【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种压控振荡器，尤其是一种高可靠性的宽调谐压控振荡器。
技术介绍
1、现如今，集成电路系统中压控振荡器可以分为两个大类，具体为：电感电容压控振荡器（lc-vco）和环形压控振荡器（ring-vco），其中，lc-vco噪声性能良好，但是片上电感q值较小，版图面积大；ring-vco的相位噪声要比lc-vco差很多，但是可以输出多个相位；此外，环形结构由于易于集成，较小的芯片面积，较宽的工作频率范围而被广泛使用。ring-vco具有大量应用，包括用于串行数据通信的时钟数据恢复电路、时钟频率倍增、对模数转换器进行过采样等。
2、近些年来，国内外对压控振荡器的研究，逐渐走向低功耗、低相位噪声、低成本、高频带范围、高线性度等方向。新的电路结构层出不穷，随着时代的变迁，集成电路的快速发展，工艺水平不断提高，半导体工艺水平不断先进。复杂的先进工艺对电路设计的可靠性提出更高要求，设计时需要不断增加器件安全电压范围和使用寿命的考虑。
3、较宽的工作频率范围是ring-vco的特点之一，追本溯源是因为ring-vco具有比lc-vco更大的调谐范围。如果ring-vco环路负载电容可变，那么可以在保持调谐范围不变的情况下，进一步增大振荡器的调谐范围，此时，预留外部配置位控制环路负载电容，可以让ring-vco具备类似lc-vco的多频带，从而实现上述目标。
4、不同频带对应ring-vco不同的工作频率，如果配置位和工作频率不匹配，可能出现压控电压偏高的情况。压控电压偏高会让器件工作在非安全电压范
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高可靠性的宽调谐压控振荡器，其可实现宽调谐范围，并提高压控振荡器工作的安全性与可靠性。
2、按照本专利技术提供的技术方案，一种高可靠性的宽调谐压控振荡器，所述压控振荡器包括：
3、压控振荡主环路，接收压控电压vctrl，并在压控电压vctrl下生成压控时钟信号，其中，当压控电压vctrl位于所述压控振荡器的安全电压内时，则压控振荡主环路生成压控基准时钟信号；
4、压控振荡辅环路，与压控振荡主环路适配电连接，并对压控电压vctrl进行采样，以基于所采样的压控电压vctrl生成辅环路反馈信号，且将所生成的辅环路反馈信号加载到压控振荡主环路，其中，
5、当压控电压vctrl超出所述压控振荡器的安全电压时，基于辅环路反馈信号增大所连接压控振荡主环路的压控增益，以使得压控振荡主环路生成压控增强时钟信号，
6、所述压控增强时钟信号的频率高于压控基准时钟信号的频率。
7、所述压控振荡主环路包括运算放大器、功率调整管p2以及环形振荡器，其中，
8、压控电压vctrl加载至运算放大器的负输入端；
9、运算放大器的输出端连接功率调整管p2的栅极端；
10、功率调整管p2的漏极端与环形振荡器适配连接，以在适配连接后形成主环路反馈节点，其中，所述主环路反馈节点与运算放大器的主导反馈端口连接；
11、辅环路反馈信号加载到运算放大器的辅助反馈端口；
12、压控振荡主环路通过环形振荡器输出压控时钟信号。
13、所述压控振荡辅环路包括功率调整管p1、负载单元以及负载调控单元，其中，
14、运算放大器的输出端与功率调整管p1的栅极端连接；
15、功率调整管p1的漏极端与负载单元适配连接，以在适配连接后形成辅环路反馈节点，所述辅环路反馈节点与运算放大器的辅助反馈端口连接；
16、负载调控单元与负载单元适配连接，并基于所采样的压控电压vctrl调控负载单元的负载状态，以基于负载单元的负载状态在辅环路反馈节点生成对应的辅环路反馈信号。
17、负载调控单元基于所采样的压控电压vctrl调控负载单元的负载状态时，包括：
18、压控电压vctrl位于压控振荡器的安全电压内时，则负载调控单元调控负载单元处于基准负载状态；
19、压控电压vctrl超出压控振荡器的安全电压时，则负载调控单元调控负载单元处于超出负载状态，其中，
20、负载单元处于超出负载状态时，在辅环路反馈节点生成对应的超出状态辅环路反馈信号；
21、负载单元处于基准负载状态时，在辅环路反馈节点生成对应的基准状态辅环路反馈信号；
22、辅环路反馈信号为电压信号时，超出状态辅环路反馈信号的电压值小于基准状态辅环路反馈信号相应的电压值。
23、基于所采样的压控电压vctrl，负载调控单元生成负载调控信号，并利用所生成的负载调控信号调控负载单元的负载状态，其中，
24、所述负载单元包括至少一个基准负载子单元以及若干辅助负载子单元，其中，基准负载子单元、辅助负载子单元间相互并联分布；
25、当压控电压vctrl位于压控振荡器的安全电压内时，负载调控单元仅选择基准负载子单元处于工作状态，以配置负载单元处于基准负载状态；
26、当压控电压vctrl超出压控振荡器的安全电压时，负载调控单元选择目标数量的负载基准子单元以及辅助负载子单元处于工作状态，且处于工作状态的负载基准子单元与辅助负载子单元相互并联，以配置负载单元处于超出负载状态；
27、负载单元处于超出负载状态的阻抗小于负载单元处于基准负载状态相应的阻抗。
28、所述功率调整管p1包括m1个功率调整第一pmos管，且m1个功率调整第一pmos管相互并联；
29、功率调整管p2包括m2个功率调整第二pmos管，且m2个功率调整第二pmos管相互并联，其中，
30、功率调整第一pmos管的导电沟道宽长比与功率调整第二pmos管的导电沟通宽长比相一致；
31、m2大于m1。
32、所述运算放大器包括pmos管p3以及pmos管p4，其中，
33、pmos管p3的源极端、pmos管p4的源极端均接电压vdd，pmos管p3的栅极端与pmos管p4的栅极端、pmos管p4的漏极端、nmos管n12的漏极端以及nmos管n10的漏极端连接；
34、nmos管n9的栅极端以及nmos管n11的栅极端相互连接，以形成运算放大器的负输入端；
35、nmos管n9的源极端与nmos管n13的漏极端以及nmos管n10的源极端连接，nmos管n10的栅极端形成运算放大器的主导反馈端口；
36、nmos管n11的漏电极与pmos管p3的漏极端以及nmos管n9的漏极端相互连接，以在相互连接后形成运算放大器的输出端；
37、nmos管n12的栅极端形成运算放大器的辅助反馈端口；
38、nmos管n12的源极端以及nmos管n11的源极端均与nmos管n14本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高可靠性的宽调谐压控振荡器，其特征是，所述压控振荡器包括：
2.根据权利要求1所述的高可靠性的宽调谐压控振荡器，其特征是，负载调控单元基于所采样的压控电压VCTRL调控负载单元的负载状态时，包括：
3.根据权利要求2所述的高可靠性的宽调谐压控振荡器，其特征是，基于所采样的压控电压VCTRL，负载调控单元生成负载调控信号，并利用所生成的负载调控信号调控负载单元的负载状态，其中，
4.根据权利要求1所述的高可靠性的宽调谐压控振荡器，其特征是，所述功率调整管P1包括M1个功率调整第一PMOS管，且M1个功率调整第一PMOS管相互并联；
5.根据权利要求1至4任一项所述的高可靠性的宽调谐压控振荡器，其特征是，所述运算放大器包括PMOS管P3以及PMOS管P4，其中，
6.根据权利要求1至4任一项所述的高可靠性的宽调谐压控振荡器，其特征是，所述环形振荡器采用频带可调的多频带环形振荡器，其中，
7.根据权利要求6所述的高可靠性的宽调谐压控振荡器，其特征是，所述频带调控电路包括若干频带调控子单元，其中，
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