用壓控電阻電路做負反饋，控制環(huán)路不會引入額外的噪聲，因此限幅振蕩電路具有較低的相噪。

進一步地，本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路的幅度控制主要基于源極反饋，因此該幅度控制的方式不存在穩(wěn)定性問題，即本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路的穩(wěn)定性能較好。

另外，在采用比較器時，限幅振蕩電路的幅度取決于比較器的參考電壓，即最終限幅振蕩電路的幅度范圍將非常接近于比較器的參考電壓，因此，本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路的振蕩幅度易控制。

因此，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，能夠提高限幅振蕩電路的性能。

本發(fā)明實施例還提供了一種芯片，該芯片可以包括上述本發(fā)明實施例的限幅振蕩電路。

應(yīng)理解，本文中的具體的例子只是為了幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明實施例，而非限制本發(fā)明實施例的范圍。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另外，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口、裝置或單元的間接耦合或通信連接，也可以是電的，機械的或其它的形式連接。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本發(fā)明實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以是兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分，或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。