专利名称：具频率抖动的频率产生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种频率产生器，尤其涉及一种具频率抖动的频率产生器。
背景技术：
图1为传统的频率产生器的电路示意图。一第一电流源Il与一第二电流源12分别通过对应的一第一开关SWl、一第二开关SW2对一电容C进行充电及放电。一第一比较器 COMl于一反相端接收一第一参考电压VI，于一同相端耦接电容C，以比较电容C的电压及第一参考电压VI。一第二比较器COM2于一同相端接收一第二参考电压V2，于一反相端耦接电容C，以比较电容C的电压及第二参考电压V2。一 SR触发器SRIN接收第一比较器及第二比较器的输出信号，以据此产生一时脉信号CLK。时脉信号CLK同时作为第一开关SWl 及第二开关SW2的控制信号。当时脉信号CLK为高电平时，第一开关SWl截止，而第二开关 SW2导通，第二电流源12对电容C放电。当电容C的电压逐渐下降并等于第二参考电压V2 时，第二比较器COM2输出高电平信号使时脉信号CLK转为低电平。当时脉信号CLK为低电平时，第一开关SWl导通，而第二开关SW2截止，第一电流源Il对电容C充电。当电容C的电压逐渐上升并等于第一参考电压Vl时，第一比较器COMl输出高电平信号使时脉信号CLK 转为高电平。由于第一参考电压Vl和第二参考电压V2的电压差固定，而第一电流源Il和第二电流源12的电流大小固定。因此，可产生固定频率的时脉信号CLK。传统电路若要得到频率抖动(Frequency Jitter)，可藉由对第一电流源Il及第二电流源12的电流值、第一参考电压Vl及第二参考电压V2的电压值做抖动，即可得到具频率抖动的时脉信号CLK。此种实现抖动的方式比较适合用在规律并缓慢的抖动，但若实际应用如需要快速、随机的抖动，此种方式则无法适用。
发明内容
鉴于现有技术中的频率产生器的抖动方式，无法提供快速、随机的抖动，本发明利用延迟方式，对频率产生器的时脉信号的逻辑转态(即，高电平转为低电平及低电平转为高电平)的时间点进行延迟，即可达到快速且随机的抖动。为达上述目的，本发明提供了一种具频率抖动的频率产生器，包含一电容、一比较单元、一充放电单元、一延迟单元以及一充放电开关单元。比较单元耦接电容以根据电容的电压产生一充放电控制信号。充放电单元耦接电容。延迟单元耦接于比较单元接收一延迟信号并据此延迟充放电控制信号成为一充放电延迟信号。充放电开关单元耦接充放电单元及延迟单元，以根据充放电延迟信号控制充放电单元对电容进行充电或放电。本发明可使得频率产生器输出的频率快速且随机的抖动。以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。
图1为传统的频率产生器的电路示意图。图2为根据本发明的一较佳实施例具频率抖动的频率产生器的电路示意图。图3为图2所示的频率产生器的信号波形图。主要元件符号说明II:第一电流源； 12:第二电流源；SWl:第一开关；SW2:第二开关；C 电容；COMl 第一比较器；COM2:第二比较器；VI:第一参考电压；V2 第二参考电压；SRIN :SR触发器；CLK 时脉信号；10 延迟单元；12:放电比较器； 14:充电比较器；16:SR触发器；COM:比较单元；SW:充放电开关单元；Ich:充电电流源；Ids:放电电流源； Vc:电容电压；SRO 充放电控制信号；CHRG 充电控制端；DSRG 放电控制端；Sl 第一控制信号；S2:第二控制信号；Ml:充电开关；M2 放电开关；Refl 第一参考信号；Ref2 第二参考信号；S 置位端；R 复位端；Q 输出端；Delay 延迟信号； dl d6 时间差。
具体实施例方式图2为根据本发明的一较佳实施例具频率抖动的频率产生器的电路示意图。频率产生器包含一电容C、一比较单元COM、一充放电单元、一延迟单元10以及一充放电开关单元SW，其中充放电单元包含一充电电流源Ich及一放电电流源Ids。比较单元COM耦接电容C以根据电容C的电容电压Vc产生一充放电控制信号SR0。延迟单元10耦接比较单元 COM,且于输入端DLY接收一延迟信号Delay。延迟单元10根据延迟信号Delay及延迟充放电控制信号SRO于充电控制端CHRG及放电控制端DSRG分别产生一第一控制信号Sl及一第二控制信号S2作为充放电延迟信号。充放电开关单元SW耦接充放电单元及延迟单元 10，以根据第一控制信号Sl及第二控制信号S2分别控制充放电单元的充电电流源Ich及放电电流源Ids对电容C充电，以改变电容C的电压Vc。本实施例中的充放电开关单元SW 包含一充电开关Ml、一放电开关M2。充电开关Ml和放电开关M2不会同时导通。也就是说充电开关Ml导通时放电开关M2截止，而充电开关Ml截止时，放电开关M2导通。在本实施例中，充电开关Ml为P型金属氧化物场效应晶体管而放电开关M2为N型金属氧化物场效应晶体管，因此可以同一信号达到上述导通与截止时序的要求。即，上述的第一控制信号 Sl及第二控制信号S2可以为同一信号。实际电路设计，则可在第一控制信号Sl结束之后到第二控制信号S2开始之间，以及/或者第二控制信号S2结束之后到第一控制信号Sl开始之间设定一延迟。在本实施例，第一控制信号Sl及第二控制信号S2之间根据延迟信号Delay而设定一延迟时间。接着，说明频率产生器的详细动作过程。请同时参见图3，为图2所示的频率产生器的信号波形图。比较单元COM包含一放电比较器12、一充电比较器14以及一 SR触发器 16。放电比较器12的同相输入端与充电比较器14的反相输入端同时耦接电容C。放电比较器12于一反相输入端接收一第一参考信号Ref 1，而充电比较器14于一同相输入端接收一第二参考信号Ref2，其中第一参考信号Refl的电压(即第一参考电压)高于第二参考信号Ref2的电压(即第二参考电压)。放电比较器12的输出端耦接SR触发器16的置位端 S，充电比较器14的输出端耦接SR触发器16的复位端R。当电容C处于充电状态，电容电压Vc逐渐上升。当电容电压Vc到达第一参考信号Refl的电压时，放电比较器12输出高电平信号至SR触发器16的置位端S，使SR触发器于输出端Q输出的充放电控制信号SRO转为高电平并同时触发延迟单元10以直接将第一控制信号Sl转为高电平。延迟单元10并以充放电控制信号SRO的逻辑转态的时间点为基准并根据延迟信号Delay，使第二控制信号S2的从低电平转为高电平的转态时间点将较充放电控制信号SRO延迟一时间差，即图3中所示的时间差dl、d3、d5。因此，当充放电控制信号SRO转为高电平时，第二控制信号S2将略晚才转成高电平，而由于在此时间内第一控制信号Sl为高电平使充电开关Ml截止，故电容电压Vc会维持在第一参考信号Refl的电压。于第二控制信号S2转成高电平后，而放电开关M2导通，使放电电流源Ids开始对电容C放电，电容C进入放电状态使电容电压Vc开始下降。当电容电压Vc下降到达第二参考信号Ref2的电压时，充电比较器14输出高电平信号至SR触发器16的复位端R，使SR触发器于输出端Q输出的充放电控制信号SRO转为低电平，并同时触发延迟单元10以直接将第二控制信号S2转为低电平。延迟单元10也根据延迟信号Delay以延迟充放电控制信号 SRO的逻辑转态的时间点为基准，使第一控制信号Sl的高电平转为低电平的转态时间点较充放电控制信号SRO延迟一时间差，即图3中所示的时间差d2、d4、d6。因此，当充放电控制信号SRO转为低电平时，第一控制信号Sl将略晚才转成低电平，而由于在此时间内第二控制信号S2为低电平使放电开关M2截止，故使电容电压Vc会维持在第二参考信号Ref2 的电压。于第一控制信号Sl转成低电平后，充电开关Ml导通使充电电流源Ich开始对电容C充电，电容C进入充电状态使电容电压Vc开始上升。在本实施例中，充放电控制信号SR0、第一控制信号Sl及第二控制信号S2均具有频率抖动，因此延迟单元10可根据这些信号其中之一而输出时脉信号CLK，使时脉信号CLK 为具频率抖动的信号。而延迟信号Delay可以是一噪声信号，而使延迟单元10随噪声信号电压来变化延迟的时间长度；或者延迟信号Delay可以是一数位随机信号，而延迟单元10 为一数位电路，根据数位随机信号设定延迟的时间长度。尤其延迟信号Delay可以是一可编程的数位电路，可使频率产生器的频率抖动可编程，而可达到输出具可程序化抖动的优点ο本发明在上文中已以较佳实施例揭示，但本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描述本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种具频率抖动的频率产生器，其特征在于，包含一电容；一比较单元，耦接该电容以根据该电容的电压产生一充放电控制信号；一充放电单元，耦接该电容；一延迟单元，耦接于该比较单元接收一延迟信号并据此延迟该充放电控制信号成为一充放电延迟信号；以及一充放电开关单元，耦接该充放电单元及该延迟单元，以根据该充放电延迟信号控制该充放电单元对该电容进行充电或放电。
2.根据权利要求1所述的具频率抖动的频率产生器，其特征在于，该比较单元包含一第一比较器及一第二比较器，该第一比较器的一反相输入端接收一第一参考电压，该第二比较器的一同相输入端接收一第二参考电压，该第二比较器的一反相输入端及该第一比较器的一同相输入端均耦接该电容，且该第一参考电压高于该第二参考电压。
3.根据权利要求2所述的具频率抖动的频率产生器，其特征在于，该延迟单元还包含一触发器，该触发器接收该第一比较器及该第二比较器的输出信号，以据此产生该充放电控制信号且该充放电控制信号作为一脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的具频率抖动的频率产生器，其特征在于，该充放电延迟信号的转态时间点与该充放电控制信号的转态时间点的时间差是根据该延迟信号而定，该充放电延迟信号作为一脉冲信号输出。
5.根据权利要求4所述的具频率抖动的频率产生器，其特征在于，该比较单元包含一第一比较器及一第二比较器，该第一比较器的一反相输入端接收一第一参考电压，该第二比较器的一同相输入端接收一第二参考电压，该第二比较器的一反相输入端及该第一比较器的一同相输入端均耦接该电容，且该第一参考电压高于该第二参考电压。
6.根据权利要求5所述的具频率抖动的频率产生器，其特征在于，该延迟单元还包含一触发器，该触发器接收该第一比较器及该第二比较器的输出信号，以据此产生该充放电控制信号。
7.根据权利要求6所述的具频率抖动的频率产生器，其特征在于，该充放电单元包含一充电电流源用以对该电容充电、以及一放电电流源用以对该电容放电。
全文摘要
本发明涉及一种具频率抖动的频率产生器，包含一电容、一比较单元、一充放电单元、一延迟单元以及一充放电开关单元。比较单元耦接电容以根据电容的电压产生一充放电控制信号。充放电单元耦接电容。延迟单元耦接于比较单元接收一延迟信号并据此延迟充放电控制信号成为一充放电延迟信号。充放电开关单元耦接充放电单元及延迟单元，以根据充放电延迟信号控制充放电单元对电容进行充电或放电。本发明的频率产生器输出的频率可达到快速且随机的抖动。
文档编号H02J7/00GK102457254SQ20101052733
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者谢宗宏 申请人:晶洋微电子股份有限公司