具有改进线性的数字控制振荡器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种具有改进线性的数字控制振荡器。所述数字控制振荡器包括：谐振电路单元，根据等效电容和预置电感而产生谐振信号，等效电容通过取决于数字控制代码而变化的第一电容和取决于通过对所述数字控制代码反相产生的反相数字控制代码而变化的第二电容之间的并联连接而形成；以及振荡电路单元，向所述谐振电路单元提供负阻抗，并且在所述谐振电路单元中形成振荡条件。
【专利说明】具有改进线性的数字控制振荡器
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求于2012年6月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2012-0070464的优先权，其公开结合于此以供参考。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种具有改进线性的数字控制振荡器，其能够应用于通信系统，并且根据数字控制代码线性控制振荡频率。
【背景技术】
[0004]通常，根据现有技术，应用于通信系统的频率合成器包括模拟锁相环(PLL)和数字锁相环。
[0005]正常地，可与制造工艺中供应的数据库分离地、与模拟电路同时设计模拟锁相环。根据工艺变化，模拟锁相环耗费过多时间，并且可能相对昂贵，并且当减弱电源时，可能消弱其工作特性。
[0006]另一方面，通过使用根据外部电压在变容二极管中变化的电容模拟控制振荡器产生振荡频率；然而，上述模拟PLL中的缺陷可能导致性能消弱。
[0007]随着锁相环(PLL)被数字化，振荡器也需要数字控制振荡器，数字控制振荡器根据多种数字控制信号线性产生振荡频率。研究并且进一步开发了数字控制振荡器，从而解决模拟控制振荡器中的固有缺陷。
[0008]对该数字控制振荡器的信号输入可能为与模拟控制振荡器的信号不同的多种数字信号。正常地，在普通的模拟控制振荡器中，电荷泵的电流被转化为电压，作为OV至1.8V电压范围内的相应电压输出该电压，并且根据输出电压，变容二极管的电容可为第一电容或第二电容。
[0009]然而，在数字控制振荡器的情况下，输入数字控制振荡器的信号可为多种数字控制代码，使得输入变容二极管的电压可相应地具有低电压电平(例如0V)或者高电压电平(例如Vdd)。因此，变容二极管的特征曲线仅具有第一电容或第二电容。
[0010]也就是说，可由数字控制代码离散地调整数字控制振荡器，并且数字控制振荡器的振荡频率的分辨率可由变容二极管的电容的最小或最大值确定。另外，全数字PLL的噪声特性可取决于振荡频率的分辨率。
[0011]例如，当数字控制振荡器被设计为使用LC振荡器产生由固定的电感、变化电容确定的频率，根据现有技术的数字控制振荡器可包括变容二极管和感应器，并且产生期望频率。
[0012]然而，在使用上述变容二极管的根据现有技术的数字控制振荡器中，在变容二极管中根据数字控制代码变化的电容是非线性的，而是相当离散，所以取决于变容二极管提供的电容的变化特性的频率分辨率导致步进频率之间的间隔变大。
[0013]该电容分辨率可能不降低数字控制振荡器的步进频率之间的间隔，并且可能最终对相位噪声和频率锁定有负面影响。
[0014]涉及宽带宽电压控制振荡器的专利文献I未公开任何这样的技术内容，即使用取决于数字控制代码而变化的电容，以及取决于反相数字控制代码而变化的电容器而提高线性。
[0015][现有技术文献]
[0016](专利文献I)韩国专利公开出版N0.10-2009-0027014
【发明内容】
[0017]本发明的一方面提供一种具有改进线性的数字控制振荡器，其能够应用于通信系统，并且根据数字控制代码线性控制振荡频率。
[0018]根据本发明的一方面，提供一种数字控制振荡器，包括:谐振电路单元，根据取决于数字控制代码而变化的等效电容和预置电感产生谐振信号；振荡电路单元，向谐振电路提供负阻抗，在谐振电路单元中形成振荡条件，其中，等效电容为取决于数字控制代码变化的第一电容和取决于通过对数字控制代码反相产生的反相数字控制代码而变化的第二电容的并联总和电容。
[0019]谐振电路单元可包括:电容电路单元，提供等效电容，以便产生谐振信号；以及电感电路单元，提供预置电感，以便产生谐振信号。
[0020]电容电路单元可包括:第一电容器电路单元，提供取决于数字控制代码而变化的第一电容；反相电路单元，通过对数字控制代码反相提供反相数字控制代码；以及第二电容器电路单元，被并联连接至第一电容器电路单元以提供取决于反相数字控制代码而变化的第二电容。
[0021]第一电容器电路单元可包括彼此串联连接的第一电容元件和第二电容元件，以提供根据数字控制代码确定的第一电容。
[0022]第二电容器电路单元可包括彼此串联连接的第三电容元件和第四电容元件，以提供根据反相数字控制代码确定的第二电容。
[0023]反相电路单元可包括对数字控制代码反相的反相器。
[0024]第一电容器电路单元可具有第一电容，关于具有相同逻辑水平的数字控制代码，第一电容与第二电容器电路单元的第二电容不同。
[0025]根据本发明的另一方面，提供一种数字控制振荡器，包括:谐振电路单元，根据取决于数字控制代码而变化的等效电容和预置电感产生谐振信号；以及振荡电路单元，向谐振电路单元提供负阻抗，在谐振电路单元中形成振荡条件，其中谐振电路单元包括:第一至第η可变电容电路单元，提供等效电容；以及电感电路单元，提供电感，第一至第η可变电容电路单元的等效电容为取决于数字控制代码变化的第一电容和取决于对数字控制代码反相产生的反相数字控制代码而变化的第二电容的并联加和电容。
[0026]各个第一至第η可变电容电路单元可提供取决于数字控制代码中包括的各个第一至第η数字控制代码而变化的等效电容。
[0027]第一可变电容电路单元可包括:第一电容器电路单元，提供取决于第一数字控制代码变化的第一电容；反相电路单元，通过对第一数字控制代码反相而提供第一反相数字控制代码；以及第二电容器电路单元，被并联地连接至第一电容器电路单元以提供取决于第一反相数字控制代码而变化的第二电容。
[0028]第一电容器电路单元可包括第一电容元件和第二电容元件，其被彼此串联连接，从而提供根据第一数字控制代码确定的第一电容。
[0029]第二电容器电路单元可包括彼此串联连接的第三电容元件和第四电容元件，以提供根据第一反相数字控制代码确定的第二电容。
[0030]反相电路单元可包括对第一数字控制代码反相的反相器。
[0031]第一电容器电路单元可具有第一电容，关于具有相同逻辑电平的第一数字控制代码，第一电容与第二电容器电路单元的第二电容不同。
[0032]第η可变电容电路单元可包括:第一电容器电路单元，提供取决于第η数字控制代码而变化的第一电容；反相电路单元，通过对第η数字控制代码反相提供第η反相数字控制代码；第二电容器电路单元，被并联连接至第一电容器电路单元以提供取决于第η反相数字控制代码而变化的第二电容。
[0033]第一电容器电路单元可包括彼此串联连接的第一电容元件和第二电容元件，以提供根据第η数字控制代码确定的第一电容。
[0034]第二电容器电路单元可包括彼此串联连接的第三电容元件和第四电容元件，以提供根据第η反相数字控制代码确定的第二电容。
[0035]反相电路单元可包括对第η数字控制代码反相的反相器。
[0036]第一电容器电路单元可具有第一电容，关于具有相同逻辑电平的第η数字控制代码，第一电容与第二电容器电路单元的第二电容不同。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]结合附图，通过以下详细说明将更清晰理解本发明的上述和其他目标、特征和优点，其中:
[0038]图1示出根据本发明第一实施方式的数字控制振荡器的方框图；
[0039]图2示出根据本发明第二实施方式的数字控制振荡器的方框图；
[0040]图3示出根据本发明实施方式的数字控制模式和模拟控制模式下的可变电容的解释图；
[0041]图4示出根据本发明实施方式的电容电路单元的可变电容的概念曲线图；以及
[0042]图5示出根据本发明第一实施方式的电容电路单元的可变电容曲线图。
【具体实施方式】
[0043]下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。然而，本发明可具体化为许多不同的形式，并且不应将其视为限于本文所提出的实施例。而是提出这些实施例，以便本公开将彻底和完全，并且将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。在附图中，为了清晰，可能夸大元件的形状和尺寸，并且全部使用相同的标识号指出相同或类似的元件。
[0044]图1示出根据本发明第一实施方式的数字控制振荡器的方框图。
[0045]参考图1，根据本发明第一实施方式的数字控制振荡器可包括:谐振电路单元100，其根据变化等效电容和预置电感产生谐振信号；以及振荡电路单元200，其向谐振电路单元100提供负阻抗(resistance),并且在谐振电路单元100中形成振荡条件。[0046]本文中，可以以并联连接取决于输入数字控制代码DC变化的第一电容Cl和取决于通过对数字控制代码DC反相产生的反相数字控制代码IDC变化的第二电容C2的方式形成等效电容。
[0047]在该情况下，谐振电路单元100可提供通过取决于数字控制代码DC变化的第一电容Cl和取决于通过对数字控制代码DC反相产生的反相数字控制代码IDC变化的第二电容C2之间的并联连接形成的等效电容CT (CT=C1+C2),并且也可提供重置电感L。
[0048]结果，振荡电路单元100可产生具有谐振频率fr的谐振信号，其中谐振频率fr根据等效电容CT和电感L确定,谐振频率fr如下列公式I中所示确定。
[0049][公式I]
【权利要求】
1.一种数字控制振荡器，包括: 谐振电路单元，根据取决于数字控制代码而变化的等效电容和预置电感产生谐振信号；以及 振荡电路单元，向所述谐振电路单元提供负阻抗，在所述谐振电路单元中形成振荡条件， 其中，所述等效电容为取决于所述数字控制代码而变化的第一电容和取决于通过对所述数字控制代码反相产生的反相数字控制代码而变化的第二电容的并联总和电容。
2.根据权利要求1所述的数字控制振荡器，其中，所述谐振电路单元包括: 电容电路单元，提供所述等效电容，以便产生所述谐振信号；以及 电感电路单元，提供所述预置电感，以便产生所述谐振信号。
3.根据权利要求2所述的数字控制振荡器，其中，所述电容电路单元包括: 第一电容器电路单元，提供取决于所述数字控制代码而变化的所述第一电容； 反相电路单元，通过对所述数字控制代码反相提供所述反相数字控制代码；以及 第二电容器电路单元，被并联连接至所述第一电容器电路单元，以提供取决于所述反相数字控制代码而变化的所述第二电容。
4.根据权利要求3所述的数字控制振荡器，其中，所述第一电容器电路单元包括彼此串联连接的第一电容元件和第二`电容元件，以提供根据所述数字控制代码确定的所述第一电容。
5.根据权利要求4所述的数字控制振荡器，其中，所述第二电容器电路单元包括彼此串联连接的第三电容元件和第四电容元件，以提供根据所述反相数字控制代码确定的所述第二电容。
6.根据权利要求5所述的数字控制振荡器，其中，所述反相电路单元包括对所述数字控制代码反相的反相器。
7.根据权利要求5所述的数字控制振荡器，其中，所述第一电容器电路单元具有所述第一电容，关于具有相同逻辑电平的所述数字控制代码，所述第一电容与所述第二电容器电路单元的所述第二电容不同。
8.一种数字控制振荡器，包括: 谐振电路单元，根据取决于数字控制代码而变化的等效电容和预置电感产生谐振信号；以及 振荡电路单元，向所述谐振电路单元提供负阻抗，在所述谐振电路单元中形成振荡条件， 其中，所述谐振电路单元包括:电容电路单元，包括第一至第η可变电容电路单元，提供所述等效电容；以及电感电路单元，提供所述电感， 其中，所述第一至第η可变电容电路单元的所述等效电容为取决于所述数字控制代码而变化的第一电容和取决于通过对所述数字控制代码反相产生的反相数字控制代码而变化的第二电容的并联总和电容。
9.根据权利要求8所述的数字控制振荡器，其中，各个第一至第η可变电容电路单元提供取决于所述数字控制代码中所包括的各个第一至第η数字控制代码而变化的等效电容。
10.根据权利要求9所述的数字控制振荡器，其中，所述第一可变电容电路单元包括:第一电容器电路单元，提供取决于第一数字控制代码而变化的所述第一电容； 反相电路单元，通过对所述第一数字控制代码反相提供第一反相数字控制代码；以及 第二电容器电路单元，被并联连接至所述第一电容器电路单元以提供取决于所述第一反相数字控制代码而变化的所述第二电容。
11.根据权利要求10所述的数字控制振荡器，其中，所述第一电容器电路单元包括彼此串联连接的第一电容元件和第二电容元件，以提供根据所述第一数字控制代码确定的所述第一电容。
12.根据权利要求11所述的数字控制振荡器，其中，所述第二电容器电路单元包括彼此串联连接的第三电容元件和第四电容元件，以提供根据所述第一反相数字控制代码确定的所述第二电容。
13.根据权利要求12所述的数字控制振荡器，其中，所述反相电路单元包括对所述第一数字控制代码反相的反相器。
14.根据权利要求13所述的数字控制振荡器，其中，所述第一电容器电路单元具有所述第一电容，关于具有相同逻辑电平的所述第一数字控制代码，所述第一电容与所述第二电容器电路单元的所述第二电容不同。
15.根据权利要求10所述的数字控制振荡器，其中，所述第η可变电容电路单元包括: 第一电容器电路单元，提供取决于第η数字控制代码而变化的所述第一电容； 反相电路单元，通过对所述第η数字控制代码反相提供第η反相数字控制代码；以及` 第二电容器电路单元，被并联连接至所述第一电容器电路单元以提供取决于所述第η反相数字控制代码而变化的所述第二电容。
16.根据权利要求15所述的数字控制振荡器，其中，所述第一电容器电路单元包括彼此串联连接的第一电容元件和第二电容元件，以提供根据所述第η数字控制代码确定的所述第一电容。
17.根据权利要求16所述的数字控制振荡器，其中，所述第二电容器电路单元包括彼此串联连接的第三电容元件和第四电容元件，以提供根据所述第η反相数字控制代码确定的所述第二电容。
18.根据权利要求17所述的数字控制振荡器，其中，所述反相电路单元包括对所述第η数字控制代码反相的反相器。
19.根据权利要求17所述的数字控制振荡器，其中，所述第一电容器电路单元具有所述第一电容，关于具有相同逻辑电平的所述第η数字控制代码，所述第一电容与所述第二电容器电路单元的所述第二电容不同。
【文档编号】H03L7/099GK103516356SQ201210379999
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年10月9日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】金裕桓, 金奎锡, 刘显焕, 罗裕森 申请人:三星电机株式会社