具有改進線性的數字控制振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種具有改進線性的數字控制振蕩器。所述數字控制振蕩器包括：諧振電路單元，根據等效電容和預置電感而產生諧振信號，等效電容通過取決于數字控制代碼而變化的第一電容和取決于通過對所述數字控制代碼反相產生的反相數字控制代碼而變化的第二電容之間的并聯連接而形成；以及振蕩電路單元，向所述諧振電路單元提供負阻抗，并且在所述諧振電路單元中形成振蕩條件。
【專利說明】具有改進線性的數字控制振蕩器
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請要求于2012年6月29日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請N0.10-2012-0070464的優先權，其公開結合于此以供參考。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種具有改進線性的數字控制振蕩器，其能夠應用于通信系統，并且根據數字控制代碼線性控制振蕩頻率。
【背景技術】
[0004]通常，根據現有技術，應用于通信系統的頻率合成器包括模擬鎖相環(PLL)和數字鎖相環。
[0005]正常地，可與制造工藝中供應的數據庫分離地、與模擬電路同時設計模擬鎖相環。根據工藝變化，模擬鎖相環耗費過多時間，并且可能相對昂貴，并且當減弱電源時，可能消弱其工作特性。
[0006]另一方面，通過使用根據外部電壓在變容二極管中變化的電容模擬控制振蕩器產生振蕩頻率；然而，上述模擬PLL中的缺陷可能導致性能消弱。
[0007]隨著鎖相環(PLL)被數字化，振蕩器也需要數字控制振蕩器，數字控制振蕩器根據多種數字控制信號線性產生振蕩頻率。研究并且進一步開發了數字控制振蕩器，從而解決模擬控制振蕩器中的固有缺陷。
[0008]對該數字控制振蕩器的信號輸入可能為與模擬控制振蕩器的信號不同的多種數字信號。正常地，在普通的模擬控制振蕩器中，電荷泵的電流被轉化為電壓，作為OV至1.8V電壓范圍內的相應電壓輸出該電壓，并且根據輸出電壓，變容二極管的電容可為第一電容或第二電容。
[0009]然而，在數字控制振蕩器的情況下，輸入數字控制振蕩器的信號可為多種數字控制代碼，使得輸入變容二極管的電壓可相應地具有低電壓電平(例如0V)或者高電壓電平(例如Vdd)。因此，變容二極管的特征曲線僅具有第一電容或第二電容。
[0010]也就是說，可由數字控制代碼離散地調整數字控制振蕩器，并且數字控制振蕩器的振蕩頻率的分辨率可由變容二極管的電容的最小或最大值確定。另外，全數字PLL的噪聲特性可取決于振蕩頻率的分辨率。
[0011]例如，當數字控制振蕩器被設計為使用LC振蕩器產生由固定的電感、變化電容確定的頻率，根據現有技術的數字控制振蕩器可包括變容二極管和感應器，并且產生期望頻率。
[0012]然而，在使用上述變容二極管的根據現有技術的數字控制振蕩器中，在變容二極管中根據數字控制代碼變化的電容是非線性的，而是相當離散，所以取決于變容二極管提供的電容的變化特性的頻率分辨率導致步進頻率之間的間隔變大。
[0013]該電容分辨率可能不降低數字控制振蕩器的步進頻率之間的間隔，并且可能最終對相位噪聲和頻率鎖定有負面影響。
[0014]涉及寬帶寬電壓控制振蕩器的專利文獻I未公開任何這樣的技術內容，即使用取決于數字控制代碼而變化的電容，以及取決于反相數字控制代碼而變化的電容器而提高線性。
[0015][現有技術文獻]
[0016](專利文獻I)韓國專利公開出版N0.10-2009-0027014
【發明內容】

[0017]本發明的一方面提供一種具有改進線性的數字控制振蕩器，其能夠應用于通信系統，并且根據數字控制代碼線性控制振蕩頻率。
[0018]根據本發明的一方面，提供一種數字控制振蕩器，包括:諧振電路單元，根據取決于數字控制代碼而變化的等效電容和預置電感產生諧振信號；振蕩電路單元，向諧振電路提供負阻抗，在諧振電路單元中形成振蕩條件，其中，等效電容為取決于數字控制代碼變化的第一電容和取決于通過對數字控制代碼反相產生的反相數字控制代碼而變化的第二電容的并聯總和電容。
[0019]諧振電路單元可包括:電容電路單元，提供等效電容，以便產生諧振信號；以及電感電路單元，提供預置電感，以便產生諧振信號。
[0020]電容電路單元可包括:第一電容器電路單元，提供取決于數字控制代碼而變化的第一電容；反相電路單元，通過對數字控制代碼反相提供反相數字控制代碼；以及第二電容器電路單元，被并聯連接至第一電容器電路單元以提供取決于反相數字控制代碼而變化的第二電容。
[0021]第一電容器電路單元可包括彼此串聯連接的第一電容元件和第二電容元件，以提供根據數字控制代碼確定的第一電容。
[0022]第二電容器電路單元可包括彼此串聯連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據反相數字控制代碼確定的第二電容。
[0023]反相電路單元可包括對數字控制代碼反相的反相器。
[0024]第一電容器電路單元可具有第一電容，關于具有相同邏輯水平的數字控制代碼，第一電容與第二電容器電路單元的第二電容不同。
[0025]根據本發明的另一方面，提供一種數字控制振蕩器，包括:諧振電路單元，根據取決于數字控制代碼而變化的等效電容和預置電感產生諧振信號；以及振蕩電路單元，向諧振電路單元提供負阻抗，在諧振電路單元中形成振蕩條件，其中諧振電路單元包括:第一至第η可變電容電路單元，提供等效電容；以及電感電路單元，提供電感，第一至第η可變電容電路單元的等效電容為取決于數字控制代碼變化的第一電容和取決于對數字控制代碼反相產生的反相數字控制代碼而變化的第二電容的并聯加和電容。
[0026]各個第一至第η可變電容電路單元可提供取決于數字控制代碼中包括的各個第一至第η數字控制代碼而變化的等效電容。
[0027]第一可變電容電路單元可包括:第一電容器電路單元，提供取決于第一數字控制代碼變化的第一電容；反相電路單元，通過對第一數字控制代碼反相而提供第一反相數字控制代碼；以及第二電容器電路單元，被并聯地連接至第一電容器電路單元以提供取決于第一反相數字控制代碼而變化的第二電容。
[0028]第一電容器電路單元可包括第一電容元件和第二電容元件，其被彼此串聯連接，從而提供根據第一數字控制代碼確定的第一電容。
[0029]第二電容器電路單元可包括彼此串聯連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據第一反相數字控制代碼確定的第二電容。
[0030]反相電路單元可包括對第一數字控制代碼反相的反相器。
[0031]第一電容器電路單元可具有第一電容，關于具有相同邏輯電平的第一數字控制代碼，第一電容與第二電容器電路單元的第二電容不同。
[0032]第η可變電容電路單元可包括:第一電容器電路單元，提供取決于第η數字控制代碼而變化的第一電容；反相電路單元，通過對第η數字控制代碼反相提供第η反相數字控制代碼；第二電容器電路單元，被并聯連接至第一電容器電路單元以提供取決于第η反相數字控制代碼而變化的第二電容。
[0033]第一電容器電路單元可包括彼此串聯連接的第一電容元件和第二電容元件，以提供根據第η數字控制代碼確定的第一電容。
[0034]第二電容器電路單元可包括彼此串聯連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據第η反相數字控制代碼確定的第二電容。
[0035]反相電路單元可包括對第η數字控制代碼反相的反相器。
[0036]第一電容器電路單元可具有第一電容，關于具有相同邏輯電平的第η數字控制代碼，第一電容與第二電容器電路單元的第二電容不同。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]結合附圖，通過以下詳細說明將更清晰理解本發明的上述和其他目標、特征和優點，其中:
[0038]圖1示出根據本發明第一實施方式的數字控制振蕩器的方框圖；
[0039]圖2示出根據本發明第二實施方式的數字控制振蕩器的方框圖；
[0040]圖3示出根據本發明實施方式的數字控制模式和模擬控制模式下的可變電容的解釋圖；
[0041]圖4示出根據本發明實施方式的電容電路單元的可變電容的概念曲線圖；以及
[0042]圖5示出根據本發明第一實施方式的電容電路單元的可變電容曲線圖。
【具體實施方式】
[0043]下文中，將參考附圖詳細描述本發明的實施例。然而，本發明可具體化為許多不同的形式，并且不應將其視為限于本文所提出的實施例。而是提出這些實施例，以便本公開將徹底和完全，并且將本發明的范圍完全傳達給本領域技術人員。在附圖中，為了清晰，可能夸大元件的形狀和尺寸，并且全部使用相同的標識號指出相同或類似的元件。
[0044]圖1示出根據本發明第一實施方式的數字控制振蕩器的方框圖。
[0045]參考圖1，根據本發明第一實施方式的數字控制振蕩器可包括:諧振電路單元100，其根據變化等效電容和預置電感產生諧振信號；以及振蕩電路單元200，其向諧振電路單元100提供負阻抗(resistance),并且在諧振電路單元100中形成振蕩條件。[0046]本文中，可以以并聯連接取決于輸入數字控制代碼DC變化的第一電容Cl和取決于通過對數字控制代碼DC反相產生的反相數字控制代碼IDC變化的第二電容C2的方式形成等效電容。
[0047]在該情況下，諧振電路單元100可提供通過取決于數字控制代碼DC變化的第一電容Cl和取決于通過對數字控制代碼DC反相產生的反相數字控制代碼IDC變化的第二電容C2之間的并聯連接形成的等效電容CT (CT=C1+C2),并且也可提供重置電感L。
[0048]結果，振蕩電路單元100可產生具有諧振頻率fr的諧振信號，其中諧振頻率fr根據等效電容CT和電感L確定,諧振頻率fr如下列公式I中所示確定。
[0049][公式I]
【權利要求】
1.一種數字控制振蕩器，包括: 諧振電路單元，根據取決于數字控制代碼而變化的等效電容和預置電感產生諧振信號；以及 振蕩電路單元，向所述諧振電路單元提供負阻抗，在所述諧振電路單元中形成振蕩條件， 其中，所述等效電容為取決于所述數字控制代碼而變化的第一電容和取決于通過對所述數字控制代碼反相產生的反相數字控制代碼而變化的第二電容的并聯總和電容。
2.根據權利要求1所述的數字控制振蕩器，其中，所述諧振電路單元包括: 電容電路單元，提供所述等效電容，以便產生所述諧振信號；以及 電感電路單元，提供所述預置電感，以便產生所述諧振信號。
3.根據權利要求2所述的數字控制振蕩器，其中，所述電容電路單元包括: 第一電容器電路單元，提供取決于所述數字控制代碼而變化的所述第一電容； 反相電路單元，通過對所述數字控制代碼反相提供所述反相數字控制代碼；以及 第二電容器電路單元，被并聯連接至所述第一電容器電路單元，以提供取決于所述反相數字控制代碼而變化的所述第二電容。
4.根據權利要求3所述的數字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元包括彼此串聯連接的第一電容元件和第二`電容元件，以提供根據所述數字控制代碼確定的所述第一電容。
5.根據權利要求4所述的數字控制振蕩器，其中，所述第二電容器電路單元包括彼此串聯連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據所述反相數字控制代碼確定的所述第二電容。
6.根據權利要求5所述的數字控制振蕩器，其中，所述反相電路單元包括對所述數字控制代碼反相的反相器。
7.根據權利要求5所述的數字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元具有所述第一電容，關于具有相同邏輯電平的所述數字控制代碼，所述第一電容與所述第二電容器電路單元的所述第二電容不同。
8.一種數字控制振蕩器，包括: 諧振電路單元，根據取決于數字控制代碼而變化的等效電容和預置電感產生諧振信號；以及 振蕩電路單元，向所述諧振電路單元提供負阻抗，在所述諧振電路單元中形成振蕩條件， 其中，所述諧振電路單元包括:電容電路單元，包括第一至第η可變電容電路單元，提供所述等效電容；以及電感電路單元，提供所述電感， 其中，所述第一至第η可變電容電路單元的所述等效電容為取決于所述數字控制代碼而變化的第一電容和取決于通過對所述數字控制代碼反相產生的反相數字控制代碼而變化的第二電容的并聯總和電容。
9.根據權利要求8所述的數字控制振蕩器，其中，各個第一至第η可變電容電路單元提供取決于所述數字控制代碼中所包括的各個第一至第η數字控制代碼而變化的等效電容。
10.根據權利要求9所述的數字控制振蕩器，其中，所述第一可變電容電路單元包括:第一電容器電路單元，提供取決于第一數字控制代碼而變化的所述第一電容； 反相電路單元，通過對所述第一數字控制代碼反相提供第一反相數字控制代碼；以及 第二電容器電路單元，被并聯連接至所述第一電容器電路單元以提供取決于所述第一反相數字控制代碼而變化的所述第二電容。
11.根據權利要求10所述的數字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元包括彼此串聯連接的第一電容元件和第二電容元件，以提供根據所述第一數字控制代碼確定的所述第一電容。
12.根據權利要求11所述的數字控制振蕩器，其中，所述第二電容器電路單元包括彼此串聯連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據所述第一反相數字控制代碼確定的所述第二電容。
13.根據權利要求12所述的數字控制振蕩器，其中，所述反相電路單元包括對所述第一數字控制代碼反相的反相器。
14.根據權利要求13所述的數字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元具有所述第一電容，關于具有相同邏輯電平的所述第一數字控制代碼，所述第一電容與所述第二電容器電路單元的所述第二電容不同。
15.根據權利要求10所述的數字控制振蕩器，其中，所述第η可變電容電路單元包括: 第一電容器電路單元，提供取決于第η數字控制代碼而變化的所述第一電容； 反相電路單元，通過對所述第η數字控制代碼反相提供第η反相數字控制代碼；以及` 第二電容器電路單元，被并聯連接至所述第一電容器電路單元以提供取決于所述第η反相數字控制代碼而變化的所述第二電容。
16.根據權利要求15所述的數字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元包括彼此串聯連接的第一電容元件和第二電容元件，以提供根據所述第η數字控制代碼確定的所述第一電容。
17.根據權利要求16所述的數字控制振蕩器，其中，所述第二電容器電路單元包括彼此串聯連接的第三電容元件和第四電容元件，以提供根據所述第η反相數字控制代碼確定的所述第二電容。
18.根據權利要求17所述的數字控制振蕩器，其中，所述反相電路單元包括對所述第η數字控制代碼反相的反相器。
19.根據權利要求17所述的數字控制振蕩器，其中，所述第一電容器電路單元具有所述第一電容，關于具有相同邏輯電平的所述第η數字控制代碼，所述第一電容與所述第二電容器電路單元的所述第二電容不同。
【文檔編號】H03L7/099GK103516356SQ201210379999
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年10月9日 優先權日:2012年6月29日
【發明者】金裕桓, 金奎錫, 劉顯煥, 羅裕森 申請人:三星電機株式會社