具有改進線性的數(shù)字控制振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有改進線性的數(shù)字控制振蕩器。所述數(shù)字控制振蕩器包括：諧振電路單元，根據(jù)等效電容和預(yù)置電感而產(chǎn)生諧振信號，等效電容通過取決于數(shù)字控制代碼而變化的第一電容和取決于通過對所述數(shù)字控制代碼反相產(chǎn)生的反相數(shù)字控制代碼而變化的第二電容之間的并聯(lián)連接而形成；以及振蕩電路單元，向所述諧振電路單元提供負阻抗，并且在所述諧振電路單元中形成振蕩條件。
【專利說明】具有改進線性的數(shù)字控制振蕩器
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請要求于2012年6月29日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請N0.10-2012-0070464的優(yōu)先權(quán)，其公開結(jié)合于此以供參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種具有改進線性的數(shù)字控制振蕩器，其能夠應(yīng)用于通信系統(tǒng)，并且根據(jù)數(shù)字控制代碼線性控制振蕩頻率。
【背景技術(shù)】
[0004]通常，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，應(yīng)用于通信系統(tǒng)的頻率合成器包括模擬鎖相環(huán)(PLL)和數(shù)字鎖相環(huán)。
[0005]正常地，可與制造工藝中供應(yīng)的數(shù)據(jù)庫分離地、與模擬電路同時設(shè)計模擬鎖相環(huán)。根據(jù)工藝變化，模擬鎖相環(huán)耗費過多時間，并且可能相對昂貴，并且當減弱電源時，可能消弱其工作特性。
[0006]另一方面，通過使用根據(jù)外部電壓在變?nèi)荻O管中變化的電容模擬控制振蕩器產(chǎn)生振蕩頻率；然而，上述模擬PLL中的缺陷可能導(dǎo)致性能消弱。
[0007]隨著鎖相環(huán)(PLL)被數(shù)字化，振蕩器也需要數(shù)字控制振蕩器，數(shù)字控制振蕩器根據(jù)多種數(shù)字控制信號線性產(chǎn)生振蕩頻率。研究并且進一步開發(fā)了數(shù)字控制振蕩器，從而解決模擬控制振蕩器中的固有缺陷。
[0008]對該數(shù)字控制振蕩器的信號輸入可能為與模擬控制振蕩器的信號不同的多種數(shù)字信號。正常地，在普通的模擬控制振蕩器中，電荷泵的電流被轉(zhuǎn)化為電壓，作為OV至1.8V電壓范圍內(nèi)的相應(yīng)電壓輸出該電壓，并且根據(jù)輸出電壓，變?nèi)荻O管的電容可為第一電容或第二電容。
[0009]然而，在數(shù)字控制振蕩器的情況下，輸入數(shù)字控制振蕩器的信號可為多種數(shù)字控制代碼，使得輸入變?nèi)荻O管的電壓可相應(yīng)地具有低電壓電平(例如0V)或者高電壓電平(例如Vdd)。因此，變?nèi)荻O管的特征曲線僅具有第一電容或第二電容。
[0010]也就是說，可由數(shù)字控制代碼離散地調(diào)整數(shù)字控制振蕩器，并且數(shù)字控制振蕩器的振蕩頻率的分辨率可由變?nèi)荻O管的電容的最小或最大值確定。另外，全數(shù)字PLL的噪聲特性可取決于振蕩頻率的分辨率。
[0011]例如，當數(shù)字控制振蕩器被設(shè)計為使用LC振蕩器產(chǎn)生由固定的電感、變化電容確定的頻率，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字控制振蕩器可包括變?nèi)荻O管和感應(yīng)器，并且產(chǎn)生期望頻率。
[0012]然而，在使用上述變?nèi)荻O管的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字控制振蕩器中，在變?nèi)荻O管中根據(jù)數(shù)字控制代碼變化的電容是非線性的，而是相當離散，所以取決于變?nèi)荻O管提供的電容的變化特性的頻率分辨率導(dǎo)致步進頻率之間的間隔變大。
[0013]該電容分辨率可能不降低數(shù)字控制振蕩器的步進頻率之間的間隔，并且可能最終對相位噪聲和頻率鎖定有負面影響。
[0014]涉及寬帶寬電壓控制振蕩器的專利文獻I未公開任何這樣的技術(shù)內(nèi)容，即使用取決于數(shù)字控制代碼而變化的電容，以及取決于反相數(shù)字控制代碼而變化的電容器而提高線性。
[0015][現(xiàn)有技術(shù)文獻]
[0016](專利文獻I)韓國專利公開出版N0.10-2009-0027014
【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的一方面提供一種具有改進線性的數(shù)字控制振蕩器，其能夠應(yīng)用于通信系統(tǒng)，并且根據(jù)數(shù)字控制代碼線性控制振蕩頻率。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種數(shù)字控制振蕩器，包括:諧振電路單元，根據(jù)取決于數(shù)字控制代碼而變化的等效電容和預(yù)置電感產(chǎn)生諧振信號；振蕩電路單元，向諧振電路提供負阻抗，在諧振電路單元中形成振蕩條件，其中，等效電容為取決于數(shù)字控制代碼變化的第一電容和取決于通過對數(shù)字控制代碼反相產(chǎn)生的反相數(shù)字控制代碼而變化的第二電容的并聯(lián)總和電容。
[0019]諧振電路單元可包括:電容電路單元，提供等效電容，以便產(chǎn)生諧振信號；以及電感電路單元，提供預(yù)置電感，以便產(chǎn)生諧振信號。
[0020]電容電路單元可包括:第一電容器電路單元，提供取決于數(shù)字控制代碼而變化的第一電容；反相電路單元，通過對數(shù)字控制代碼反相提供反相數(shù)字控制代碼；以及第二電容器電路單元，被并聯(lián)連接至第一電容器電路單元以提供取決于反相數(shù)字控制代碼而變化的第二電容。
[0021]第一電容器電路單元可包括彼此串聯(lián)連接的第一電容元件和第二電容元件，以提供根據(jù)數(shù)字控制代碼確定的第一電容。
[0022]第二電容器電路單元可包括彼此串聯(lián)連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據(jù)反相數(shù)字控制代碼確定的第二電容。
[0023]反相電路單元可包括對數(shù)字控制代碼反相的反相器。
[0024]第一電容器電路單元可具有第一電容，關(guān)于具有相同邏輯水平的數(shù)字控制代碼，第一電容與第二電容器電路單元的第二電容不同。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種數(shù)字控制振蕩器，包括:諧振電路單元，根據(jù)取決于數(shù)字控制代碼而變化的等效電容和預(yù)置電感產(chǎn)生諧振信號；以及振蕩電路單元，向諧振電路單元提供負阻抗，在諧振電路單元中形成振蕩條件，其中諧振電路單元包括:第一至第η可變電容電路單元，提供等效電容；以及電感電路單元，提供電感，第一至第η可變電容電路單元的等效電容為取決于數(shù)字控制代碼變化的第一電容和取決于對數(shù)字控制代碼反相產(chǎn)生的反相數(shù)字控制代碼而變化的第二電容的并聯(lián)加和電容。
[0026]各個第一至第η可變電容電路單元可提供取決于數(shù)字控制代碼中包括的各個第一至第η數(shù)字控制代碼而變化的等效電容。
[0027]第一可變電容電路單元可包括:第一電容器電路單元，提供取決于第一數(shù)字控制代碼變化的第一電容；反相電路單元，通過對第一數(shù)字控制代碼反相而提供第一反相數(shù)字控制代碼；以及第二電容器電路單元，被并聯(lián)地連接至第一電容器電路單元以提供取決于第一反相數(shù)字控制代碼而變化的第二電容。
[0028]第一電容器電路單元可包括第一電容元件和第二電容元件，其被彼此串聯(lián)連接，從而提供根據(jù)第一數(shù)字控制代碼確定的第一電容。
[0029]第二電容器電路單元可包括彼此串聯(lián)連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據(jù)第一反相數(shù)字控制代碼確定的第二電容。
[0030]反相電路單元可包括對第一數(shù)字控制代碼反相的反相器。
[0031]第一電容器電路單元可具有第一電容，關(guān)于具有相同邏輯電平的第一數(shù)字控制代碼，第一電容與第二電容器電路單元的第二電容不同。
[0032]第η可變電容電路單元可包括:第一電容器電路單元，提供取決于第η數(shù)字控制代碼而變化的第一電容；反相電路單元，通過對第η數(shù)字控制代碼反相提供第η反相數(shù)字控制代碼；第二電容器電路單元，被并聯(lián)連接至第一電容器電路單元以提供取決于第η反相數(shù)字控制代碼而變化的第二電容。
[0033]第一電容器電路單元可包括彼此串聯(lián)連接的第一電容元件和第二電容元件，以提供根據(jù)第η數(shù)字控制代碼確定的第一電容。
[0034]第二電容器電路單元可包括彼此串聯(lián)連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據(jù)第η反相數(shù)字控制代碼確定的第二電容。
[0035]反相電路單元可包括對第η數(shù)字控制代碼反相的反相器。
[0036]第一電容器電路單元可具有第一電容，關(guān)于具有相同邏輯電平的第η數(shù)字控制代碼，第一電容與第二電容器電路單元的第二電容不同。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]結(jié)合附圖，通過以下詳細說明將更清晰理解本發(fā)明的上述和其他目標、特征和優(yōu)點，其中:
[0038]圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的數(shù)字控制振蕩器的方框圖；
[0039]圖2示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的數(shù)字控制振蕩器的方框圖；
[0040]圖3示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的數(shù)字控制模式和模擬控制模式下的可變電容的解釋圖；
[0041]圖4示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的電容電路單元的可變電容的概念曲線圖；以及
[0042]圖5示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的電容電路單元的可變電容曲線圖。
【具體實施方式】
[0043]下文中，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明可具體化為許多不同的形式，并且不應(yīng)將其視為限于本文所提出的實施例。而是提出這些實施例，以便本公開將徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰，可能夸大元件的形狀和尺寸，并且全部使用相同的標識號指出相同或類似的元件。
[0044]圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的數(shù)字控制振蕩器的方框圖。
[0045]參考圖1，根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的數(shù)字控制振蕩器可包括:諧振電路單元100，其根據(jù)變化等效電容和預(yù)置電感產(chǎn)生諧振信號；以及振蕩電路單元200，其向諧振電路單元100提供負阻抗(resistance),并且在諧振電路單元100中形成振蕩條件。[0046]本文中，可以以并聯(lián)連接取決于輸入數(shù)字控制代碼DC變化的第一電容Cl和取決于通過對數(shù)字控制代碼DC反相產(chǎn)生的反相數(shù)字控制代碼IDC變化的第二電容C2的方式形成等效電容。
[0047]在該情況下，諧振電路單元100可提供通過取決于數(shù)字控制代碼DC變化的第一電容Cl和取決于通過對數(shù)字控制代碼DC反相產(chǎn)生的反相數(shù)字控制代碼IDC變化的第二電容C2之間的并聯(lián)連接形成的等效電容CT (CT=C1+C2),并且也可提供重置電感L。
[0048]結(jié)果，振蕩電路單元100可產(chǎn)生具有諧振頻率fr的諧振信號，其中諧振頻率fr根據(jù)等效電容CT和電感L確定,諧振頻率fr如下列公式I中所示確定。
[0049][公式I]
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字控制振蕩器，包括: 諧振電路單元，根據(jù)取決于數(shù)字控制代碼而變化的等效電容和預(yù)置電感產(chǎn)生諧振信號；以及 振蕩電路單元，向所述諧振電路單元提供負阻抗，在所述諧振電路單元中形成振蕩條件， 其中，所述等效電容為取決于所述數(shù)字控制代碼而變化的第一電容和取決于通過對所述數(shù)字控制代碼反相產(chǎn)生的反相數(shù)字控制代碼而變化的第二電容的并聯(lián)總和電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述諧振電路單元包括: 電容電路單元，提供所述等效電容，以便產(chǎn)生所述諧振信號；以及 電感電路單元，提供所述預(yù)置電感，以便產(chǎn)生所述諧振信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述電容電路單元包括: 第一電容器電路單元，提供取決于所述數(shù)字控制代碼而變化的所述第一電容； 反相電路單元，通過對所述數(shù)字控制代碼反相提供所述反相數(shù)字控制代碼；以及 第二電容器電路單元，被并聯(lián)連接至所述第一電容器電路單元，以提供取決于所述反相數(shù)字控制代碼而變化的所述第二電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元包括彼此串聯(lián)連接的第一電容元件和第二`電容元件，以提供根據(jù)所述數(shù)字控制代碼確定的所述第一電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第二電容器電路單元包括彼此串聯(lián)連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據(jù)所述反相數(shù)字控制代碼確定的所述第二電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述反相電路單元包括對所述數(shù)字控制代碼反相的反相器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元具有所述第一電容，關(guān)于具有相同邏輯電平的所述數(shù)字控制代碼，所述第一電容與所述第二電容器電路單元的所述第二電容不同。
8.一種數(shù)字控制振蕩器，包括: 諧振電路單元，根據(jù)取決于數(shù)字控制代碼而變化的等效電容和預(yù)置電感產(chǎn)生諧振信號；以及 振蕩電路單元，向所述諧振電路單元提供負阻抗，在所述諧振電路單元中形成振蕩條件， 其中，所述諧振電路單元包括:電容電路單元，包括第一至第η可變電容電路單元，提供所述等效電容；以及電感電路單元，提供所述電感， 其中，所述第一至第η可變電容電路單元的所述等效電容為取決于所述數(shù)字控制代碼而變化的第一電容和取決于通過對所述數(shù)字控制代碼反相產(chǎn)生的反相數(shù)字控制代碼而變化的第二電容的并聯(lián)總和電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，各個第一至第η可變電容電路單元提供取決于所述數(shù)字控制代碼中所包括的各個第一至第η數(shù)字控制代碼而變化的等效電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第一可變電容電路單元包括:第一電容器電路單元，提供取決于第一數(shù)字控制代碼而變化的所述第一電容； 反相電路單元，通過對所述第一數(shù)字控制代碼反相提供第一反相數(shù)字控制代碼；以及 第二電容器電路單元，被并聯(lián)連接至所述第一電容器電路單元以提供取決于所述第一反相數(shù)字控制代碼而變化的所述第二電容。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元包括彼此串聯(lián)連接的第一電容元件和第二電容元件，以提供根據(jù)所述第一數(shù)字控制代碼確定的所述第一電容。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第二電容器電路單元包括彼此串聯(lián)連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據(jù)所述第一反相數(shù)字控制代碼確定的所述第二電容。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述反相電路單元包括對所述第一數(shù)字控制代碼反相的反相器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元具有所述第一電容，關(guān)于具有相同邏輯電平的所述第一數(shù)字控制代碼，所述第一電容與所述第二電容器電路單元的所述第二電容不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第η可變電容電路單元包括: 第一電容器電路單元，提供取決于第η數(shù)字控制代碼而變化的所述第一電容； 反相電路單元，通過對所述第η數(shù)字控制代碼反相提供第η反相數(shù)字控制代碼；以及` 第二電容器電路單元，被并聯(lián)連接至所述第一電容器電路單元以提供取決于所述第η反相數(shù)字控制代碼而變化的所述第二電容。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元包括彼此串聯(lián)連接的第一電容元件和第二電容元件，以提供根據(jù)所述第η數(shù)字控制代碼確定的所述第一電容。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第二電容器電路單元包括彼此串聯(lián)連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據(jù)所述第η反相數(shù)字控制代碼確定的所述第二電容。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述反相電路單元包括對所述第η數(shù)字控制代碼反相的反相器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元具有所述第一電容，關(guān)于具有相同邏輯電平的所述第η數(shù)字控制代碼，所述第一電容與所述第二電容器電路單元的所述第二電容不同。
【文檔編號】H03L7/099GK103516356SQ201210379999
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】金?；? 金奎錫, 劉顯煥, 羅裕森 申請人:三星電機株式會社