用于數字控制振蕩器的控制電路和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于數字控制振蕩器的控制電路和裝置，提供了一種用于數字控制振蕩器的控制電路和使用該控制電路的用于數字控制振蕩器的控制裝置。用于數字控制振蕩器的控制電路包括：峰值檢測電路，其檢測由數字控制振蕩器輸出的信號的振幅；以及跨導控制電路，其將峰值檢測電路的輸出與預定基準信號相比較，以控制包括在數字控制振蕩器中的負跨導電路的跨導值。
【專利說明】用于數字控制振蕩器的控制電路和裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年7月31日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2012-0084099號的優(yōu)先權，將其公開內容結合于此以供參考。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于數字控制振蕩器的控制電路和使用該控制電路的用于數字控制振蕩器的控制裝置。
【背景技術】
[0004]在第四代(4G)系統(諸如長期演進(LTE)系統等)、蜂窩電話中的無線連接(諸如藍牙、全球定位系統(GPS)、寬帶碼分多址(WCDMA)等)、諸如802.lla/b/g LAN的無線局域網(LAN)等中有所應用的用于生成載波頻率的鎖相環(huán)(PLL)電路已被廣泛使用。根據現有技術的模擬型PLL電路需要高速運行的分頻器，且其面積由于根據電流源噪聲或精度限制的金屬氧化物半導體(MOS)的寬長比而無法減小。
[0005]另外，由于由無源電阻器和電容器構成的環(huán)路濾波器，模擬型PLL電路占據了相對很大的面積，而且由于包括壓控振蕩器(VCO)緩沖器、本機振蕩器(LO)緩沖器、輸出緩沖器等，模擬型PLL電路可能會增加電流消耗，以保證所需模擬信號電平。此外，由于模擬型PLL電路對過程特性敏感的特征，每當過程改變時幾乎所有的塊均需重新設計，這導致制造時間和成本的增加。因此，對能解決上述問題的數字鎖相環(huán)電路的需求正在持續(xù)增加。
[0006]在數字鎖相環(huán)情況下，需要寬頻帶頻率和多頻帶頻率，且振蕩器的LC諧振回路(resonance tank)需要大量電容器以在調諧區(qū)域內獲得寬頻帶，使得數字鎖相環(huán)占據很大面積。此外，當采用簡單的無源電容值來進行頻率調諧時，頻率調諧變化根據電容值而增力口，且振蕩器的增益根據電容值而改變，這影響了相位噪聲。另外，可能會消耗與電容器數量相對應的大量電流，并因此減小了數字控制振蕩器的輸出振幅，從而可能無法獲得運行鎖相環(huán)所需的振幅。
[0007]涉及數字控制振蕩器的專利文獻I公開了一種能在廣泛意義上調諧頻率的數字控制振蕩器，但未公開數字控制振蕩器的增益控制或振幅控制。此外，涉及數字控制振蕩器的專利文獻2公開了關于使用可編程變容二極管對數字控制振蕩器進行增益控制的內容，但未公開使用負跨導電路對數字控制振蕩器進行振幅控制。
[0008][相關領域文獻]
[0009](專利文獻I)韓國專利公開第2012-0023997號
[0010](專利文獻2)美國專利公開第2008/0136544號

【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明的一個方面提供了 一種用于數字控制振蕩器的控制電路和裝置，其能夠使用由振幅控制單元生成的數字信號來控制數字控制振蕩器的振幅，并使用由頻率控制單元生成的數字信號來補償由PVT條件產生的頻率變化。
[0012]根據本發(fā)明的一個方面，提供了 一種用于數字控制振蕩器的控制電路，包括:峰值檢測電路，其檢測由數字控制振蕩器輸出的信號的振幅；以及跨導控制電路，其將峰值檢測電路的輸出與預定基準信號相比較，以控制包括在數字控制振蕩器中的負跨導電路的跨導值。
[0013]該跨導控制電路包括:第一比較器，其將由數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量與預定第一基準信號的振幅量相比較，以根據比較結果生成數字輸出信號。
[0014]第一比較器可在由數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量低于第一基準信號的振幅量時，生成邏輯高電平信號作為數字輸出信號，以及可在由數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量高于第一基準信號的振幅量時，生成邏輯低電平信號作為數字輸出信號。
[0015]跨導控制電路可包括:跨導組，其包括根據由第一比較器生成的數字輸出信號來工作的多個跨導單元。
[0016]跨導單元可分別在數字輸出信號為邏輯高電平信號時順序工作。
[0017]跨導控制電路可包括:第二比較器，其將由數字控制振蕩器輸出的信號與預定第二基準信號相比較，以根據比較結果生成模擬控制信號。
[0018]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于數字控制振蕩器的控制電路，包括:計數器電路，其檢測由數字控制振蕩器輸出的信號的頻率；第一頻率控制器，其將計數器電路的輸出與預定基準頻率相比較，以控制包括在數字控制振蕩器中的電容器組的電容；以及第二頻率控制器，其檢測計數器電路的輸出，以控制包括在數字控制振蕩器中的變容二極管的電容。
[0019]第一頻率控制器可在確定由數字控制振蕩器輸出的信號的頻率高于預定基準頻率時，生成邏輯高電平信號作為數字信號，以及可在確定由數字控制振蕩器輸出的信號的頻率低于預定基準頻率時，生成邏輯低電平信號作為數字信號。
[0020]電容器組可包括多個單元，其中，電阻器和電容器單元并聯連接，電容器單元被由第一頻率控制器輸出的多個位選擇性控制。
[0021]變容二極管可根據施加到其上的電壓量來控制，該電壓量被由第二頻率控制器輸出的多個位控制。
[0022]數字控制振蕩器的增益可被由第二頻率控制器輸出的多個位保持恒定。
[0023]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于數字控制振蕩器的控制裝置，包括:數字控制振蕩器核心單元，其包括負跨導電路、電容器組和變容二極管；振幅控制單元，其包括檢測由數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的振幅的峰值檢測電路，以及將峰值檢測電路的輸出與預定基準信號相比較以控制負跨導電路的跨導值的跨導控制電路；以及頻率控制單元，其控制電容器組和變容二極管的電容，以控制由數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的頻率。
[0024]跨導控制電路可包括第一比較器，該第一比較器將由數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的振幅量與預定第一基準信號的振幅量相比較，以根據比較結果生成數字輸出信號。
[0025]第一比較器可在由數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量低于第一基準信號的振幅量時，生成邏輯高電平信號作為數字輸出信號，以及可在由數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量高于第一基準信號的振幅量時，生成邏輯低電平信號作為數字輸出信號。
[0026]頻率控制單元可包括:計數器電路，其檢測由數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的頻率；第一頻率控制器，其將計數器電路的輸出與預定基準頻率相比較，以控制電容器組的電容；以及第二頻率控制器，其檢測計數器電路的輸出，以控制變容二極管的電容。
[0027]第一頻率控制器可在確定由數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的頻率高于預定基準頻率時，生成邏輯高電平信號作為數字信號，以及可在確定由數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的頻率低于預定基準頻率時，生成邏輯低電平信號作為數字信號。
[0028]電容器組可包括多個單元，其中，電阻器和電容器單元并聯連接，電容器單元被由第一頻率控制器輸出的多個位選擇性控制。
[0029]變容二極管可根據施加到其上的電壓量來控制，該電壓量被由第二頻率控制器輸出的多個位控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]結合附圖，根據以下詳細描述將更加清晰地理解本發(fā)明的上述和其他方面、特征以及其他優(yōu)勢，其中:
[0031]圖1是示意性示出根據本發(fā)明實施方式的用于數字控制振蕩器的控制裝置的框圖；
[0032]圖2是示意性示出圖1的用于數字控制振蕩器的控制裝置的電路圖；
[0033]圖3是詳細示出圖1的用于數字控制振蕩器的控制裝置中的振幅控制單元的框圖；
[0034]圖4是詳細示出圖2的用于數字控制振蕩器的控制裝置中的跨導單元的電路圖；
[0035]圖5是詳細示出圖1的用于數字控制振蕩器的控制裝置中的頻率控制單元的框圖；
[0036]圖6是示出根據圖5的頻率控制單元控制的電容器組的電路圖；
[0037]圖7是示出根據圖5的頻率控制單元控制的變容二極管的電路圖；以及
[0038]圖8是示出根據本發(fā)明實施方式的用于數字控制振蕩器的控制裝置的框圖。
【具體實施方式】
[0039]下文將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施方式。然而，本發(fā)明可以多種不同形式來實施，且不應被理解為限于本文所述實施方式。相反，提供這些實施方式旨在使得本公開將是全面且完整的，并將完整地向本領域技術人員傳達本發(fā)明的范圍。附圖中，元件的形狀和尺寸可能為清晰起見而被放大，并且全文將使用相同附圖標記來指代相同或類似單元。
[0040]圖1是示意性示出根據本發(fā)明實施方式的用于數字控制振蕩器的控制裝置的框圖。
[0041]參照圖1，根據本發(fā)明實施方式的用于數字控制振蕩器的控制裝置100可包括數字控制振蕩器核心單元30、振幅控制單元10、計數器20和頻率控制單元40。
[0042]振幅控制單元10接收由數字控制振蕩器核心單元30輸出的數字控制振蕩器的輸出信號DC0_0UTT和DC0_0UTB，以生成反饋信號Gm_C0NT和C0RE_BIAS。該反饋信號Gm_CONT和C0RE_BIAS可分別用于控制負跨導控制電路和數字控制振蕩器中的電流。[0043]計數器20可接收由數字控制振蕩器核心單元30輸出的數字控制振蕩器的輸出信號DC0_0UTT和DC0_0UTB，以確定輸出信號DC0_0UTT和DC0_0UTB的頻率。該頻率可通過計數預定基準時間內信號的數量來確定。例如，當I μ S內所計數的信號數量為2000時，由數字控制振蕩器輸出的信號的頻率為2GHz。
[0044]頻率控制單元40基于由計數器20確定的數字控制振蕩器的輸出信號DC0_0UTT和DC0_0UTB的頻率來生成輸出信號W_C0NT、C_C0NT、F_C0NT和R_C0NT。該輸出信號W_C0NT、C_C0NT、F_C0NT和R_C0NT是具有多個位的數字信號，且各自可具有不同位數，并可用于控制數字控制振蕩器的輸出信號DC0_0UTT和DC0_0UTB的頻率。輸出信號C_C0NT可將數字控制振蕩器的輸出信號的頻率控制在預期頻帶內，以及輸出信號F_C0NT和R_C0NT可將數字控制振蕩器的輸出信號的增益控制為恒定值。
[0045]圖2是示意性示出圖1的用于數字控制振蕩器的控制裝置的電路圖。
[0046]參照圖2，根據本發(fā)明實施方式的數字控制振蕩器可包括無源電感器元件52、固定電容器53、電容器組55和負跨導電路50。
[0047]無源電感器元件52具有固定值，且除電感之外可具有根據線圈的寄生電阻。數字控制振蕩器的輸出信號可以是根據LC諧振電路(這里，L表示無源電感器元件的電感，以及C表示根據固定電容器和電容器組的電容)而振動的振動波。該振動波可在保持恒定振幅的同時振動，但其振幅量可被包括在無源電感器元件52中的寄生電阻增大或減小。
[0048]負跨導電路50可用于控制數字控制振蕩器的輸出信號的振蕩。當數字控制振蕩器的輸出信號的振蕩根據包 括在無源電感器元件52中的寄生電阻而增大或減小時，輸出信號的振幅可在通過控制負跨導電路50來保持恒定的同時振蕩。
[0049]電容器組55作為用于控制電容值的電路，可通過控制電容值來控制頻率。數字控制振蕩器的輸出信號的頻率由以下方程I表示。
[0050][方程I]
[0051]
【權利要求】
1.一種用于數字控制振蕩器的控制電路，包括: 峰值檢測電路，其檢測由所述數字控制振蕩器輸出的信號的振幅；以及 跨導控制電路，其將所述峰值檢測電路的輸出與預定基準信號相比較，以控制包括在所述數字控制振蕩器中的負跨導電路的跨導值。
2.根據權利要求1所述的用于數字控制振蕩器的控制電路，其中，所述跨導控制電路包括: 第一比較器，其將由所述數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量與預定第一基準信號的振幅量相比較，以根據比較結果生成數字輸出信號。
3.根據權利要求2所述的用于數字控制振蕩器的控制電路，其中，所述第一比較器在由所述數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量低于所述第一基準信號的振幅量時，生成邏輯高電平信號作為所述數字輸出信號，以及在由所述數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量高于所述第一基準信號的振幅量時，生成邏輯低電平信號作為所述數字輸出信號。
4.根據權利要求2所述的用于數字控制振蕩器的控制電路，其中，所述跨導控制電路包括: 跨導組，其包括根據由所述第一比較器生成的所述數字輸出信號來工作的多個跨導單J Li ο
5.根據權利要求4所述的用于數字控制振蕩器的控制電路，其中，所述跨導單元分別在所述數字輸出信號為邏輯高電平信號時順序工作?！?br> 6.根據權利要求1所述的用于數字控制振蕩器的控制電路，其中，所述跨導控制電路包括: 第二比較器，其將由所述數字控制振蕩器輸出的信號與預定第二基準信號相比較，以根據比較結果生成模擬控制信號。
7.一種用于數字控制振蕩器的控制電路，包括: 計數器電路，其檢測由所述數字控制振蕩器輸出的信號的頻率； 第一頻率控制器，其將所述計數器電路的輸出與預定基準頻率相比較，以控制包括在所述數字控制振蕩器中的電容器組的電容；以及 第二頻率控制器，其檢測所述計數器電路的輸出，以控制包括在所述數字控制振蕩器中的變容二極管的電容。
8.根據權利要求7所述的用于數字控制振蕩器的控制電路，其中，所述第一頻率控制器在確定由所述數字控制振蕩器輸出的信號的頻率高于所述預定基準頻率時，生成邏輯高電平信號作為數字信號，以及在確定由所述數字控制振蕩器輸出的信號的頻率低于所述預定基準頻率時，生成邏輯低電平信號作為數字信號。
9.根據權利要求8所述的用于數字控制振蕩器的控制電路，其中，所述電容器組包括電阻器和電容器單元在其中并聯連接的多個單元，所述電容器單元被由所述第一頻率控制器輸出的多個位選擇性控制。
10.根據權利要求7所述的用于數字控制振蕩器的控制電路，其中，所述變容二極管根據施加到其上的電壓量來控制，所述電壓量被由所述第二頻率控制器輸出的多個位控制。
11.根據權利要求7所述的用于數字控制振蕩器的控制電路，其中，所述數字控制振蕩器的增益被由所述第二頻率控制器輸出的多個位保持恒定。
12.一種用于數字控制振蕩器的控制裝置，包括: 數字控制振蕩器核心單元，其包括負跨導電路、電容器組和變容二極管； 振幅控制單元，其包括檢測由所述數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的振幅的峰值檢測電路，以及將所述峰值檢測電路的輸出與預定基準信號相比較以控制所述負跨導電路的跨導值的跨導控制電路；以及 頻率控制單元，其控制所述電容器組和所述變容二極管的電容，以控制由所述數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的頻率。
13.根據權利要求12所述的用于數字控制振蕩器的控制裝置，其中，所述跨導控制電路包括第一比較器，所述第一比較器將由所述數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的振幅量與預定第一基準信號的振幅量相比較，以根據比較結果生成數字輸出信號。
14.根據權利要求13所述的用于數字控制振蕩器的控制裝置，其中，所述第一比較器在由所述數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量低于所述第一基準信號的振幅量時，生成邏輯高電平信號作為所述數字輸出信號，以及在由所述數字控制振蕩器輸出的信號的振幅量高于所述第一基準信號的振幅量時，生成邏輯低電平信號作為所述數字輸出信號。
15.根據權利要求12所述的用于數字控制振蕩器的控制裝置，其中，所述頻率控制單元包括: 計數器電路，其檢測由所述數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的頻率； 第一頻率控制器，其將所述計數器電路的輸出與預定基準頻率相比較，以控制所述電容器組的電容；以及 第二頻率控制器，其檢測所述計數器電路的輸出，以控制所述變容二極管的電容。
16.根據權利要求15所述的用于數字控制振蕩器的控制裝置，其中，所述第一頻率控制器在確定由所述數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的頻率高于所述預定基準頻率時，生成邏輯高電平信號作為數字信號，以及在確定由所述數字控制振蕩器核心單元輸出的信號的頻率低于所述預定基準頻率時，生成邏輯低電平信號作為數字信號。
17.根據權利要求16所述的用于數字控制振蕩器的控制裝置，其中，所述電容器組包括電阻器和電容器單元在其中并聯連接的多個單元，所述電容器單元被由所述第一頻率控制器輸出的多個位選擇性控制。
18.根據權利要求15所述的用于數字控制振蕩器的控制裝置，其中，所述變容二極管根據施加到其上的電壓量來控制，所述電壓量被由所述第二頻率控制器輸出的多個位控制。
【文檔編號】H03L7/099GK103580685SQ201210455487
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權日:2012年7月31日
【發(fā)明者】李康潤, 羅裕森, 李東秀, 樸炯句, 金弘珍, 金奎錫, 夫榮健 申請人:三星電機株式會社, 成均館大學校 產學協力團