使用温度计码和二进制码进行线性和单调调谐的RC振荡器的制作方法

本发明涉及可变振荡器，更具体地涉及非线性可变电容器，用于输出线性频率。

背景技术：

集成电路(IC)的同步部分需要一个或多个时钟对状态变化和信号生成进行排序。一个振荡器可以产生一个或多个这些所需的时钟。一个外部晶体可以连接到一个内部振荡器电路以产生一个非常精确的时钟。然而，外部晶体非常昂贵，且需要两个引脚连接到外部晶体。整个振荡器可以在IC外部，但这样往往更加昂贵。

内部振荡器可以有一个电阻器和电容器，其产生一个RC时间常数延迟，以设定振荡频率。不需要外部晶体。但是，精度可能因为温度、工艺和电路设计的不同而是个问题。

内部振荡器电路产生的振荡频率是可变的或可调的。可变电阻器或可变电容器可用于电路中的RC时间常数。随着电容或电阻增加，RC时间常数会增加，延迟和振荡周期会增加。频率因此降低。通常，振荡器频率与1/RC成正比。这个频率也取决于电源电压、温度和半导体制造工艺。

图1显示一种现有技术的振荡器。电流源14对电容器16充电。电流源14包括一个电压-电流转换器，在对电容器16充电时使用电阻R，从而提供一个RC时间常数。一旦电容器16被充分充电，与比较器12的反相(-)输入上的参考电压VREF相比，在比较器12的非反相(+)输入上检测到一个高信号。然后，比较器12驱动其输出FOUT到高电平，导通晶体管18并将电容器16放电。一旦电容器16两端的电压降到VREF以下，比较器12将FOUT切换为低电平，关断晶体管18并允许充电循环重复。

电容器16可以被替换为一个可变电容器。一个普通的可变电容器有多个并联的二进制加权电容器，每个都有一个开关以连接或关断特定的二进制加权电容器。二进制码可施加于开关，产生一个总电容，总电容是一个对应于当前施加于开关的二进制码的二进制权重。

图2是显示一个振荡器频率的曲线图，频率是一个关于二进制码的函数，该二进制码被施加到开关二进制加权电容器阵列。该二进制码以二进制增量1线性增加，比如1，2，3，4，5，6，7，8，9，...15，因此总电容也以最小或单位电容C的增量相应增加，比如C，2C，3C，4C，5C，6C，...15C。但是，由于频率与电容的倒数(1/RC)成正比，所以输出频率沿着倒数曲线104的路径减小。虽然总电容和电容器二进制码是线性增加的，但频率不会以诸如理想直线102所示的线性方式增加。

调谐步骤或频率调整的增量不是线性的。将二进制码增加1，并增加一个单位电容，曲线左边的较低二进制值的频率下降幅度大于曲线右边的较高二进制值的频率下降幅度。曲线104在左边非常陡峭，即每单位电容变化会导致较大的频率变化，但在右边几乎是平坦的，即每单位电容变化会导致非常小的频率变化。

这种频率响应的非线性是不希望有的。可以预先计算所需频率的二进制码并将其存储在芯片上，但是为了补偿温度和工艺变化而进行的调整可能需要反复试验，从而难以补偿。

使用诸如格雷码或温度计码的其它码，同样有二进制增量或二进制值倍数增量的限制。但是，如今二进制加权开关电容器阵列已被广泛使用。

期望有一个用于可变电容器的更一致频率调谐的步骤。期望有可变电容器的芯片上RC振荡器不是纯粹的二进制加权。期望有一种能对电容与频率的非线性倒数关系进行预补偿的振荡器。

附图说明

图1显示一种现有技术的振荡器。

图2显示振荡器频率是二进制码的函数，所述二进制码被施加到开关二进制加权电容器阵列。

图3显示所施加的电容器码与所得到的振荡器频率的更线性关系图。

图4是一个倒数补偿振荡器的示意图。

图5突出显示被分成温度计MSB和二进制LSB段的电容器码字。

图6显示一个有8个二进制加权开关电容器阵列的可变电容器。

图7显示选择二进制加权开关电容器阵列的温度计码。

图8显示在每个二进制加权开关电容器阵列中单位电容有不同的值。

图9显示几个二进制加权开关电容器各自具有不同的单位电容。

图10是一个二进制加权开关电容器阵列的详细示意图。

图11突出显示由二进制码而产生的电容值，所述二进制码被施加到选择的二进制加权开关电容器阵列上。

图12显示使用图4-11的倒数补偿二进制加权开关电容器阵列的改善的频率线性曲线图。

图13显示一个二进制加权开关电阻器阵列。

具体实施方式

本发明涉及可变电容振荡器的改进。以下描述使本领域普通技术人员能够制作和使用如在上下文中的特定应用及其要求的所提供的本发明。对优选实施例的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在此定义的一般原理可以用于其它实施例。因此，本发明并不限于所示和所述的特定实施例，而是符合与在此所披露的原理和新颖特征一致的最宽范围。

发明人已经发现可变电容器可以被分成几个二进制开关电容器阵列，每个二进制开关电容器阵列有一个不同的单位电容。因此，在每个电容器阵列中添加的电容增量是不同的。选择单位电容的精确值来补偿电容和频率的非线性倒数关系，1/RC。每个电容器阵列可以使用二进制码来调整其总电容，以选择该阵列内的二进制加权电容器。但是，每个连续的电容器阵列都始于其单位电容的紧接着的较高值。温度计码选择那个连接的电容器阵列。

图3显示施加的电容器码与所得到的振荡器频率的一个更线性关系的曲线图。在该示例中，有8个电容器阵列。一个(p，n)二进制码的较高p比特被解码成一个m-比特温度计码，其中2^p是m。m-比特温度计码选择这8个电容器阵列中那些被开启的电容器阵列。8个电容器阵列中的每一个都是二进制加权电容器阵列，其接收较低的n个二进制比特。然而，8个电容器阵列中的每个电容器阵列的单位电容是不同的。调整一个特定阵列的单位电容，使得该电容器阵列初始与理想直线102相交。因此，8个电容器阵列中的每个电容器阵列初始有一个理想电容值，电容值沿线102下降。

由于8个电容器阵列中的每个电容器阵列都是二进制加权，因此当施加到阵列的二进制码(p，n)增加时，非线性倒数关系导致曲线106弯曲或弯曲远离理想直线102。但是，由于对每个新电容器阵列重置了单位电容，且存在8个电容器阵列，因此曲线106比图2的使用一个大电容器阵列的曲线104更接近于理想直线102。

图4是一个倒数补偿振荡器的示意图。可变电容器26是由若干二进制开关电容器阵列构成，每个二进制开关电容器阵列将其单位电容重置，如图3所示。端点电容器27是一个固定的电容器，它为频率调谐范围的开头设置一个初始电容值。由于端点电容器27和可变电容器26是并联的，所以它们的电容被有效地相加。P沟道晶体管40充当电流源以对可变电容器26和端点电容器27充电，允许求和节点S的电压上升，直到其超过参考电压VREF，使得比较器22切换并通过反相器32、34驱动FOUT至高电平。n沟道晶体管28的栅极也通过反相器36被驱动至高电平，导通n沟道晶体管28并将可变电容器26和端点电容器27放电。一旦求和节点S的电压降到VREF以下，比较器22将FOUT切换到低电平，关断n沟道晶体管28并允许恢复充电。

p沟道晶体管40的栅极偏压是由p沟道晶体管38的栅极和漏极连接而设置，其有电流流入n沟道晶体管24和电阻器30。运算放大器20比较电阻器30的电压和VREF以提供反馈给n沟道晶体管24的栅极。这提供了一些温度和工艺补偿。运算放大器20和比较器22可使用不同或相同的VREF值。

图5突出显示被分成温度计MSB和二进制LSB段的电容器码字。最高有效比特(MSB)用于选择启用哪个电容器阵列。一个m-比特温度计码可以是从较少的二进制比特(例如p个二进制比特，其中2^p＝m)进行解码，或者可以直接通过控制或调谐逻辑生成。这些比特选择m个电容阵列中那些被启用的电容器阵列。

其中温度计比特为0的电容器阵列被关闭，所有电容器断开连接，而其温度计比特为1的电容器阵列将其一个或多个电容器导通。温度计码中的首个为1的比特对应于选择的电容器阵列。只有被选择的电容阵列接收LSB比特。被开启的最后1个电容器阵列(不是已选择的电容器阵列)，将其所有电容器开启，并忽略LSB。

将来自电容器码的最低有效比特(LSB)施加到已选择的电容器阵列作为一个n-比特二进制码。这些LSB在已选择的电容器阵列中选择二进制加权电容器。LSB二进制码仅施加于已选择的电容器阵列，即温度计代码从0变为1的阵列。

图6显示一个可变电容器，其有8个二进制加权开关电容器阵列。求和节点S(图4)连接到每个二进制加权开关电容器阵列70。温度计码确定8个二进制加权开关电容器阵列70中的哪些是“开启”的，并将其所有的电容器连接到求和节点S，以及确定二进制加权开关电容器阵列70中的哪些是“关断”的，并不将其电容器连接到求和节点S。温度计码还确定二进制加权开关电容器阵列70中哪个是已选择的阵列，其接收二进制码并将其一些而不是全部的电容连接到求和节点S。

“关断”阵列有一个相应的温度计码位0。温度计码的首个为1的比特确定“已选择”的阵列，其使用二进制码来选择其一些电容器。“开启”阵列有一个相应的温度计码位1，但不是首个为1的比特。

图7显示温度计码选择二进制加权开关电容器阵列。在该示例中，可变电容器26有8个二进制加权开关电容器阵列700，701，702，703，...，707。二进制加权开关电容器阵列707是最高有效的，受控于温度计码TH7的MSB，而二进制加权开关电容器阵列700是最低有效的，受控于温度计码TH0的LSB。

温度计码的首个为1的比特确定已选择的电容器阵列X。例如，温度计码0000_0111有TH2作为首个为1的比特，因此二进制加权开关电容器阵列702是已选择的阵列X。在该示例中，TH1和TH0也是1，因此二进制加权开关电容器阵列701、700是“开启”电容器阵列，其将所有的开关电容器连接到求和节点S。二进制加权开关电容器阵列701、700忽略该二进制码。只有已选择的二进制加权开关电容器阵列702充当该二进制码。其他二进制加权开关电容器阵列707、706、...、704、703的温度计码比特为0，所以这些是“关断”阵列，其没有将电容器连接到求和节点S。总电容是在二进制加权开关电容器阵列701、700中的所有电容器、加上在已选择的二进制加权开关电容器阵列702中由二进制码字LSB所启用的电容器的全电容。

在另一个示例中，温度计码字0001_1111有TH4作为首个为1的比特，因此二进制加权开关电容器阵列704接收二进制LSB并部分开启，通过二进制码启用一些电容器并禁用其它电容器。二进制加权开关电容器阵列707、706、705“关断”，且没有启用电容器。二进制加权开关电容器阵列703、702、701、700“开启”，并将其所有二进制加权电容器连接到求和节点S。这些“开启”阵列忽略二进制码字。

图8显示在每个二进制加权开关电容器阵列中单位电容是不同的值。温度计码的LSB控制二进制加权开关电容器阵列700。二进制加权开关电容器阵列700的单位电容是2.4飞法拉(femto-farads,fF)。二进制加权开关电容器阵列700中的开关电容器的值C，2C，4C，8C...是2.4，4.8，9.6，19.2，...fF。

第二二进制加权开关电容器阵列701的单位电容是2.6飞法拉(fF)。二进制加权开关电容器阵列701中的开关电容器值C，2C，4C，8C...是2.6，5.2，10.4，20.8，...fF。

温度计码的MSB控制二进制加权开关电容器阵列707。二进制加权开关电容器阵列707的单位电容是4.8飞法拉(fF)。二进制加权开关电容器阵列707中的开关电容器的值C，2C，4C，8C...是4.8，9.6，19.2，38.4，...fF。

MSB二进制加权开关电容器阵列707的电容的二进制码字中的每一步阶双倍于LSB二进制加权开关电容器阵列700。

二进制加权开关电容器阵列700、701、702、...、707的单位电容从2.4fF开始，然后是2.6、2.8、3.1、3.4、3.8、4.3，最后是4.8fF。请注意，这些值不是线性增加。前三个阵列的单位电容的增加量大约为0.2fF，接下来的两个阵列的单位电容的增加量为0.3fF，然后增加0.4fF，最后两个阵列的单位电容的增加量为0.5fF。

单位电容可以是由以下公式计算。

UC＝[1/(R*F1)-1/(R*F2)]/2ⁿ。

其中R是对电容器充电的有效电阻，例如当使用电压-电流转换器时，其为电阻器30的缩放电阻，n是二进制码中的二进制比特数。对于任何特定的二进制加权开关电容器阵列70，当这个特定的二进制加权开关电容器阵列单元是由温度计码中的首个为1的比特确定时，F1是生成的最小输出频率，F2是生成的最大输出频率。

总的期望频率范围被划分为m个相等的频率间隔，其中F1和F2是m个二进制加权开关电容器阵列70中的特定一个二进制加权开关电容器阵列70的频率范围的端点。F1小于F2。

单位电容可以是近似的，例如在由公式计算的值的10％内。在其它实施方式部分的最后描述可以找到更详细的计算示例。

图9显示几个二进制加权开关电容器阵列中每个阵列有不同单位电容。一个(p,n)-比特的二进制码将较高的p个二进制比特解码成一个m比特的温度计码，其中2^p＝m。在该示例中，有m＝8个二进制加权开关电容器阵列70，所以频率范围被均匀地分成F0(FMAX)到F7(FMIN)之间的八个频率范围。对于八个频率范围中的每个频率范围，曲线106内的8个较小弯曲形状是由每个二进制加权开关电容器阵列70内的可选电容器的二进制差异导致的。

单位电容的每次调整具有将曲线106返回到理想直线102附近的效果。电容和频率的非线性倒数关系是通过调整每个连续二进制加权开关电容器阵列70的单位电容来补偿的。

尽管F0、F1、F2、F3、...F7之间的频率差是相等的，但实际的电容差并不相等。虽然电容器码仍是等间距的，但电容值因单位电容不同而不同。例如，在图8的示例里，尽管电容器码(x轴)的变化在整个频率范围内是相同的，但ΔC5远大于ΔC0，因为单位电容C0为2.4fF，而单位电容C5为3.8fF。因此，ΔC5将比ΔC0大3.8/2.4或1.6倍。

图10是二进制加权开关电容器阵列的详细示意图。二进制加权开关电容器阵列70具有由晶体管50、51、52、53、54切换的二进制加权电容器60、61、62、63、64，并联连接到求和节点S。二进制加权电容器60、61、62、63、64的权重将单位电容C增加2的幂次倍：C、C、2C、4C、8C。总电容码字的LSB的二进制字，有二进制比特B3、B2、B1、B0，分别作为输入施加到AND-OR门74、73、72、71。这是一个4比特的二进制示例。

当当前二进制加权开关电容器阵列70是已选择的单元X时，则温度计码中的首个为1的比特是THX，而TH(X+1)是0，且TH(X-1)是1。输入到AND-OR门74、73、72、71的OR部分的TH(X+1)的值0使AND部分的输出得以通过。THX的值1允许二进制比特B3、B2、B1、B0的二进制码能够通过AND-OR门74、73、72、71到达n沟道晶体管54、53、52、51的栅极以启用二进制加权电容器60、61、62、63、64。因此，对单元X启用的总电容量发生变化，且由二进制码控制。

当温度计码比特THX是0时，则二进制加权开关电容器阵列70是“关断”单元。THX低，使晶体管50关断，断开与电容器60的连接。THX低，也驱动AND-OR门74、73、72、71的AND部分为低电平。当THX为0时，对任何正温度计码THX+1也必须为0，因为在有效温度计码中，1的右边不能有0。施加到AND-OR门74、73、72、71的其它OR输入的低TH(X+1)使得两个OR输入都为低电平，迫使n沟道晶体管54、53、52、51的栅极走低，断开所有二进制加权电容器60、61、62、63、64，不再添加其电容到求和节点S，因为其底板是浮动的，与地断开连接。

当温度计码比特THX是1，且TH(X+1)也是1时，二进制加权开关电容器阵列70是“开启”单元。这不是为温度计代码中的首个为1的比特选择的单元，而是最后一个为1的比特的单元。

THX高，导通晶体管50，连接电容器60。施加到AND-OR门74、73、72、71的OR输入的高TH(X+1)迫使AND-OR门74、73、72、71的输出至高，导通n沟道晶体管54、53、52、51。所有二进制加权电容器60、61、62、63、64接地，并把其电容添加到求和节点S。

因此，二进制加权开关电容器阵列70可以以三种模式之一操作。首先，作为“开启”单元，其中启用所有二进制加权电容器60、61、62、63、64，并将其电容添加到求和节点S。其次，作为“关断”单元，其中二进制加权电容器60、61、62、63、64都不将其电容添加到求和节点S。第三，作为已选择的单元，其中二进制码确定哪个二进制加权电容器60、61、62、63、64连接到求和节点S。

图11突出显示由施加到已选择的二进制加权开关电容器阵列的二进制码产生的电容值。当二进制加权开关电容器阵列70是温度计码中的首个为1的比特的已选择的阵列时，THX是1且TH(X+1)是0。二进制码B3：B0通过AND-OR门74、73、72、71以通过n沟道晶体管54、53、52、51启用和禁用二进制加权电容器64、63、62、61。

当所有四个二进制比特都为低时，则只有具有电容值C的电容器60被启用，导致二进制加权开关电容器阵列70的总电容为C(单位电容)。

当B0为高而B4、B3、B2为低时，AND-OR门71开启晶体管51，也启用具有电容值C的电容器61，因此总电容为2C。当B3为1而B0、B1、B2为低时，AND-OR门74通过晶体管54启用电容器64，而n沟道晶体管53、52、51保持关断。总电容是电容器64的电容值8C加上电容器60的电容值C，即总电容为9C。

当B0为低而B4、B3、B2为高时，AND-OR门71关断晶体管51以禁用电容器61。高B0、B1、B2使AND-OR门74、73、72通过晶体管54、53、52启用电容器64、63、62。总电容是电容器64的电容值8C，加上电容器63的电容值4C，加上电容器62的电容值2C，加上电容器60的电容值C，即总电容为15C。

当二进制加权开关电容器阵列70是“开启”单元时，THX是1且TH(X+1)是1，因此所有二进制加权电容器60、61、62、63、64启用。总电容是16C。因此，二进制加权开关电容器阵列70从1C到16C，然后随着二进制码增加和温度计码增加而保持在16C，以选择下一个更高有效的二进制加权开关电容器阵列70作为已选择的单元。

图12显示使用图4-11的倒数补偿二进制加权开关电容器阵列的改善的线性频率的曲线图。曲线114显示频率与1/RC成正比的传统振荡器。电容器码使用二进制加权增量来增加总电容。这导致曲线114显著偏离理想直线112。

使用图4-11的倒数补偿二进制加权开关电容器阵列产生曲线116，其很靠近理想直线112。一个(p,n)-比特二进制码将较高p个二进制比特解码成一个m比特温度计码，其中2^p＝m。每个二进制加权开关电容器阵列70的单位电容被调整以补偿频率和电容的非线性关系。获得较好的线性度和单调性。

图13显示一个二进制加权开关电阻器阵列。作为一个替代方案，一个固定电容器可以与一个可变电阻器一起使用以实施图4的振荡器。可变电阻器可以替代图4的电阻器30。可变电容器26可以去除。

AND-OR门74、73、72、71的操作如图10-11所示以驱动高电平信号到p沟道晶体管84、83、82、81的栅极，使它们关断并迫使电流通过电阻器94、93、92、91，从而将串联电阻分别增加8R、4R、2R和R，其中R是二进制加权开关电阻阵列的单位电阻。当阵列单元的温度计码为1时，THX的逆被施加到P沟道晶体管80的栅极以旁通电阻器90。电阻器90连接到前一个、较低有效的二进制加权开关电阻器阵列单元，而电阻器串联连接到下一个、更高有效的二进制加权开关电阻器阵列单元。调整每个二进制加权开关电阻器阵列的单位电阻以补偿频率与1/RC成正比的非线性关系。因此，每个二进制加权开关电阻器阵列有不同的单位电阻R。

其它实施方式

本发明人设想了几个其它实施例。例如，可以翻转整个电路，可以交换n沟道和p沟道晶体管，并可以将电容器的后端连接到电源或另一个电压而不是接地。

可以使用更有效的数字用于单位电容值，得到更精确的电容值。单位电容值可以被缩放。而且，不同的单位电容可以被替换，例如针对不同的频率范围、不同值的m和n比特、以及针对不同的过程和操作条件或环境。

根据当前理解的电路理论运行由以下公式显示。实际运行可以包括不包含在这些简单公式中的辅助效果，特别是对于较小的设备尺寸。

由于在稳定状态下运算放大器20(图4)的两个输入是相等的电压Vref，所以通过电阻器30的电流I是：

I＝Vref/R

其中R是电阻器30的电阻。当晶体管38、40具有相同的尺寸(1:1比例)时，这也是通过晶体管38、40的电流。使用这个通过晶体管40的电流I在求和节点S上对总电容C进行充电的时间常数T是：

T＝CVref/I＝C*Vref/(Vref/R)＝RC

接着，输出频率f是：

f＝1/T＝1/RC

单位电容可以由电阻R和在由二进制加权开关电容器阵列70所覆盖的频率间隔的起点和终点的频率来计算。整个频率范围被划分为m个频率间隔，其中m是二进制加权开关电容器阵列70的数量以及温度计比特的数量。每个二进制加权开关电容器阵列70覆盖这些频率间隔中的其中一个频率间隔，从F1到F2，其中F2是该间隔中的最高频率，F1是该间隔中的最小频率。从F1到F2的间隔的二进制加权开关电容器阵列70的总电容TC12是：

TC12＝1/(R*F1)-1/(R*F2)

单位电容UC12是n个二进制比特的总电容的1/2ⁿ，所以单位电容是：

TC12/2ⁿ

或

UC12＝[1/(R*F1)-1/(R*F2)]/2ⁿ

这个公式可以用于计算m个二进制加权开关电容器阵列70中的每个二进制加权开关电容器阵列的单位电容。

例如，一个电容器码字总共有7个二进制比特，其中最高3个p二进制比特被解码为8个温度计码比特，其余4个二进制比特是到二进制加权开关电容器阵列70的二进制码。由于有8个温度计比特，所以有8个二进制加权开关电容器阵列70，每个温度计码比特选择其中一个。

希望覆盖从25.6到38.4MHz的频率范围。这个频率范围被分成8个频率间隔，每个间隔的宽度为1.6MHz。第一个范围是从38.4到36.8MHz，第二个范围是从36.8到35.2MHz，...第八个范围是从27.2到25.6MHz。

使用上述公式，其中F1始终是频率间隔的两个端点中的较小的那个，并假定电阻R为30k-Ohm，则从38.4MHz到36.8MHz的第一间隔的总电容为38fF。当总电容除以2ⁿ或16时，对于n＝4个二进制比特，第一个二进制加权开关电容器阵列70的单位电容为2.4fF。

从36.8到35.2MHz的第二间隔的总电容为41fF。当该总电容除以2ⁿ或16时，第二个二进制加权开关电容器阵列70的单位电容为2.6fF。

从35.2到33.6MHz的第三间隔的总电容为45fF。当该总电容除以2ⁿ或16时，第三个二进制加权开关电容器阵列70的单位电容为2.8fF。

对于第四至第七频率间隔，这些单位电容的计算产生3.1、3.4、3.8和4.25fF的单位电容。

从27.2到25.6MHz的第八个也是最后一个间隔的总电容为77fF。当该总电容除以2ⁿ或16时，第八个二进制加权开关电容器阵列70的单位电容为4.8fF，温度计码的LSB。

这8个二进制加权开关电容器阵列70的单位电容也在图8中显示。

还有一个固定电容器27(图4)与可变电容器26并联。这8个二进制加权开关电容器阵列70形成可变电容器26。但是，需要一个额外的固定电容来设置振荡器输出频率为期望的起始频率38.4MHz。当使用一个30k-Ohm的电阻时，该固定电容值通过F＝1/RC计算而得到868fF。

电阻R确定充电电流。在这些计算中可以使用近似值，诸如单位电容之类的器件尺寸可取整数值。例如，5％或10％以内的值可以足够准确以近似补偿倒数函数。可变电阻器可以代替图4的电阻器30。

可以添加额外的首个温度计比特。该首个温度计比特被设置为0，并被用作TH(X+1)比特，用于最高有效二进制加权开关电容器阵列70。这可以是一个总是接地的空比特。或者，LSB温度计码比特通常为1，除非电容器全部关断，所以LSB温度计码比特可能是一个空比特或可能被去除。

比特可以反转。例如，温度计码可以将所有的比特反转，并且首个为0的位置而不是首个为1的位置确定已选择的二进制加权开关电容器阵列。二进制码也可以反转，或者诸如格雷码之类的其它码可以替换该二进制码。码字的较高位初始可以是二进制格式，然后解码以形成温度计码比特。许多其它变化和编码是可能的。

许多例子和值可以被替代。图8示例的单位电容值假设频率范围从25.6至38.4MHz，电阻为30k-ohm。该例子还假定4个二进制比特和3个二进制比特被转换成8-比特温度计码。每个二进制加权开关电容器阵列70覆盖一个1.6MHz的范围。

二进制比特的数目可以大于或小于4，在该例子中，温度计码比特的数目可以大于或小于8。对于一个设定的频率范围，更多的比特提供更小的单位电容和更好的精度。设计者可以为特定的期望频率范围选择值m和n，然后为R选择一个值，再计算单位电容。这个设计过程可以迭代地重复进行，直到获得一个最佳设置或参数。

可以不使用AND-OR门74、73、72、71，而是使用其他逻辑，诸如离散NAND、NOR和反相器、可编程逻辑，或者更复杂的控制器，无论是编程的或是硬连线的。用于不同二进制加权开关电容器阵列70的控制逻辑可以如之前所示被分开，或者可以部分地或完全地合并或集成在一起。实际的门可以通过自动化软件工具由计算机生成，设计者仅仅使用行为设计语言来输入期望的逻辑方程或行为。

其他电路布置也是可能的，例如既具有可变电阻器又具有可变电容器26，或者使用不同的RC电路网络。充电和放电电流可以是正的或负的，在任一方向上流动。图4的电流镜和反馈电路可以有多种替代方案。可以添加额外的器件和电路用于温度、工艺和电源电压跟踪，以及用于断电或省电模式。也可以添加调谐和初始化电路。

本发明的背景部分可以包含关于本发明问题或环境的背景信息，而不是由其他人描述现有技术。因此，在背景技术部分包含的材料并不是申请人自己承认的现有技术。

在此所述的任何方法或过程是机器实施的或计算机实施的，并且旨在由机器、计算机或其它装置执行，不是没有这种机器辅助的情况下仅由人执行。所生成的有形结果可以包括报告或者在显示器设备(诸如计算机监视器、投影装置、音频生成装置和相关媒体装置)上的其它机器生成的显示，可以包括也是机器生成的硬拷贝打印输出。计算机控制其它机器是另一个有形结果。

所述任何优点和益处可能不适用于本发明的所有实施例。当在权利要求要素中陈述单词“装置”时，申请人意图使权利要求要素属于35USC第112章第6段。在单词“装置”之前的一个或多个单词，是旨在便于对权利要求要素的引用，并且并不传达结构限制。这种装置加功能的权利要求旨在不仅覆盖这里描述的用于执行功能及其结构等同物的结构，而且覆盖等效结构。例如，虽然钉子和螺钉具有不同的构造，但是它们是等同的结构，因为它们都执行紧固的功能。不使用“装置”一词的权利要求不属于35USC第112章第6段。信号通常是电信号，但可以是光信号，如可以通过光纤线路传送的信号。

出于说明和描述的目的，以上已经呈现了本发明实施例的描述。其并不是穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。旨在本发明的范围不受该详细描述的限制，而是由所附的权利要求限制。