反相器下降延迟t f 和上升延迟t r 根据下列公式定义，式中Rn、Rp 分别为图2（b）中反相器PMOS管M0、M1 和NMOS 管M2、M3 的等效电阻，Cout 为反相器输出电容。
设置电路中所有MOSFET的沟道长度都为90nm工艺设计规范的默认值0.1 μ m。因为在常温下N 沟道中的电子迁移率大约是P 沟道中的空穴迁移率的2~3 倍，因此设置PMOS 管的宽度Wp 是NMOS 管宽度Wn 的2 倍，使反相器中NMOS 管和PMOS 管的等效电阻近似相等，即Rn=Rp，也就使tr=tf。
下降延迟t r 和上升延迟t f 相等可以让环形振荡器产生对称性比较好的波形，提高振荡器的抗噪声性能。
每一级的5 个CMOS 反相器由一个高电平有效的输入信号控制，同时打开或者关闭，让DCO 中的环形振荡器逐级打开或者逐级关闭。当打开的环形振荡器级数越多，电路中的振荡电流越强，电路输出的振荡频率就越快。反之，当打开的环形振荡器级数越少，电路中的振荡电流减弱，但因为整个DCO中的环形振荡器总级数是一定的，因此整个DCO 中的等效电容并没有减少，所以输出的振荡频率就会下降。因此，该数控振荡器是通过控制打开的环形振荡器级数，数字化地控制振荡频率，在DPLL中需要一个前置的数字环形滤波器提供输入信号，控制各级振荡器的打开或关闭。
当所有环形振荡器都打开时，无论该DCO 中总共有多少级环形振荡器，DCO 输出的振荡波形的最大频率fmax 都为式（1）表示的单个环形振荡器振荡频率。输出的最小频率fmin 也就是当只有一级环形振荡器打开时的DCO 输出频率。由此分析，DCO 的增益可以如下式表示，式中N 为电路中总的环形振荡器级数：
由上述分析可见，当该DCO 中具有的总的环形振荡器级数越多，可以输出的fmin 越小，KDCO 也越小，也就是每一级环形振荡器开关所控制的频率增减也越小，振荡器线性度也就越好。
3 仿真结果
本文基于STMicroelectronics的90nm CMOS混合信号工艺，采用Cadence Virtuoso 设计软件，使用Analog Environment 中的Spectre仿真器进行仿真。由于电路完全与数字集成电路工艺兼容，因此也可以采用诸如硬件描述语言来设计电路。
由32 级环形振荡器构成的数控振荡器DCO 在Cadence Virtuoso 中的仿真电路如图3 所示，在本文的仿真中，是使用直流电压作为控制DCO 各级环形振荡器打开或者关闭的输入信号。