用于調(diào)整振蕩器的振蕩頻率的電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及振蕩器，特別涉及但不限于用于調(diào)整振蕩器的振蕩頻率的電路和方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，在模擬域?qū)φ袷幤鞯恼袷庮l率進(jìn)行校準(zhǔn)。需要一種用于在數(shù)字域調(diào)整振蕩 器的振蕩頻率的電路和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，一種電路包括振蕩器、分頻器和比較器。該振蕩器產(chǎn)生振 蕩信號(hào)（Fv。。）。該分頻器與該振蕩器通信連接并將該振蕩信號(hào)的頻率除以分母（隊(duì)）以產(chǎn)生 分頻信號(hào)該比較器與該振蕩器和該分頻器通信連接。該比較器獲取在預(yù)定時(shí)間 內(nèi)該分頻信號(hào)的第一計(jì)數(shù)和在該預(yù)定時(shí)間內(nèi)基準(zhǔn)信號(hào)的第二計(jì)數(shù)、比較該第一計(jì)數(shù)和該第 二計(jì)數(shù)，并根據(jù)該第一計(jì)數(shù)和該第二計(jì)數(shù)來產(chǎn)生比較結(jié)果。該振蕩器還根據(jù)該比較結(jié)果對(duì) 該振蕩信號(hào)的頻率進(jìn)行調(diào)整。
[0004] 在另一實(shí)施方式中，一種方法包括通過振蕩器產(chǎn)生振蕩信號(hào)（Fvro);通過將該振蕩 信號(hào)的頻率除以分母來產(chǎn)生分頻信號(hào)；獲取在預(yù)定時(shí)間內(nèi)該分頻信號(hào)的第一計(jì)數(shù) 和在該預(yù)定時(shí)間內(nèi)基準(zhǔn)信號(hào)的第二計(jì)數(shù)；根據(jù)該第一計(jì)數(shù)和該第二計(jì)數(shù)的比較來產(chǎn)生比較 結(jié)果；以及根據(jù)該比較結(jié)果對(duì)該振蕩信號(hào)的頻率進(jìn)行調(diào)整。
[0005] 通過上述電路和方法可實(shí)現(xiàn)在數(shù)字域?qū)φ袷幤鞯恼袷庮l率進(jìn)行調(diào)整。
【附圖說明】
[0006] 本發(fā)明的非限制性和非詳盡的各實(shí)施例將參照下列附圖進(jìn)行說明，其中類似附圖 標(biāo)記除詳細(xì)說明外在各種視圖中指示類似部件。
[0007] 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0008] 圖2是示出了與實(shí)際信號(hào)相關(guān)的第一計(jì)數(shù)和與基準(zhǔn)信號(hào)相關(guān)的第二計(jì)數(shù)之間的 比較的時(shí)序圖。
[0009] 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的確定振蕩器的參數(shù)的過程的示意圖。
[0010] 圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0011] 圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖4中所示的電容陣列的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電路 圖。
[0012] 圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0013] 圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0014] 圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖7中所示的電流源陣列的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電路 圖。
[0015] 圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的操作電路的方法的流程圖。
[0016] 圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的振蕩頻率的調(diào)整步驟的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 現(xiàn)將對(duì)本發(fā)明的各種方面和實(shí)例進(jìn)行說明。以下的描述為了全面理解和說明這些 實(shí)例而提供了特定細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，即使沒有許多這些細(xì)節(jié)，也可 以實(shí)施本發(fā)明。此外，一些公知結(jié)構(gòu)或功能可能沒有被示出或詳細(xì)描述，以避免不必要地模 糊相關(guān)說明。
[0018] 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電路的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，電路10包括 振蕩器100、分頻器110和比較器120。該振蕩器100產(chǎn)生振蕩信號(hào)（Fv。。）。該分頻器110與 該振蕩器100通信連接，并通過將該振蕩信號(hào)的頻率除以分母（&)來產(chǎn)生分頻信號(hào)（Fv。。/ %)。&為分母，也可以稱為定標(biāo)器或預(yù)定標(biāo)器。該比較器120與該振蕩器100和該分頻器 110通信連接。該比較器120獲取在一預(yù)定時(shí)間內(nèi)該分頻信號(hào)的第一計(jì)數(shù)和在該預(yù)定時(shí)間 內(nèi)基準(zhǔn)信號(hào)的第二計(jì)數(shù)、比較該第一計(jì)數(shù)與該第二計(jì)數(shù)，并根據(jù)該第一計(jì)數(shù)和該第二計(jì)數(shù) 產(chǎn)生比較結(jié)果。該振蕩器100還根據(jù)該比較結(jié)果對(duì)該振蕩信號(hào)的頻率進(jìn)行調(diào)整。
[0019] 圖2是示出了與實(shí)際信號(hào)相關(guān)的第一計(jì)數(shù)和與基準(zhǔn)信號(hào)相關(guān)的第二計(jì)數(shù)之間的 比較的時(shí)序圖。
[0020] 在圖2中，表示基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率。F。,。表示振蕩器的頻率。&是用來將該振蕩 器的頻率F。,。分頻的分母。在一方面，為了減少校準(zhǔn)時(shí)間，應(yīng)將&設(shè)置得盡可能小。另一 方面，K的值還應(yīng)受到電路元件的工藝要求和振蕩器的頻率的值的限制。例如，如果振蕩 器的工作頻率在2. 2GHz與2. 6GHz之間，而校準(zhǔn)電路的最大工作頻率是500MHz，則隊(duì)?wèi)?yīng)大 于2. 6GHz/500MHz= 5. 2。然后，&應(yīng)為整數(shù)并取值至少為6。N。,。是在預(yù)定時(shí)間內(nèi)分頻信 號(hào)振蕩器的振蕩的計(jì)數(shù)，也稱為第一計(jì)數(shù)?；陔娐返木纫髞泶_定N。,。。例如，如果振 蕩器的工作頻率在2. 2GHz與2. 6GHz之間，而校準(zhǔn)電路的精度要求是1MHz，則可由表達(dá)式 N_=2. 6GHz/lMHz=2600。N,ef是在該預(yù)定時(shí)間內(nèi)基準(zhǔn)信號(hào)的振蕩的計(jì)數(shù)，也稱為第二計(jì)數(shù)。 可根據(jù)表達(dá)式：
[0021]
[0022] 未在方程式中出現(xiàn)的TMf表示NMf個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘的時(shí)間。
[0023] 未在方程式中出現(xiàn)的T()s。表示N()s。個(gè)頻率為的分頻信號(hào)的時(shí)間。本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員可以為上述預(yù)定時(shí)間選擇適當(dāng)?shù)闹怠?br>[0024] 如果在該預(yù)定時(shí)間內(nèi)，第一計(jì)數(shù)N。,。大于第二計(jì)數(shù)NMf，則意味著振蕩器的頻率太 高。否則，如果在該預(yù)定時(shí)間內(nèi)，第一計(jì)數(shù)N。,。小于第二計(jì)數(shù)NMf，則意味著振蕩器的頻率太 低。
[0025] 也就是說，該電路計(jì)算目標(biāo)數(shù)為N。,。個(gè)分頻信號(hào)的振蕩的持續(xù)時(shí)間T。,。，和NMf個(gè) 基準(zhǔn)時(shí)鐘的持續(xù)時(shí)間TMf。如果。，則意味著振蕩器的頻率太高。如果TmCT。,。，則意 味著振蕩器的頻率太低。如圖2所示，。并被標(biāo)記為flag=l。在。的情況下， 其被標(biāo)記為flag=0。如果flag=0,則電容陣列的校準(zhǔn)碼Tune〈n:0>的相應(yīng)位Tune〈x>應(yīng) 設(shè)置為1。將在下面參照?qǐng)D5對(duì)該電容陣列進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。否則如果flag=l，則 Tune〈n:0>的相應(yīng)位Tune〈x>應(yīng)設(shè)置為0,如圖3所示。其中，初始時(shí)除最高有效位（MSB)外 的所有位設(shè)置為1。在圖3中，x表示已被確定的位。
[0026] 圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的振蕩器的結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖4所示，振蕩 器40包括與第一電容陣列50通信連接的第一電感U。如果該比較結(jié)果指示該第一計(jì)數(shù)大 于等于該第二計(jì)數(shù)，該第一電容陣列50增加該第一電容陣列50的電容?；蛘?，如果該比較 結(jié)果指示該第一計(jì)數(shù)小于該第二計(jì)數(shù)，該第一電容陣列50減少與該第一電感相連的第一 電容陣列50的電容。此外，振蕩器40還包括第二電感L2、第二電容陣列55、第一NM0S場(chǎng) 效應(yīng)晶體管（FieldEffectTransistor，簡(jiǎn)稱FET)、第二NMOSFET。該第一電容陣列50與 第二NMOSFET的柵極和第一NMOSFET的漏極連接。該第一電感連接于Vcc與該第一NM0S FET的漏極之間。該第一NMOSFET的源極連接于地（GND)。該第一NMOSFET的漏極輸出 該振蕩信號(hào)。
[0027] 該第二電容陣列55與第一NMOSFET的柵極和第二NMOSFET的漏極連接。該第 二電感連接于Vcc與該第二NMOSFET的漏極之間。該第二NM0SFET的源極連接于地。
[0028] 此外，第一NMOSFET和第二NMOSFET的源極都通過第三NMOSFET連接于地，其 中該第一NMOSFET的源極與該第三NMOSFET的漏極連接，該第三NMOSFET的源極連接于 地，以及該第三NMOSFET的柵極與偏置電壓Vb連接。
[0029] 圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖4中所示的第一電容陣列50的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 的電路圖。
[0030] 如圖5所不，該第一電容陣列50包括多個(gè)單獨(dú)開關(guān)電容器。在一實(shí)施例中，根據(jù) 方程式以二進(jìn)制順序來安排多個(gè)單獨(dú)開關(guān)電容器的電容。也就是說，c^znxQ。 例如，CpXQCfAXC。。對(duì)于0? 18iim的工藝，最小電容器可以是3iimX3iim，具有9飛 法（fF)的電容。為了滿足目標(biāo)校準(zhǔn)精度，最低有效位（LSB)CQ應(yīng)為3fF，而Cn為第n個(gè)有