專利名稱：：用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是有關(guān)于一種用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，其建立一控制參考表，以提供給一判斷裝置及一電流補償裝置對不匹配的源電流(sourcecurrent)及匯電流(sinkcurrent)，執(zhí)行電流補償使用。
背景技術(shù)：
：在一典型地通信收發(fā)器集成電路(transceiverIC)中，一標準鎖相環(huán)合成器(phaselockedloop(PLL)synthesizer)是普遍使用到的組件，其基本上如圖1所示，包含一參考振蕩器(referenceoscillator)10及一參考分頻器(referencedivider)11，以提供一參考頻率(referencefrequency)Fref；一壓控振蕩器(voltage-controlledoscillator)14及一主分頻器(maindivider)13，以提供一主要頻率(mainfrequency)Fmain；一鑒相器(phasedetector)12及一環(huán)路濾波器(loopfilter)15，將參考及主要兩頻率比較以產(chǎn)生一反饋頻率(feedbackfrequency)Fback輸出至該壓控振蕩器14，進而產(chǎn)生一操作頻率(operatingfrequency)Fout輸出。然而，如上述，PLL合成器往往會具有許多顯著的問題，例如，相位噪聲(phasenoises)、非線性效應(non-lineareffects)及參考雜散(referencespurs)等等。其中，上述問題的來源之一，就是因為進出于環(huán)路濾波器(loopfilter)15的源電流(sourcecurrent)及匯電流(sinkcurrent)間發(fā)生不匹配(mismatch)。據(jù)此，實有需要設計一電荷泵電路(chargepumpcircuit)以自動調(diào)整不匹配的源電流及匯電流，進而解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一目的為提供一種用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，其能夠自動調(diào)整不匹配的源電流及匯電流，取得電流平衡以減少相位噪聲(phasenoises)。本發(fā)明提供一種用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，其能夠自動調(diào)整不匹配的源電流及匯電流，以減少雜散(spurs)情形。該系統(tǒng)主要包含一啟動補償/設定裝置，以進行啟動電流補償并據(jù)以建立一控制參考表；一判斷裝置，通過一第一開關(guān)連接至該啟動補償/設定裝置，以根據(jù)上述控制參考表，發(fā)出一控制信號；及一電流補償裝置，連接至該判斷裝置并通過一第二開關(guān)連接至該啟動補償/設定裝置，以根據(jù)上述控制信號，調(diào)整其內(nèi)部開關(guān)的開及關(guān)，借以達到自動調(diào)整源電流及匯電流不匹配的目的。本發(fā)明還提供一種用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，包括一第一補償單元，包含多個由第一恒流源及第一開關(guān)串接所構(gòu)成的電路，所有第一恒流源的輸入端連接至一正電壓源且所有第一開關(guān)的開口端連接至一傳輸線，用以補償源電流；一第二補償單元，包含多個由第二恒流源及第二開關(guān)串接所構(gòu)成的電路，所有第二恒流源的輸出端連接至一接地電壓且所有第一開關(guān)的開口端連接至一傳輸線并與該第一補償單元形成柵欄狀，用以補償匯電流；一第一開關(guān)，具有一接合端及一開口端，其接合端連接至該傳輸線，用以在本系統(tǒng)啟動時關(guān)上以形成通路，并在啟動完成后打開以形成斷路；一檢測電阻，連接至該第一開關(guān)的開口端，用以檢測是否源電流及匯電流發(fā)生不匹配的情形；一放大器，具有一正輸入端、一負輸入端、一第一輸出端及一第二輸出端，其正輸入端連接至該第一開關(guān)的開口端而其負輸入端連接至該檢測電阻的自由端，用以比較該檢測電阻兩端的電流差，并最大差值及最小差值分別經(jīng)該第一輸出端及該第二輸出端輸出；一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，連接至該放大器的第一及第二輸出端，用以將上述最大差值及最小差值由模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式；一邏輯控制器，連接至上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)上述數(shù)字化的最大及最小差值，建立一控制參考表格，以提供所需的電流補償參考；一第二開關(guān)，具有一開口端及一接合端，其接合端連接至該邏輯控制器；一選擇器，連接至該第二開關(guān)的開口端，用以在該第二開關(guān)關(guān)上后，根據(jù)該控制參考表格及一比較值，輸出一控制信號以導通該第一補償單元或該第二補償單元內(nèi)的多個串接電路中的其中之一或更多個來進行電流補償，使匯電流及源電流達到匹配。因此，本發(fā)明可以自動調(diào)整不匹配的源電流及匯電流，進而解決相位噪聲、非線性效應及參考雜散等等問題。為讓本發(fā)明的上述及其它目的、特征、與優(yōu)點能更顯而易見，下文特舉一優(yōu)選實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下圖1顯示一典型鎖相環(huán)合成器(PLLsynthesizer)的方塊圖；圖2；圖3顯示一根據(jù)本發(fā)明在圖2中的電流補償裝置內(nèi)部電路示意圖；圖4顯示一根據(jù)本發(fā)明在圖2中的啟動補償/設定裝置內(nèi)部電路示意圖；及圖5顯示一根據(jù)本發(fā)明在圖2中的判斷裝置內(nèi)部電路示意圖。符號說明10參考振蕩器(referenceoscillator)11參考分頻器(referencedivider)12鑒相器(phasedetector)13主分頻器(maindivider)14、25壓控振蕩器(voltage-controlledoscillator)15環(huán)路濾波器(loopfilter)21電流補償裝置(currentcompensationdevice)22啟動補償/設定裝置(initializationcompensation/settingsdevice)23判斷裝置(adjustmentdevice)24低通濾波器(lowpassfilter)51比較器(comparator)53選擇器(selector)55能帶隙參考電路(bandgapreferencecircuit)VCC電壓源(voltagesource)GND地面(ground)Isr、Isk、I11-I1N、I21-I2N恒流源(constantcurrentsource)S1、S2、SW11-SW1N、SW21-SW2N開關(guān)(switch)具體實施例方式圖2顯示一本發(fā)明系統(tǒng)的方塊圖。在圖2中，本裝置主要包含一啟動補償/設定裝置22；一判斷裝置23；及一電流補償裝置21。其中，在裝置21、22間是以開關(guān)S1相連接而在裝置22、23間是以開關(guān)S2相連接。如圖2所示，當提供一外部電壓VCC至本系統(tǒng)時，因P型及N型半導體裝置本身的特性差異，在電壓VCC及中間端點M間，會產(chǎn)生一源電流Isr的恒定電流，另外，在中間端點M及接地端GND間，會產(chǎn)生另一匯電流Isk的恒定電流。基本上，源電流Isr應是等于匯電流Isk，如此，才能提供一穩(wěn)定電流及電壓給相連接的低通濾波器24及壓控振蕩器25操作使用。然而，受限于例如熱(heat)、相位邊限(phasemargin)等通信規(guī)格的要求，源電流Isr往往不是等于匯電流Isk。因此，啟動時，開關(guān)S1被關(guān)上以導通裝置22，進行啟動補償。啟動補償可由裝置22直接控制裝置21(虛線)，以執(zhí)行補償，也可關(guān)上開關(guān)S2，由裝置22間接通過裝置23發(fā)出一控制信號Sc以控制裝置21(實線)，進行電流補償。同時，在啟動補償后，裝置22會建立一參考索引(referenceindex)，以建立一邏輯控制表(logiccontroltable)。表格建立后，開關(guān)S1會被打開(open)，以切斷與裝置21的連接，避免再度發(fā)生啟動補償(initializationcompensation)，影響整體操作。如圖2所示，一旦源電流Isr與匯電流Isk之間發(fā)生不匹配現(xiàn)象時，裝置23就可以根據(jù)上述邏極控制表，發(fā)出邏輯控制信號至裝置21。如此，裝置21會根據(jù)上述邏輯控制信號，進行電流調(diào)整，以達到自動調(diào)整源電流及匯電流不匹配的目的。將各裝置的內(nèi)部電路進一步分述于下。圖3顯示一根據(jù)本發(fā)明在圖2中的電流補償裝置21內(nèi)部電路示意圖。在圖3中，本裝置21主要包含多個第一開關(guān)(firstswitches)SW11-SW1N、以1對1串接至上述第一開關(guān)的第一恒流源I11-I1N、多個第二開關(guān)(secondswitches)SW21-SW2N及以1對1串接至上述第二開關(guān)的第二恒流源I21-I2N；其中，所有第一恒流源的輸入端連接至該外部電壓VCC，所有第二恒流源的輸出端則接地，以及所有開關(guān)SW11-SW2N的開口端(openterminal)連接至一傳輸線L以形成柵欄狀的配置(railingimplementation)。該傳輸線L的一端通過低通濾波器24連接至壓控振蕩器25(圖2)，另一端連接至圖2中的端點M。如圖3所示，操作時，當輸入至組件25的電壓Vtune高于一第一預定值(源電流Isr低于匯電流Isk)時，輸入控制信號Sc(后述)，以關(guān)上(close)需要的第一開關(guān)產(chǎn)生電流通路(currentpathway)，致使相對應的定流源流至傳輸線L上。上述驅(qū)動(activation)方式是從SW11開始依序關(guān)上(closed)同一側(cè)的各關(guān)關(guān)以形成通路(pathway)，使其上所對應的恒流源供應(sourcing)電流流至傳輸線L，藉以增加源電流(或減少匯電流)供給，直到輸入至組件25的電壓低于第一預定值(源電流Isr約等于匯電流Isk)為止。同樣地，當輸入至組件25的電壓Vtune低于一第二預定值(源電流Isr高于匯電流Isk)時，輸入控制信號Sc(后述)，以關(guān)上需要的第二開關(guān)產(chǎn)生電流通路，致使相對應的定流源流至地上。上述驅(qū)動方式是從SW21開始依序關(guān)上同一側(cè)的各開關(guān)以形成通路，使其上所對應的恒流源經(jīng)接地匯出(sinking)電流，借以減少源電流(或增加匯電流)，直到輸入至組件25的電壓高于第二預定值(源電流Isr約等于匯電流Isk)為止。圖4顯示一根據(jù)本發(fā)明在圖2中的啟動補償/設定裝置內(nèi)部電路22示意圖。在圖4中，為了提供所需的預定值并在剛啟動時做電流校準補償(current-calibratedcompensation)，以提供各預定值的設定標準，故本電路22包含一檢測電阻Rt、一放大器A、一模數(shù)轉(zhuǎn)換器42及一邏輯控制器43。如圖4所示，由于在源電流及匯電流間的不匹配狀況，會反應在檢測電阻Rt前后兩端的電壓值上(即流入及流出電阻的電流不等)，因此，當電流源Isr、Isk剛導通(initiallyturnon)且開關(guān)S1關(guān)上時，將流經(jīng)檢測電阻Rt前后的電壓Vcp、Vref經(jīng)放大器41及轉(zhuǎn)換器42做補償(判斷)并進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生數(shù)字參考信號Vt-H、Vt-L，輸入至邏輯控制器43儲存。補償動作的執(zhí)行可直接將信號Vt-H、Vt-L輸入至裝置21以進行補償，或者，經(jīng)邏輯控制器43轉(zhuǎn)換信號Vt-H、Vt-L為一輸出信號Sout，再輸入至其后相連接的判斷裝置23參考以產(chǎn)生控制信號Sc(后述)。另外，邏輯控制器43能夠根據(jù)參考信號Vt-H、Vt-L設定等距或不等距的階梯式修正范圍，以供啟動后的電流補償使用。圖5顯示一根據(jù)本發(fā)明在圖2中的判斷裝置內(nèi)部電路示意圖。在圖5中，本電路主要包含一能帶隙參考電路(bandgapreferencecircuit)55，以輸出一參考電壓Vt一比較器51以比較參考電壓及輸入至振蕩器的電壓Vtune并藉以產(chǎn)生一比較信號Scomp及一選擇器53，根據(jù)比較信號參考來自裝置22的信號Sout，以產(chǎn)生控制信號Sc。如圖5所示，經(jīng)由比較器51的比較所產(chǎn)生的輸出結(jié)果Scomp，只是一微分值(differentialvalue)，尚不足以知道應該要補償源電流或者是匯電流，更不知道要補償多少電流才能達到使匯電流與源電流匹配的目的，因此，須借助于裝置22內(nèi)的內(nèi)建表格，以提供電流補償所需的參考值。例如，在裝置21中，N＝8，則信號Sout可以邏輯值0001代表令開關(guān)SW11關(guān)上以進行源電流補償；0010代表令開關(guān)SW11及SW12關(guān)上以進行源電流補償；0011代表令開關(guān)SW11、SW12及SW13關(guān)上以進行源電流補償...等；而1001代表開關(guān)SW21關(guān)上以進行匯電流補償；1010代表令開關(guān)SW21及SW22關(guān)上以進行匯電流補償；1011代表令開關(guān)SW21、SW22及SW23關(guān)上以進行電流補償...等。又，也可將上述的邏輯值經(jīng)由一個數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成階梯式參考信號(也可置于裝置22的邏輯控制器內(nèi)，直接成為輸出信號Sout)，例如，邏輯值0001代表0.0-1.0伏特輸出、0010代表1.1-2.0伏特輸出、0011代表2.1-3.0伏特輸出等等；邏輯值1001代表0.0至-1.0伏特輸出；1010代表-1.1至-2.0伏特輸出；1011代表-2.1至-3.0伏特輸出等等。如上述，就可達到使匯電流及源電流匹配的目地。雖然本發(fā)明已以一優(yōu)選實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)及范圍內(nèi)，當可做更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求所界定者為準。權(quán)利要求1.一種用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，包括一啟動補償/設定裝置，以進行啟動電流補償并據(jù)以建立一控制參考表；一判斷裝置，通過一第一開關(guān)連接至該啟動補償/設定裝置，以根據(jù)上述控制參考表，發(fā)出一控制信號；及一電流補償裝置，連接至該判斷裝置并通過一第二開關(guān)連接至該啟動補償/設定裝置，以根據(jù)上述控制信號，調(diào)整該第一開關(guān)與該第二開關(guān)的開及關(guān)，藉此自動調(diào)整源電流及匯電流直到匹配為止。2.如權(quán)利要求1的用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，其中，該第二開關(guān)在啟動電流補償后即打開形成斷路狀態(tài)而該第一開關(guān)則一直保持關(guān)上形成通路的狀態(tài)。3.如權(quán)利要求1的用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，其中更包含一傳輸線，連接該電流補償裝置至該啟動補償/設定裝置；至少一個第一恒流源與至少一個第三開關(guān)串接的組合，且該串接組合一端連接至該傳輸線，另一端連接至一正電壓源；至少一個第二恒流源與至少一個第四開關(guān)串接的組合，且該串接組合一端連接至該傳輸線，另一端連接至一接地電壓。4.如權(quán)利要求1的用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，其中，該啟動補償/設定裝置由一檢測電阻、一其負輸入端連接至該檢測電阻的放大器、一串接至該放大器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器及一串接至該模數(shù)轉(zhuǎn)換器的邏輯控制器所構(gòu)成。5.如權(quán)利要求1的用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，其中，該判斷裝置由一能帶隙參考電路、一其負輸入端連接至該能帶隙參考電路的比較器及其二個輸入端分別連接至該比較器及該開關(guān)而其輸出端連接至該電流補償裝置的一選擇器所構(gòu)成。6.一種用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，包括一第一補償單元，包含多個由第一恒流源及第一開關(guān)串接所構(gòu)成的電路，所有第一恒流源的輸入端連接至一正電壓源且所有第一開關(guān)的開口端連接至一傳輸線，用以補償源電流；一第二補償單元，包含多個由第二恒流源及第二開關(guān)串接所構(gòu)成的電路，所有第二恒流源的輸出端連接至一接地電壓且所有第一開關(guān)的開口端連接至一傳輸線并與該第一補償單元形成柵欄狀，用以補償匯電流；一第一開關(guān)，具有一接合端及一開口端，其接合端連接至該傳輸線，用以在本系統(tǒng)啟動時關(guān)上以形成通路，并在啟動完成后打開以形成斷路；一檢測電阻，連接至該第一開關(guān)的開口端，用以檢測是否源電流及匯電流發(fā)生不匹配的情形；一放大器，具有一正輸入端、一負輸入端、一第一輸出端及一第二輸出端，其正輸入端連接至該第一開關(guān)的開口端而其負輸入端連接至該檢測電阻的自由端，用以比較該檢測電阻兩端的電流差，并最大差值及最小差值分別經(jīng)該第一輸出端及該第二輸出端輸出；一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，連接至該放大器的第一及第二輸出端，用以將上述最大差值及最小差值由模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式；一邏輯控制器，連接至上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用以根據(jù)上述數(shù)字化的最大及最小差值，建立一控制參考表格，以提供所需的電流補償參考；一第二開關(guān)，具有一開口端及一接合端，其接合端連接至該邏輯控制器；一選擇器，連接至該第二開關(guān)的開口端，用以在該第二開關(guān)關(guān)上后，根據(jù)該控制參考表格及一比較值，輸出一控制信號以導通該第一補償單元或該第二補償單元內(nèi)的多個串接電路中的其中之一或更多個來進行電流補償，使匯電流及源電流達到匹配。7.如權(quán)利要求6的用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，進一步包括一低通濾波器，連接至該傳輸線及該第一開關(guān)的接合端，用以濾波，去除不要的信號并產(chǎn)生一輸出電壓。8.如權(quán)利要求7的用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，其中，該選擇器更包含一比較器，連接至該低通濾波器，以接收來自該低通濾波器的輸出電壓，并與來自一外部能帶隙參考電路的參考電壓做比較，以產(chǎn)生該比較值的輸出。全文摘要本發(fā)明提供一種用于源電流及匯電流不匹配的自動調(diào)整系統(tǒng)，其使用一啟動補償/設定裝置，以進行啟動電流補償并據(jù)以建立一控制參考表；一判斷裝置，以根據(jù)上述控制參考表，發(fā)出一控制信號；及一電流補償裝置，以根據(jù)上述控制信號，調(diào)整內(nèi)部開關(guān)的開及關(guān)，以達到自動調(diào)整源電流及匯電流不匹配的目的。文檔編號H03L7/00GK1521584SQ0310444公開日2004年8月18日申請日期2003年2月14日優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日發(fā)明者莊朝喜,劉宇華申請人:絡達科技股份有限公司