根据温度适应性调整电源电压的电路系统及其操作方法

文档序号:9566784阅读:724来源:国知局
根据温度适应性调整电源电压的电路系统及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明与电路系统相关,尤其是与电路系统内的元件适应性提供电源电压的技术相关。
【背景技术】
[0002]压控振荡器是一个广泛应用在多种电子系统中的重要元件。一般而言,经过一段使用时间后,电子产品的温度会升高。环境温度的上升将造成压控振荡器的输出信号的振幅下降,进而使其相位噪声(phase noise)表现变差。另一方面,压控振荡器于高温时还存在有较不易起振的问题。针对上述问题,目前的解决方案大多是根据环境温度适应性改变提供给压控振荡器的电源电流量。更明确地说,当环境温度升高时,提供至压控振荡器的电源电流量也被增加,以期补偿压控振荡器的输出信号的振幅。
[0003]图1呈现一种现行做法的示意图。压控振荡器120的运作电力由电流源140供应。如本发明所属技术领域中普通技术人员所知,电流源140为一正比于绝对温度(proport1nal to absolute temperature, PTAT)电流源,其输出电流 IPTAT 的大小正比于绝对温度。图1这种做法的缺点在于,为了尽量降低相位噪声,电流源140中构成电流镜的P型金氧半场效晶体管须被设计为具有相当大的尺寸,也就是占据相当大的芯片面积。
[0004]图2呈现另一种现行做法的示意图。压控振荡器220的运作电力由可编程电流源242供应,而控制电路244会根据热感应器246检测到的环境温度信息决定可编程电流源242应输出的电流量。实务上,控制电路244通常内建有一查找表,用以储存温度与电流量的对应关系。图2这种做法的缺点之一是必须额外增设热感应器246。缺点之二则是,当查找结果改变,须切换可编程电流源242内部开关以调整电流量时,电源电流的不连续变化可能会导致压控振荡器220的输出频率出现跳动。对于需保持稳定连线状态的分频双工(frequency divis1n duplexing, FDD)系统或是需保持画面稳定的电视调谐器(TV tuner)来说,频率跳动是相当严重的问题。
[0005]图3呈现又一种现行做法的示意图。压控振荡器320的运作电力由可编程电流源342供应,而控制电路344会根据振幅检测器346检测到的信号振幅决定可编程电流源342应输出的电流量。图3这种做法的缺点之一是必须额外增设振幅检测器346,缺点之二则是也可能出现频率跳动的状况。
[0006]以上三种已知技术的共通点在于根据环境温度适应性改变提供给压控振荡器的电源电流量,但又各自存在缺点。

【发明内容】

[0007]根据本发明的一具体实施例为一种电路系统,其中包含一电流供应模块、一电压供应模块及一压控振荡器。该电流供应模块是用以提供随着一环境温度变化的一电流。该电压供应模块是用以接收该电流,并根据该电流产生一电源电压。该压控振荡器接收该电源电压,并根据该电源电压产生一振荡信号。其中该电流使该电源电压随温度改变,以补偿该振荡信号的一振幅。
[0008]根据本发明的另一具体实施例为一种电路系统操作方法,包含以下步骤:(a)提供随着一环境温度变化的一电流;(b)根据该电流产生一电源电压;以及(c)根据该电源电压产生一振荡信号。其中该电流使该电源电压随温度改变,以补偿该振荡信号的一振幅。
【附图说明】
[0009]为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明,其中:
[0010]图1?图3是绘示已知的温度补偿技术的示意图。
[0011]图4为根据本发明的一实施例中的电路系统的功能方块图。
[0012]图5A和图5B呈现根据本发明的实施例中的电流供应模块的详细范例。
[0013]图6A和图6B呈现根据本发明的实施例中的电压供应模块的详细范例。
[0014]图7A?图7D呈现根据本发明的实施例中的电压-电压转换单元的详细范例。
[0015]图8为根据本发明的一实施例中的电路系统操作方法的流程图。
[0016]图中元件标号说明如下:
[0017]120、220、320:压控振荡器140:电流源
[0018]242、342:可编程电流源 244、344:控制电路
[0019]246:热感应器346:振幅检测器346
[0020]400:电路系统420:压fe振汤器
[0021]440:电流供应模块 440A:PTAT电流产生器
[0022]440B:无关温度的电流产生器440C:加法器
[0023]440D:第一乘法器440E:第二乘法器
[0024]450:电路节点460:电压供应模块
[0025]460A:电流-电压转换单元 460B:电压-电压转换单元
[0026]S810?S830:流程步骤
【具体实施方式】
[0027]在此需要先说明的是,此处所谓本发明一词是用以指称这些实施例所呈现的发明概念,但其涵盖范围并未受限于这些实施例本身。本发明的附图包含呈现多种彼此关联的功能性模块的功能方块图。这些图式并非细部电路图,且其中的连接线仅用以表示信号流。功能性元件及/或程序间的多种互动关系不一定要通过直接的电性连结才能达成。此外,个别元件的功能不一定要如附图中绘示的方式分配,且离散式的区块不一定要以离散式的电子元件实现。
[0028]根据本发明的一具体实施例为一种电路系统,其功能方块图是绘示于图4。电路系统400包含一电流供应模块440、一电压供应模块460及一压控振荡器420。电流供应模块440用以提供随着一环境温度变化的一电流ISUP。电压供应模块460耦接至电流供应模块440,接收电流ISUP,并根据电流ISUP产生一电源电压VSUP。压控振荡器420耦接至电压供应模块460,接收电源电压VSUP,并根据电源电压VSUP产生一振荡信号。于此实施例中,电流供应模块440产生的电流ISUP会随着温度的上升而增加,而电压供应模块460产生的电源电压vsup也会相对应地随着电流ISUP增加而提高。以下详述各功能区块的运作方式。
[0029]在电流供应模块440中,电流ISUP与环境温度的相对关系被设计为:令电源电压VSUP能大致保持压控振荡器420的输出信号的振幅不受环境温度影响。实务上,电路设计者可根据压控振荡器420的振幅特性为电流供应模块440决定电流ISUP与环境温度的相对关系。易言之,本发明的范畴不限于特定电流ISUP与环境温度相对关系。于一实施例中,电流供应模块440包含一正比于绝对温度(PTAT)电流产生器,用以产生一正比于绝对温度电流,做为提供至电压供应模块460的电流ISUP。
[0030]于另一实施例中,如图5A所示,电流供应模块440包含一正比于绝对温度(PTAT)电流产生器440A、一无关温度的电流产生器440B与一加法器440C。PTAT电流产生器440A用以产生一正比于绝对温度电流IPTAT。无关温度的电流产生器440B是用以产生一无关温度的电流1.正比于绝对温度电流IPTAT和无关温度的电流IB(;由加法器440C加成后,成为被提供至电压供应模块460的电流ISUP。在此,无关温度的电流产生器440B所产生的无关温度的电流IBe不随温度而改变,也就是说,无关温度的电流1?;无论在任何温度都会保持固定大小,因此其作用为在电流ISUP中加入一个
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