发明名称 切换电容回路滤波器
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.02.21
申请号 TW095144208 申请日期 2006.11.29
申请人 瑞昱半导体股份有限公司 发明人 林嘉亮;周格至;管继孔
分类号 H03L7/085 主分类号 H03L7/085
代理机构 代理人 叶信金 新竹市湳雅街311巷14号2楼
主权项 一种锁相方法,该方法包含:接收一参考信号及一回授信号;根据该参考信号以产生复数个时序信号;侦测该参考信号及该回授信号间之一相位差异;依据该相位差异产生一电流信号;使用一切换电容电路(switch-capacitor)来处理该电流信号,其中,该切换电容电路包含一取样电容、一负载电容及复数个开关,该复数个开关根据该复数个时序信号使该切换电容电路操作在一取样相位以及一转移相位,其中在该取样相位中,藉由该取样电容取样并积分该电流信号,在该转移相位中,使用一主动滤波器以帮助该取样电容储存之电荷转移至该负载电容,以产生一电压输出信号;使用该切换电容电路所输出之该电压输出信号,以控制一可变振荡器;以及使用该可变振荡器之一输出信号,以产生该回授信号。如申请专利范围第1项所述之方法,其中侦测该相位差异之步骤更包含产生复数个逻辑信号以显示该相位差异。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该复数个时序信号包含用以定义该取样相位之一第一时序信号及用以定义该转移(charge-transfer)相位之一第二时序信号。如申请专利范围第3项所述之方法,其中该取样相位及该转移相位系为非重叠(non-overlapping)。如申请专利范围第3项所述之方法,其中该取样相位几乎被集中(centered)至该参考信号之一第一边缘。如申请专利范围第5项所述之方法,其中该转移相位几乎被集中至该参考信号之一第二边缘。如申请专利范围第3项所述之方法,其中该复数个时序信号更包含用以定义一重置相位(reset phase)之一第三时序信号,该第三时序信号系用以重置该取样电容上所储存的电荷。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该主动滤波器包含一运算放大器以及一回授电路。如申请专利范围第1项所述之方法,其中于该转移相位期间,储存于该取样电容上的电荷接近于零。如申请专利范围第1项所述之方法,其中产生该复数个时序信号之步骤包含产生的一第一群时序信号及一第二群时序信号,其中来自相同群之任二个时序信号有相似的时序,但来自不同群之任二个时序信号有不同的时序。如申请专利范围第1项所述之方法,其中产生该复数个时序信号之步骤包含产生的一第一时序信号、一第二时序信号、一第三时序信号及一第四时序信号,其中该第一时序信号不会与该第二时序信号重叠,该第一时序信号不会与该第三时序信号重叠,该第二时序信号不会与该第四时序信号重叠,以及该第三时序信号不会与该第四时序信号重叠。如申请专利范围第11项所述之方法,其中该参考信号系为一时脉信号,其在一偶周期及一奇周期之间进行交替;该第一时序信号系几乎被集中在该参考信号之该偶周期之一边缘;以及该第三时序信号系几乎被集中在该参考信号之该奇周期之一边缘。如申请专利范围第1项所述之方法,其中产生该复数个时序信号之步骤包含产生一逻辑信号,其中该逻辑信号系设定为一第一值以在一初始化时期禁能(disable)该切换电容电路功能,而该逻辑信号设定为一第二值来致能(enable)该切换电容电路功能。如申请专利范围第1项所述之方法,其中该可变振荡器系为一电压控制振荡器。如申请专利范围第14项所述之方法,其中产生该回授信号之步骤更包含使用一除法器以进行除降(divide down)该可变振荡器之该输出信号之频率。如申请专利范围第15项所述之方法,其中该除法器系是一多模除法器(multi-modulus divider)。一种锁相方法,该方法包含:接收一参考信号及一回授信号;根据该参考信号以产生复数个时序信号,该复数个时序信号包含用以定义一取样相位之一第一时序信号、用以定义一转移相位之一第二时序信号,及用以定义一重置相位之一第三时序信号;侦测该参考信号及该回授信号间之一相位差异;依据该相位差异产生一电流信号;使用一切换电容电路来处理该电流信号,该切换电容电路包含一取样电容、一负载电容及复数个开关,该复数个开关根据该第一时序信号使该切换电容电路操作在该取样相位,以藉由该取样电容取样该电流信号,该复数个开关根据该第二时序信号使该切换电容电路操作在该转移相位中,使该取样电容储存之电荷转移至该负载电容以产生一电压输出信号,该复数个开关根据该第三时序信号使该切换电容电路操作在该重置相位,以重置该取样电容上所储存的电荷;使用该切换电容电路所输出之该电压输出信号,以控制一可变振荡器;以及使用该可变振荡器之一输出信号,以产生该回授信号。一种锁相方法,该方法包含:接收一参考信号及一回授信号;根据该参考信号以产生复数个时序信号;侦测该参考信号及该回授信号间之一相位差异;依据该相位差异产生一电流信号;使用一切换电容电路来处理该电流信号,该切换电容电路包含一取样电容、一负载电容及复数个开关,其中使用该复数个时序信号,以控制该切换电容电路之该复数个开关;使用该切换电容电路所输出之该电压输出信号,以控制一可变振荡器;以及使用该可变振荡器之一输出信号,以产生该回授信号;其中产生该复数个时序信号之步骤系产生一第一时序信号、一第二时序信号、一第三时序信号及一第四时序信号,且该第一时序信号不会与该第二时序信号重叠,该第一时序信号不会与该第三时序信号重叠,该第二时序信号不会与该第四时序信号重叠,以及该第三时序信号不会与该第四时序信号重叠。如申请专利范围第18项所述之方法,其中该参考信号系为一时脉信号,其在一偶周期及一奇周期之间进行交替;该第一时序信号系几乎被集中在该参考信号之该偶周期之一边缘;以及该第三时序信号系几乎被集中在该参考信号之该奇周期之一边缘。一种锁相方法,该方法包含:接收一参考信号及一回授信号;根据该参考信号以产生复数个时序信号;侦测该参考信号及该回授信号间之一相位差异;依据该相位差异产生一电流信号;使用一切换电容电路来处理该电流信号,该切换电容电路包含一取样电容、一负载电容及复数个开关,其中使用该复数个时序信号,以控制该切换电容电路之该复数个开关;使用该切换电容电路所输出之该电压输出信号,以控制一可变振荡器;以及使用该可变振荡器之一输出信号,以产生该回授信号;其中产生该复数个时序信号之步骤包含产生一逻辑信号,其中该逻辑信号系设定为一第一值以在一初始化时期禁能(disable)该切换电容电路功能,而该逻辑信号设定为一第二值来致能(enable)该切换电容电路功能。一种锁相回路(PLL)包含:一相位侦测器,用于接收一参考时脉及一回授时脉,以及用于产生复数个逻辑信号以表示该参考时脉及该回授时脉之间的一相位差异;一电荷帮浦,用于将该复数个逻辑信号转换为一电流信号;一切换电容电路,其包含一取样电容、一负载电容及分别由复数个周期性控制信号所控制的复数个开关,该切换电容电路将该电流信号转换为一电压输出信号;一可变振荡器,系由该电压输出信号所控制,用于产生一输出时脉,其中该回授时脉系与该输出时脉相对应;以及一控制产生器,根据该参考时脉,以产生该复数个周期性控制信号;其中该复数个周期性控制信号包含一具有一第一时序之第一控制信号,及一具有一第二时序之第二控制信号,在该第一时序上该取样电容将该电流信号积分,以及在该第二时序上该取样电容将电荷转移到该负载电容,且该锁相回路更包含一主动滤波器,以于该第二时序帮助该电荷自该取样电容转移到该负载电容。如申请专利范围第21项所述之锁相回路,其中该复数个周期性控制信号之周期与该参考时脉之周期系实质上相同。如申请专利范围第22项所述之锁相回路,其中该复数个周期性控制信号之工作周期(duty cycle)实质上接近50%。如申请专利范围第21项所述之锁相回路,其中该第一时序几乎被集中至该参考时脉之一第一边缘,及该第二时序几乎被集中至该参考时脉之一第二边缘。如申请专利范围第21项所述之锁相回路,其中该复数个周期性控制信号包含一具有一第三时序之第三控制信号,及一具有一第四时序之第四控制信号。如申请专利范围第25项所述之锁相回路,其中该第一时序不会与该第二时序重叠,该第一时序不会与该第三时序重叠,该第二时序不会与该第四时序重叠,及该第三时序不会与该第四时序重叠。如申请专利范围第26项所述之锁相回路,其中该参考时脉在一偶周期及一奇周期之间进行交替,该第一时序几乎被集中在该偶周期之一第一边缘,及该第三时序几乎被集中在该奇周期之一第一边缘。如申请专利范围第27项所述之锁相回路,其中该第一时序及该第三时序之周期实质上二倍于该参考时脉之周期且其工作周期接近于几乎25%。如申请专利范围第27项所述之锁相回路,其中该第二时序及该第四时序之周期实质上二倍于该参考时脉之周期且其工作周期接近于几乎50%。一种锁相回路(PLL)包含:一相位侦测器,用于接收一参考时脉及一回授时脉,以及用于产生复数个逻辑信号以表示该参考时脉及该回授时脉之间的一相位差异;一电荷帮浦,用于将该复数个逻辑信号转换为一电流信号;一切换电容电路,其包含一取样电容、一负载电容及分别由复数个周期性控制信号所控制的复数个开关,该切换电容电路将该电流信号转换为一电压输出信号;一可变振荡器,系由该电压输出信号所控制,用于产生一输出时脉,其中该回授时脉系与该输出时脉相对应;以及一控制产生器,根据由该参考时脉,以产生该复数个周期性控制信号;其中该复数个周期性控制信号包含一具有一第一时序之第一控制信号,一具有一第二时序之第二控制信号,一具有一第三时序之第三控制信号,及一具有一第四时序之第四控制信号,且该第一时序不会与该第二时序重叠,该第一时序不会与该第三时序重叠,该第二时序不会与该第四时序重叠,及该第三时序不会与该第四时序重叠。如申请专利范围第30项所述之锁相回路,其中该参考时脉在一偶周期及一奇周期之间进行交替,该第一时序几乎被集中在该偶周期之一第一边缘,及该第三时序几乎被集中在该奇周期之一第一边缘。如申请专利范围第31项所述之锁相回路,其中该第一时序及该第三时序之周期实质上二倍于该参考时脉之周期且其工作周期接近于几乎25%。如申请专利范围第31项所述之锁相回路,其中该第二时序及该第四时序之周期实质上二倍于该参考时脉之周期且其工作周期接近于几乎50%。一种频率合成器,包含:一相位侦测器,用于接收一参考时脉及一回授时脉,且产生复数个逻辑信号以表示该参考时脉及该回授时脉之间之一相位差异;一电荷帮浦,用于将该些逻辑信号转换为一第一电流信号;一切换电容回路滤波器,用于接收及处理该第一电流信号及一第二电流信号,以产生一电压输出信号;一切换电容时脉产生器,其根据该参考时脉而运作,以产生复数个控制信号来控制该切换电容回路滤波器;一可变振荡器,用于接收该电压输出信号及产生一输出时脉;以及一回授电路,用于接收该输出时脉并提供该回授时脉予该相位侦测器;其中该切换电容回路滤波器包含有具有一第一时序之一第一控制信号所控制之第一开关、具有一第二时序之一第二控制信号所控制之第二开关、一取样电容及一负载电容;其中该取样电容系依据该第一时序以积分该第一电流信号及该第二电流信号,及该取样电容系依据该第二时序将该些电荷移转至该负载电容,且该切换电容回路滤波器更包含一放大器,用以帮助于该第二时序之上的电荷转移。如申请专利范围第34项所述之频率合成器,其中该回授电路包含:一多模(multi-modulus)除法器,将该输出时脉除降(divide down)至该回授时脉之频率;一三角积分调变器(delta-sigma modulator),根据该回授时脉而运作,该调变器用于接收一分数数字及将该分数数字调变成一连续整数数字,且该连续整数数字被连续地使用以控制该多模除法器之一除数值;一相位杂讯估测电路(phase noise estimate),系使用该连续整数数字作为该除数值之该分数数字,以产生一相位杂讯之一估测值;以及一数位类比转换器,用于将该相位杂讯估测值转换为该第二电流信号。如申请专利范围第35项所述之频率合成器,其中该第一时序几乎被集中至该参考时脉之一第一边缘。如申请专利范围第35项所述之频率合成器,其中该参考时脉系在一偶周期及一奇周期之间进行交替及该第一时序几乎被集中在该偶周期之一第一边缘。如申请专利范围第37项所述之频率合成器,其中该切换电容回路滤波器更包含一交替取样电容(alternative sampling capacitor)、具有一第三时序之一第三控制信号所控制之一第三开关,及一第四时序之一第四控制信号所控制之一第四开关。如申请专利范围第38项所述之频率合成器,其中该第一时序不与该第二时序重叠,该第一时序不会与该第三时序重叠,该第二时序不会与该第四时序重叠,及该第三时序不会与该第四时序重叠。如申请专利范围第39项所述之频率合成器,其中该第三时序几乎被集中在该奇周期之一第一边缘。如申请专利范围第40项所述之频率合成器,其中该交替取样电容系依据该第三时序以积分该第一电流信号及该第二电流信号,其中该取样电容系依据该第四时序将该些电荷移传至该负载电容。一种频率合成器,包含:一相位侦测器,用于接收一参考时脉及一回授时脉且产生复数个逻辑信号以表示该参考时脉及该回授时脉之间之一相位差异;一电荷帮浦,用于将该些逻辑信号转换为一第一电流信号;一切换电容回路滤波器,用于接收及处理该第一电流信号及一第二电流信号,以产生一电压输出信号;一切换电容时脉产生器,其根据该参考时脉而运作,以产生复数个控制信号来控制该切换电容回路滤波器;一可变振荡器,用于接收该电压输出信号及产生一输出时脉;以及一回授电路,用于接收该输出时脉并提供该回授时脉予该相位侦测器;其中该切换电容回路滤波器包含有具有一第一时序之一第一控制信号所控制之第一开关、具有一第二时序之一第二控制信号所控制之第二开关、具有一第三时序之一第三控制信号所控制之一第三开关,及一第四时序之一第四控制信号所控制之一第四开关、一取样电容、一交替取样电容及一负载电容;其中该第一时序不与该第二时序重叠、该第一时序不会与该第三时序重叠,该第二时序不会与该第四时序重叠,及该第三时序不会与该第四时序重叠。如申请专利范围第42项所述之频率合成器,其中该回授电路包含:一多模(multi-modulus)除法器,将该输出时脉除降(divide down)至该回授时脉之频率;一三角积分调变器(delta-sigma modulator),根据该回授时脉而运作,该调变器用于接收一分数数字及将该分数数字调变成一连续整数数字,且该连续整数数字被连续地使用以控制该多模除法器之一除数值;一相位杂讯估测电路(phase noise estimate),系使用该连续整数数字作为该除数值之该分数数字,以产生一相位杂讯之一估测值;以及一数位类比转换器,用于将该相位杂讯估测值转换为该第二电流信号。如申请专利范围第42项所述之频率合成器,其中该参考时脉系在一偶周期及一奇周期之间进行交替,且该第一时序几乎被集中在该偶周期之一第一边缘。如申请专利范围第44项所述之频率合成器,其中该第三时序几乎被集中在该奇周期之一第一边缘。如申请专利范围第42项所述之频率合成器,其中该交替取样电容系依据该第三时序以积分该第一电流信号及该第二电流信号,其中该取样电容系依据该第四时序将该些电荷移传至该负载电容。
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