專利名稱：：頻率檢測裝置與方法
技術領域：
：本發(fā)明是有關一種電子電路，特別是一種頻率檢測電路。
背景技術：
：集成電路(IC)的應用上，有時需輸入不同的參考頻率，再通過所輸入的參考頻率以完成后續(xù)電路的應用。例如，鎖相回路(Phaselockloop,PLL)便是接收參考頻率并利用反饋控制原理，而實現頻率及相位同步的技術。鎖相回路接收外部的參考頻率，并將電路所輸出的頻率保持與參考頻率同步。當參考頻率或相位發(fā)生改變時，鎖相回路會檢測到這種變化，并通過內部的反饋控制來調節(jié)輸出頻率，直到輸出頻率與參考頻率兩者重新同步為止。此外，在鎖相回路的實際應用上，其輸入端可能會耦合不同的參考時鐘(或振蕩晶體(crystal))，例如14.318MHz或25MHz等，因而可產生不同的參考頻率以輸入至鎖相回路。有多種原因可能使同一顆集成電路須耦合不同的參考時鐘振蕩，而接收多種不同的參考頻率，于下列舉二例作為說明。第一例，原本某特定集成電路采用25MHz的振蕩晶體來提供所需的參考頻率，某日若25MHz的振蕩晶體缺貨，此時可改用48MHz的振蕩晶體來提供參考頻率，再配合除頻操作，同樣可達到如25MHz振蕩晶體的功效。第二例，某特定集成電路本身內建25MHz的振蕩電路，假設該集成電路連接于印刷電路板(PCB)后，由于印刷電路板本身已有參考頻率為48MHz，因此直接利用主機板的48MHz而作為輸入時鐘，再配合除頻操作，如此可減少25MHz的振蕩電路所須的外部元件(例如是振蕩晶體、電容元件)振蕩。由上述說明可知，為了讓外部所提供的多種參考頻率皆可常運作，傳統(tǒng)做法上集成電路需額外設置多的腳位(PIN)用以作為選擇機制。假設，若外部所輸入的參考頻率可能為25MHz或48MHz時，需額外配置一根腳位，再通過傳送不同的信號至該腳位，以告知集成電路此時需采用何種參考頻率，例如當所接收到的信號為“1”時選用25MHz，而所接收到的信號為“0”時選用48MHz。然而，采用傳統(tǒng)做法，當所需選擇的參考頻率越多時，所需要額外設置的腳位便會越多，例如當有五個不同的參考頻率需作選擇時，就必須額外設置三根腳位。而在電子產品日益要求輕薄化的趨勢下，每一根腳位的空間配置變得相當珍貴，因此已逐漸無法允許有額外增設腳位的空間存在。
發(fā)明內容有鑒于此，本發(fā)明提出一種頻率檢測裝置與方法。通過本發(fā)明所提出的裝置或方法，不需額外增設多的腳位，即可自動判別輸入時鐘為何，使后端電路可配合目前所接收的輸入時鐘，而加以利用。如此，將大幅節(jié)省腳位的配置空間，更加符合電子產品輕薄化的發(fā)展趨勢。本發(fā)明提出一種頻率檢測裝置包含頻率轉換電路及模擬轉換電路。頻率轉換電路接收輸入時鐘，并依據輸入時鐘的頻率產生對應于輸入時鐘的頻率的模擬信號。模擬轉換電路耦合于頻率轉換電路，接收模擬信號，依據模擬信號以產生對應于輸入時鐘的頻率的判別信號，其中判別信號用以代表輸入時鐘的頻率區(qū)間。本發(fā)明亦提出一種頻率檢測方法，應用于調整電路的除頻操作，包含下列步驟接收輸入時鐘，該輸入時鐘具有一頻率；依據輸入時鐘的頻率，產生模擬信號；判斷模擬信號的范圍以產生判別信號，其中判別信號用以代表輸入時鐘的頻率區(qū)間。有關本發(fā)明的較佳實施例及其功效，茲配合圖式說明如后。圖1為頻率檢測裝置的一實施例示意圖。圖2為頻率檢測裝置的一實施例電路圖。圖3為頻率檢測方法的流程圖。[主要元件標號說明]1頻率檢測裝置10頻率轉換電路11第一開關111第一端112:第二端12:第二開關13:第一電容131第三端14:第二電容141:第四端15:充電電壓20:模擬轉換電路22、23:比較器221、231第一輸入端222、232第二輸入端223、233輸出端30:后端電路具體實施例方式請參照「圖1」，該圖所示為頻率檢測裝置的一實施例示意圖。本發(fā)明所提出的頻率檢測裝置1可耦合于后端電路30，該頻率檢測裝置1包含頻率轉換電路10及模擬轉換電路20。頻率轉換電路10接收輸入時鐘，于此的輸入時鐘可為振蕩晶體(crystal)所產生的參考時鐘。本發(fā)明提出的頻率檢測裝置1可判別出輸入時鐘的頻率范圍(頻率區(qū)間)。一實施例中，頻率轉換電路10接收輸入時鐘，其中，輸入時鐘的頻率為未知的頻率值。頻率轉換電路10依據輸入時鐘進行充電，而產生對應于輸入時鐘的模擬信號。其中，模擬信號的電壓值是與輸入時鐘的頻率相對應。模擬轉換電路20耦合于頻率轉換電路10，在接收該模擬信號后，判別模擬信號的電壓范圍以產生對應于輸入時鐘的頻率的判別信號，并將判別信號傳送至后端電路30。當后端電路30接收到模擬轉換電路20所產生的判別信號后，即可依據判別信號，而調整后端電路30的相對應電路以執(zhí)行后續(xù)所需操作。也就是說，通過判別信號代表輸入時鐘的頻率值或頻率范圍，讓后端電路30依據判別信號以執(zhí)行對應輸入時鐘所需的后續(xù)操作。一實施例，該模擬轉換電路20可以為各種型式的ADC、SLICER或是由數個比較器組成的電路來實現之。請參照「圖2」為頻率檢測裝置的一實施例電路圖。于此實施例中，分別舉出頻率轉換電路10與模擬轉換電路20的電路圖的一實施例，加以說明?！笀D2」中的頻率轉換電路10包含充電電路，而充電電路包含第一開關11、第一開關12、第一電容13及第二電容14。第一開關11具有第一端111與第二端112，依據輸入時鐘的頻率控制第一開關11的開啟與關閉。第一電容13具有第三端131，其中第三端131耦合于充電電壓(VDD)15與第一開關11的第一端111。第二電容14具有第四端141，其中第四端141耦合于第一開關11的第二端112。第二開關12—端耦合于第二電容14的第四端141，依據輸入時鐘的頻率控制第二開關12的開啟與關閉。其中，當第一開關11開啟時，第二開關12關閉；反之，當第一開關11關閉時，第二開關12開啟。通過輸入時鐘(f)來控制第一開關11與第二開關12的開啟與關閉，使得第一電容13依據輸入時鐘而進行充電。于此，第一電容13的第三端131為輸出模擬電壓(V)的端點，亦即第一電容13所輸出的電壓即為模擬電壓(V)，并由上述說明可知，第一電容13乃依據輸入時鐘而進行充電，因此模擬電壓(V)將與輸入時鐘(f)有關。底下以數學式說明模擬電壓(V)與輸入時鐘(f)之間的關聯。將頻率轉換電路10中的第二開關12、第二電容(C2)14與第一開關11視為等效電路，其所產生的等效電阻(R)以數學式表示為再利用歐姆定律(V=IR)，并將等效電阻R代入，即可求出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>模擬電壓(V)為=由上式可知，模擬電壓(ν)與輸入時鐘(f)間的關系，因此通過模擬電壓即可求出原本未知的輸入時鐘，以利后端電路30的應用。當然，圖2的電路僅是一實施例，本領域技術人員可輕易設計出利用電容與開關的不同連接關系，即可設計出各種不同的頻率轉換電路10(例如是充電電路、放電電路)。例如一實施例，該頻率轉換電路10為充電電路，該充電電路所輸出的模擬電壓是與該輸入時鐘的頻率成正比關系，換言之，當該輸入時鐘的頻率愈高時，則該充電電路所輸出的模擬電壓的電壓值就愈大。另一實施例，該頻率轉換電路10為放電電路，該放電電路依據該輸入時鐘的頻率進行放電的操作，故，所輸出的模擬電壓是與該輸入時鐘的頻率成反比關系，換言之，當該輸入時鐘的頻率愈高時，則該放電電路10所輸出的模擬電壓的電壓值就愈低。一實施例，模擬轉換電路20包含至少一個比較器。利用一個比較器即可區(qū)分出該模擬電壓的高或低以輸出該判別信號。于「圖3」中以兩個比較器22、23為例作說明，但比較器的數量可依需求而有所增減，并不以此為限。每一個比較器22、23分別具有第一輸入端221、231、第二輸入端222、232與輸出端223、233。第一輸入端221、231耦合于第一電容13的第三端131，用以接收模擬電壓。第二輸入端222、232分別接收參考電壓，比較模擬電壓與個別的參考電壓，而產生判別信號，并由輸出端223、233輸出判別信號。舉例說明，若后端電路30可因應不同的輸入時鐘而調整電路，并假設所能接收的輸入時鐘為25MHz與48MHz。其中，假設V,efl為對應25MHz時的參考電壓，也就是說，當輸入時鐘為25MHz時，理論上依據上述模擬電壓所推導的公式所得的電壓值即為VMfl。同理，假設Vref2為對應48MHz時的參考電壓。因此，當比較器22、23接收到頻率轉換電路10依據輸入時鐘而產生的模擬電壓后，透過分別比較模擬電壓與VMfl、VMf2，可得知模擬電壓所落入的區(qū)間范圍，由此即可取得相對應的輸入時鐘的頻率值，進而由比較器22或23的輸出端223或233產生對應的判別信號，并傳送至后端電路30。如此，后端電路30即可通過判別信號得知輸入時鐘的頻率值，進而選用該輸入時鐘。例如，經由比較器的比較結果得知，模擬電壓位于25MHz所對應的參考電壓(VMfl)的區(qū)間，因此由比較器22的輸出端223輸出判別信號并送至后端電路30，使后端電路30選用25MHz作為輸入時鐘，而因應25MHz的輸入時鐘調整相關電路。再者，上述的模擬轉換電路20可以查表方式(lookuptable)轉換模擬電壓?？山⒛M電壓轉換對照表，再經由查詢該對照表而完成模擬轉換操作，進而取得數字化的判別信號。此外，上述的后端電路30可為鎖相回路(phaselockloop，PLL)。鎖相回路在電子電路中扮演重要的角色，特別是在通訊領域。鎖相回路應用范圍相當廣泛，諸如調制、解調、倍頻、頻率合成、載波同步、位同步等均會應用到鎖相回路的觀念和技術。鎖相回路是一種反饋回路，在回路中，利用反饋信號將輸出信號的頻率及相位鎖定在與輸入信號相同的頻率及相位上。例如在無線電通訊中，若因信號在傳送中發(fā)生載波頻率漂移現象時，在接收端使用鎖相回路便可使接收端的振蕩頻率隨頻率漂移，而達到鎖相的目的。鎖相回路于實際應用上，可能會有不同頻率值的輸入時鐘作為參考頻率。而通過本發(fā)明所提出的頻率檢測裝置1，即可自動判斷輸入時鐘的范圍為何，進而產生判別信號用以通知鎖相回路。如此，鎖相回路即可依據此時的輸入時鐘，而做出適當的除頻操作(frequencydivide)，S卩，調整鎖相回路的除頻器(divider)，以輸出實際所需的頻率值。請參照「圖3」，該圖所示為頻率檢測方法的流程圖。本發(fā)明所提出的頻率檢測方法應用于調整電路的除頻操作，包含下列步驟。步驟SlO接收輸入時鐘，該輸入時鐘具有一頻率。步驟S20依據輸入時鐘的頻率，產生模擬信號。于此步驟中，可依據輸入時鐘的頻率對電容進行充放電，以產生模擬信號。步驟S30:判斷模擬信號的范圍以產生判別信號，其中判別信號用以代表輸入時鐘的頻率區(qū)間。于此步驟中，可包含下列步驟比較模擬信號與至少一個參考電壓，而產生判別信號。其中，可通過查表方式(lookuptable)轉換模擬信號以產生判別信號。此外，可依據步驟S30所產生的判別信號，用以調整電路的操作。其中，該電路可為鎖相回路(phaselockloop，PLL)，且鎖相回路依據判別信號來調整鎖相回路的除頻。雖然本發(fā)明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神所作些許的更動與潤飾，皆應涵蓋于本發(fā)明的范疇內，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求范圍所界定者為準。權利要求一種頻率檢測裝置，包含頻率轉換電路，接收輸入時鐘，并依據該輸入時鐘的頻率產生對應于該輸入時鐘的頻率的模擬信號；及模擬轉換電路，耦合于該頻率轉換電路，接收該模擬信號，依據該模擬信號以產生對應于該輸入時鐘的頻率的判別信號，其中該判別信號用以代表該輸入時鐘的頻率區(qū)間。2.根據權利要求1的頻率檢測裝置，其中該頻率轉換電路包含充電電路。3.根據權利要求2的頻率檢測裝置，其中該充電電路包含第一開關，具有第一端與第二端，依據該輸入時鐘的頻率控制該第一開關的開啟與關閉；第一電容，具有第三端，該第三端耦合于充電電壓與該第一開關的該第一端；第二電容，具有第四端，該第四端耦合于該第一開關的該第二端；及第二開關，一端耦合于該第二電容的該第四端，依據該輸入時鐘的頻率控制該第二開關的開啟與關閉，且該第一開關開啟時該第二開關關閉，該第一開關關閉時該第二開關開啟ο4.根據權利要求1、2或3的頻率檢測裝置，其中該模擬轉換電路包含至少一比較器，每一該比較器具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端，該第一輸入端用以接收該模擬信號，該第二輸入端接收參考電壓，比較該模擬信號與該參考電壓而產生該判別信號，并由該輸出端輸出該判別信號。5.根據權利要求1、2或3的頻率檢測裝置，其中該模擬轉換電路以查表方式轉換該模擬信號。6.根據權利要求1、2或3的頻率檢測裝置，其中該頻率檢測裝置耦接鎖相回路，該鎖相回路依據該判別信號以調整該鎖相回路的除頻。7.—種頻率檢測方法，包含下列步驟接收輸入時鐘，該輸入時鐘具有一頻率；依據該輸入時鐘的該頻率，產生模擬信號；及判斷該模擬信號的范圍以產生判別信號，其中該判別信號用以代表該輸入時鐘的頻率區(qū)間。8.根據權利要求7的頻率檢測方法，包含下列步驟依據該判別信號，調整電路的操作。9.根據權利要求8的頻率檢測方法，其中該電路為鎖相回路。10.根據權利要求9的頻率檢測方法，其中該鎖相回路依據該判別信號來調整該鎖相回路的除頻。11.根據權利要求7的頻率檢測方法，其中產生該模擬信號的步驟，包含依據該輸入時鐘的頻率對電容進行充放電，以產生該模擬信號。12.根據權利要求7的頻率檢測方法，其中產生該判別信號的步驟，包含比較該模擬信號與至少一參考電壓，而產生該判別信號。13.根據權利要求7的頻率檢測方法，其中是通過查表方式轉換該模擬信號以產生該判別信號。全文摘要一種頻率檢測裝置與方法。其中，頻率檢測裝置包含頻率轉換電路及模擬轉換電路。頻率轉換電路接收輸入時鐘，并依據輸入時鐘的頻率產生對應于輸入時鐘的頻率的模擬信號。模擬轉換電路耦合于頻率轉換電路，接收模擬信號，依據模擬信號以產生對應于輸入時鐘的頻率的判別信號，其中判別信號用以代表輸入時鐘的頻率區(qū)間。文檔編號H03L7/089GK101826871SQ200910118278公開日2010年9月8日申請日期2009年3月3日優(yōu)先權日2009年3月3日發(fā)明者黃禎治申請人:瑞昱半導體股份有限公司