其通斷；電荷栗模塊的輸出端分別連接比較器B 的輸入端和電容矩陣C的輸入端；比較器B的輸出端連接電容矩陣C的控制端和移位計(jì)數(shù) 器的輸入端；該移位計(jì)數(shù)器輸出端連接混頻器輸入端；電容矩陣C的輸出端經(jīng)電阻Rp產(chǎn)生 電容矩陣支路電壓V。,接入壓控振蕩器的輸入端和比較器B的輸入端，壓控振蕩器輸出端連 接混頻器輸入端，混頻器輸出端輸出參考信號(hào)匕接入鑒相鑒頻器J，鑒相鑒頻器J比較參考 信號(hào)fd與輸入信號(hào)fin。
[0030] 本例所述鑒相鑒頻器J包括D觸發(fā)器和與門(mén)邏輯門(mén)。
[0031] 本例電容矩陣為8位矩陣，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，矩陣中各支路包括電容C。~C7和 MOS管開(kāi)關(guān)13。~b7，移位計(jì)數(shù)器輸出控制電壓信號(hào)，各支路的MOS管開(kāi)關(guān)高電平導(dǎo)通、低電 平關(guān)斷，各支路電容值如表1所示。
[0032] 表1本實(shí)施例電容矩陣中各支路對(duì)應(yīng)電容值（單位：pf)
[0033]
[0034] 本例對(duì)應(yīng)的移位計(jì)數(shù)器為8進(jìn)制。
[0035] 如圖2所示，接入本例電路的直流電壓為Vdd，本例電荷栗模塊包括3個(gè)相同的N型 MOS晶體管乂為和N2，還有2個(gè)相同的P型MOS晶體管PjPP2;本例N型MOS晶體管溝道 寬W長(zhǎng)L，P型MOS晶體管的溝道寬Wp長(zhǎng)Lp，它們的寬長(zhǎng)比如下：
[0036] 本例第一P型MOS晶體管P1和第一N型MOS晶體管Ni串聯(lián)，即它們的漏極相連；、 第一P型MOS晶體管P1和第二P型MOS晶體管P2的柵極相連接并連接第一P型MOS晶體 管P1和第一N型MOS晶體管Ni的漏極，其接點(diǎn)引出電荷栗模塊的參考電壓V輸出端、接 入比較器輸入端；第一N型MOS晶體管N。、第二N型MOS晶體管N1和第三N型MOS晶體管 N2的柵極相連接并連接第一、第二P型MOS晶體管P:和P2的源極；第一、第二和第三N型 MOS晶體管N。、&和N2的源極相連接、接地，并連接電容矩陣C的輸出端；所述的第二P型 MOS晶體管P2的漏極連接電荷栗模塊的PMOS開(kāi)關(guān)s。，通過(guò)開(kāi)關(guān)s。和電阻Rp連接到電容矩 陣C的輸入端；第二N型MOS晶體管N2的漏極連接電荷栗模塊的NMOS開(kāi)關(guān)si，通過(guò)開(kāi)關(guān)S1 和電阻Rp連接到電容矩陣C的輸入端。s。的活動(dòng)接點(diǎn)與s:的固定接點(diǎn)連接，并連接比較器 B的另一個(gè)輸入端。在電路正常工作時(shí)，流過(guò)各MOS晶體管漏極電流值均為i。
[0037] 如圖2所示，輸入比較器B的^為電容矩陣支路電壓，Vraf為參考電壓；同時(shí)輸 入鑒相鑒頻器J的輸入信號(hào)fin和參考信號(hào)fd的頻率差值決定電荷栗模塊的控制信號(hào)、決 定電壓值Vep的值。當(dāng)電壓值Vep多V時(shí)，比較器B產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖使得移位計(jì)數(shù)器發(fā) 出控制信號(hào)重置電容矩陣C并控制混頻器的工作；電容矩陣C與Rp產(chǎn)生電容矩陣支路電壓 Ip、控制壓控振蕩器的信號(hào)使壓控振蕩器輸出信號(hào)頻率f。與輸入頻率相同。當(dāng)移位計(jì)數(shù)器 控制信號(hào)觸發(fā)混頻器產(chǎn)生輸出頻率為fd=fc+匕的信號(hào)；最終使得重置的電容矩陣C的電 容值與參考頻率fd相適應(yīng)，且電容矩陣C跟隨輸入信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)變換，利用接入混頻器的 信號(hào)頻率匕的可調(diào)特性，調(diào)節(jié)頻率間隙Af。fm為固定頻率信號(hào)，可直接外接正弦信號(hào)進(jìn) 行仿真實(shí)驗(yàn)，電路的實(shí)際運(yùn)行中，該fm由壓控振蕩器產(chǎn)生。本實(shí)施例頻率間隙Af= ^= 0? 6MHz。fd初始頻率為I. 2MHz，電容矩陣C初始值C= 0? 5p，當(dāng)fin=fd+ Af=I. 8MHz時(shí)， 電路重置，電容矩陣C和混頻器使電容值和參考頻率匕同時(shí)發(fā)生改變；電容矩陣C電容值 C' =0.8p，f/ =2. 4MHz。改變電容矩陣C接入的不同支路，電容矩陣C得到不同的電容 值，本實(shí)施例電容矩陣C的電容值與頻率自適應(yīng)的結(jié)果如圖4所示。圖4中橫坐標(biāo)為頻率 f，單位為MHz ;縱坐標(biāo)為電容矩陣C的電容值C'，單位為pF。由圖4可見(jiàn)，本例電路的電容 矩陣C的電容值隨頻率的提高同步自適應(yīng)增大，
[0038] 上述實(shí)施例，僅為對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的具體 個(gè)例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明的公開(kāi)的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改 進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種頻率自適應(yīng)的可變電容電路，包括電容矩陣（C)和MOS晶體管構(gòu)成的電荷栗模 塊，其特征在于： 還包括鑒相鑒頻器（J)、比較器（B)、壓控振蕩器、移位計(jì)數(shù)器和混頻器，輸入信號(hào)fin 和參考信號(hào)心接入鑒相鑒頻器（J)的輸入端，鑒相鑒頻器（J)的輸出端連接電荷栗模塊的 Sps1開(kāi)關(guān)，控制其通斷；電荷栗模塊的輸出端分別連接比較器⑶的輸入端和電容矩陣（C) 的輸入端；比較器（B)的輸出端連接電容矩陣（C)的控制端和移位計(jì)數(shù)器的輸入端；該移 位計(jì)數(shù)器輸出端連接混頻器輸入端；電容矩陣（C)的輸出端經(jīng)電阻R p產(chǎn)生電容矩陣支路電 壓Ip接入壓控振蕩器的輸入端和比較器（B)的輸入端，壓控振蕩器輸出端連接混頻器輸入 端，混頻器輸出端輸出參考信號(hào)心接入鑒相鑒頻器（J)，鑒相鑒頻器（J)比較參考信號(hào)匕與 輸入信號(hào)f in。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率自適應(yīng)的可變電容電路，其特征在于： 所述鑒相鑒頻器（J)包括D觸發(fā)器和與門(mén)邏輯門(mén)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率自適應(yīng)的可變電容電路，其特征在于： 所述的電荷栗模塊包括3個(gè)相同的N型MOS晶體管㈨為和N 2)，還有2個(gè)相同的P型 MOS晶體管的和P 2);所述的第一 P型MOS晶體管（P1)和第一 N型MOS晶體管（N1)串聯(lián)， 即它們的漏極相連；第一 P型MOS晶體管（P1)和第二P型MOS晶體管（P2)的柵極相連接并 連接第一 P型MOS晶體管（P1)和第一 N型MOS晶體管（N1)的漏極，其接點(diǎn)引出電荷栗模塊 的參考電壓Vraf輸出端、接入比較器（B)輸入端；第一、第二和第三N型MOS晶體管（N。、N 1 和N2)的柵極相連接并連接第一、第二P型MOS晶體管的和P 2)的源極；第一、第二和第三 N型MOS晶體管（N。、NjPN2)的源極相連接、接地，并連接電容矩陣（C)的輸出端；所述的 第二P型MOS晶體管（P 2)的漏極連接電荷栗模塊的PMOS開(kāi)關(guān)s。，通過(guò)開(kāi)關(guān)s。和電阻1^連 接到電容矩陣（C)的輸入端；第二N型MOS晶體管（N 2)的漏極連接電荷栗模塊的NMOS開(kāi) 關(guān)S1，通過(guò)開(kāi)關(guān)S1和電阻R p連接到電容矩陣（C)的輸入端；s。的活動(dòng)接點(diǎn)與s i的固定接點(diǎn) 連接，并連接比較器（B)的另一個(gè)輸入端。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的頻率自適應(yīng)的可變電容電路，其特征在于： 所述N型MOS晶體管和P型MOS晶體管的溝道寬長(zhǎng)比不同，N型MOS晶體管的溝道寬 長(zhǎng)比與P型MOS晶體管的溝道寬長(zhǎng)比的比值為0. 2~0. 5 ;在電路正常工作時(shí)，流過(guò)MOS晶 體管漏極電流值均為i。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明為一種頻率自適應(yīng)的可變電容電路，輸入信號(hào)和參考信號(hào)接入鑒相鑒頻器，后者比較二信號(hào)、輸出信號(hào)控制電荷泵模塊的s0、s1開(kāi)關(guān)的通斷，以對(duì)電容矩陣充電；電荷泵模塊的輸出分別連接比較器和電容矩陣；比較器的輸出端連接電容矩陣的控制端和移位計(jì)數(shù)器；移位計(jì)數(shù)器輸出端連接混頻器；電容矩陣的輸出端經(jīng)電阻產(chǎn)生電容矩陣支路電壓接入壓控振蕩器和比較器，壓控振蕩器輸出端連接混頻器，混頻器輸出參考信號(hào)接入鑒相鑒頻器。電荷泵模塊包括3個(gè)相同的N型MOS晶體管和2個(gè)相同的P型MOS晶體管。本電路電容矩陣的電容值可根據(jù)輸入信號(hào)頻率自適應(yīng)地改變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,可以廣泛應(yīng)用于多模多頻濾波器的設(shè)計(jì)中。
【IPC分類(lèi)】H03L7/18, H03L7/099
【公開(kāi)號(hào)】CN105162462
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510522139
【發(fā)明人】宋樹(shù)祥, 李玉龍, 蔣品群, 岑明燦
【申請(qǐng)人】廣西師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日