用于对数控振荡器的非线性进行补偿的方法与流程

本发明的实施例是有关于一种用于对数控振荡器(digitallycontrolledoscillator，dco)进行补偿的方法，且特别是有关于一种用于对数控振荡器的非线性进行补偿的方法。

背景技术：

数控振荡器是先进互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，cmos)技术中常用的全数字锁相环路(all-digitalphaselockedloop，adpll)的组件。可以各种方式来实作数控振荡器。基于液晶(liquidcrystal)的数控振荡器(一种类型的数控振荡器)可常常比其同类产品实现更好的相位噪声(phasenoise，pn)、更低的功率消耗、更低的频率推移及更强的对工艺与温度变动的抵抗性。

基于液晶的数控振荡器利用由一个或多个电容器形成的构造来控制其频率(例如，使用一组调谐电容器)。基于液晶的数控振荡器的电容器调谐组常常是使用二进制加权技术(binaryweightingtechnique)来实作。与其他技术(例如，测热计(thermalmeter)构造)相比，二进制加权设计以牺牲线性为代价提供了通常更紧凑的布局。二进制加权设计的非线性可在数控振荡器输出中引起相位误差。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种用于对数控振荡器的非线性进行补偿的方法，其特征在于，包括：接收包含多个硅测量值的数据；将所述多个硅测量值中的每一硅测量值与理想值进行比较，其中每一所述硅测量值与所述理想值之差对应于所述非线性；基于所述比较而生成多个补偿向量，其中每一所述补偿向量包含至少一个硅测量值；基于所述多个补偿向量中的补偿向量而调整频率控制信号；以及将经调整的所述频率控制信号输出到所述数控振荡器的电容器组。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最佳地理解本发明的各方面。应注意，根据业内标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1绘示示例性框图，其绘示根据一些实施例在分段叠加模块与全数字锁相环路之间的相互连结性；

图2绘示示例性流程图，其绘示由分段叠加模块执行的算法；

图3绘示示例性框图，其绘示根据一些实施例用于实作分段叠加技术以对数控振荡器的电容器调谐组的二进制加权设计中的非线性进行补偿的设备；

图4绘示根据一些实施例的分段叠加技术的示例性实施例；

图5绘示根据一些实施例，二进制加权电容器组设计的示例性布局及测热计(thermalmeter)电容器组设计的示例性布局；

图6绘示根据一些实施例由二进制加权电容器组设计产生的非线性的示例性曲线图；

图7绘示根据一些实施例，误差补偿可对积分非线性(integralnonlinearity，inl)具有的影响的示例性曲线图；

图8绘示根据一些实施例的表，所述表给出可用于对由二进制加权电容器组产生的误差进行补偿的示例性值及补偿向量；

图9绘示示例性流程图，其绘示根据一些实施例用于对由二进制加权电容器组产生的误差进行补偿的过程；

附图标记说明：

100：框图；

110、305、405：分段叠加模块；

115：控制信号；

120：全数字锁相环路；

130、350、460：数控振荡器；

140：电容器组；

200、900：流程图；

210、220、230、240、250、260、910、920、930、940、950：步骤；

300：设备；

310、410：模/数转换器；

320、430：补偿查找表；

330：求和块；

360、420：原始频率控制信号；

370：原始频率控制信号/原始频率控制信号[m:0]；

380：频率控制信号/新频率控制信号[n:0]；

400：实施例；

440：求和块；

450：新频率控制信号；

500：二进制加权电容器组设计/二进制加权设计；

510：测热计电容器组设计/测热计设计；

600、700：曲线图；

610、800：表；

b0、b1、…、bn：位/位编号；

kdco、kdco(1:10)、δf(1:10)：参数。

具体实施方式

以下公开内容提供用于实作所提供标的物的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及构造的具体实例以简化本发明。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有额外特征、从而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本发明可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在...下方(beneath)”、“在...下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示出的一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或其他取向)，且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。

基于液晶的数控振荡器可利用电容器组来控制其频率输出。数控振荡器中的电容器调谐组(capacitortuningbank)中的每一电容器具有对应的开关。当对应的开关被启用时，电容器即被启用。开关由可被称为二进制码的数字控制信号启用。被启用的电容器对数控振荡器频率输出作出频率贡献。因此，数控振荡器频率输出是通过启用特定的开关组合来加以控制。举例来说，在二进制加权设计中，电容器组中的每一电容器所作出的频率贡献量是前一电容器的频率贡献量的两倍大。因此，每一电容器的布局面积是前一电容器的布局面积的两倍大。

如上所述，二进制加权设计可相比于其他调谐电容器组构造提供若干优点，包括节省面积、组中各电容器之间的有限寄生电容以及复杂度有限的控制总线。然而，二进制加权调谐电容器组易于受到在电容器及开关的制作期间可能发生的工艺变动的影响。因二进制加权设计中电容器组的整体布局内的工艺变动，实际数控振荡器增益(即，一个二进制码与下一二进制码之间的频率改变)并非是线性的。换种说法，被启用电容器的所需频率输出与实际频率输出之间存在差异。此种非线性具体化为数控振荡器频率输出中的相位误差。本文所述的系统及方法通过对非线性进行测量及补偿来减轻所述相位误差。

在某些实施例中，如本文中进一步所述，分段叠加模块与全数字锁相环路交互作用，以减轻相位误差。图1绘示示例性框图100，其绘示根据一些实施例在分段叠加模块110与全数字锁相环路120之间的相互连结性。全数字锁相环路120包括数控振荡器130，且数控振荡器130包括电容器组140。电容器组中的电容器可为金属-氧化物-金属(metal-oxide-metal，mom)电容器，但电容器并非仅限于金属-氧化物-金属电容器。

分段叠加模块110将控制信号115提供到数控振荡器，以生成所需输出频率。具体来说，来自分段叠加模块110的控制信号控制电容器组140中的开关来启用所选电容器，以生成所需频率输出。对开关的启用是基于在来自分段叠加模块110的控制信号中所表示的位的值。所述位可由b0…bn表示。如果开关被启用，则在生成频率时会形成包含对应电容器的路径。因此，来自分段叠加模块110的控制信号中的位与电容器相关联。每一被启用的电容器均对总输出频率提供频率贡献量。在二进制加权设计中，来自连续电容器的频率贡献量在大小上以2的幂而增长。举例来说，b1可与对总频率输出贡献10千赫兹(khz)的电容器相关联。b2可与对总频率输出贡献10*2¹khz或20khz的电容器相关联。b14可与对总频率输出贡献10*2¹³khz或81,920khz的电容器相关联。通过使用来自分段叠加模块110的信号选择性地启用电容器组140中的电容器，可对数控振荡器130的频率输出进行控制。

在本文的实施例中，分段叠加模块110包括用于实作分段叠加技术的逻辑，以确定对数控振荡器130的电容器组140中的电容器的非线性进行补偿的一组补偿因数。非线性可起因于数个因素，其中包括电容器组140中电容器的布局。以下会参照图5及图6进一步论述非线性的潜在原因。

图2绘示示例性流程图200，其绘示由分段叠加模块(例如，分段叠加模块110)执行以对数控振荡器(例如，数控振荡器130)中的电容器组(例如，电容器组140)的非线性进行补偿的算法。在210处，从电容器组测量及/或计算非线性。以下会进一步阐述这些测量及计算。所述测量/计算会估计出每一电容器的非线性。非线性表示每一电容器的实际频率贡献值与所述电容器的预期频率贡献值之差。在220处，生成与产生所需输出频率的二进制码中的位对应的补偿向量。补偿向量是基于在210处执行的测量及/或计算而生成。由于补偿向量将所述测量/计算考虑在内，因此所述补偿向量可用于产生更接近所需输出频率的实际输出频率。以下会参照图3及图8进一步论述补偿向量的生成。在生成之后，补偿向量被存储在补偿查找表中。对补偿向量的存储可在执行算法的剩余步骤之前进行一次。在另一实例中，可在数控振荡器130的寿命期间重复对补偿向量的确定及存储。在230处，接收原始频率控制信号。此原始频率控制信号是最终期望由数控振荡器130输出的频率。如果原始频率控制信号是模拟的，则在240处，其将被转换成数字信号。由于以原始频率控制信号来驱动数控振荡器将因非线性而得到有误差的频率输出，因此在250处，基于在220处生成的补偿向量及在240处生成的数字频率控制信号，或作为另一选择在原始频率控制信号是数字的，在230处接收的数字频率控制信号来生成新频率控制信号。在260处，将新频率控制信号输出到电容器组，以对开关进行启用。对数控振荡器(例如，数控振荡器130)中开关的启用会形成频率输出。

图3绘示示例性框图，其绘示根据一些实施例用于实作分段叠加技术以对数控振荡器的电容器调谐组的二进制加权设计中固有的非线性进行补偿的示例性设备300。所述示例性设备执行例如图2所示算法等的算法。分段叠加模块305包括模/数转换器(analog-to-digitalconverter，adc)310、补偿查找表320及求和块330。数控振荡器350接收分段叠加模块305的输出。

分段叠加模块305接收原始频率控制信号360。原始频率控制信号360可来自数字通信系统，例如蓝牙低能量(bluetoothlowenergy，ble)系统。在蓝牙低能量系统中，信道载运数据包(channelcarriespacket)且具有相关联的数据速率，所述数据速率对应于传送每一数据包的时间。数据包时间周期性地重复。通常，在蓝牙低能量下，与频率相关联的信道受到随机控制，即，频率从一个值跳跃至另一值。在本申请中所使用的原始频率控制信号360(即，跳频控制信号)并非仅限于随机控制式实施方案。原始频率控制信号可存储在静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory，sram)中且在某一时间被重新加载。在一个实施例中，原始频率控制信号可请求系统规范所要求的整个频率范围内的任一频率。在蓝牙低能量下，跳频控制信号需要至少覆盖80兆赫兹(mhz)调谐范围。来自数字通信系统的原始频率控制信号可由模/数转换器310接收，模/数转换器310将原始频率控制信号转换成原始频率控制信号具有m+1个位的数字版本。模/数转换器310输出原始频率控制信号[m:0]370。作为另一选择，模/数转换器310可位于分段叠加模块305的外部。如果原始频率控制信号360已经是数字的，则可能不需要模/数转换器。

补偿查找表320接收原始频率控制信号[m:0]370，并使用位的值来选择补偿查找表320中所存储的适当经补偿控制字(compensatedcontrolword)。补偿查找表320为原始频率控制信号[m:0]370中从0至m的每一位存储经补偿控制字。因此，如果在原始频率控制信号[m:0]370中与数控振荡器的电容器z对应的位y是工作的，例如具有值1，则在生成输出时电容器z将被连接。补偿查找表320包含关于电容器z的记录，所述记录指示为了将电容器z中的非线性考虑在内而应施加的补偿量。所述补偿量是使用求和块330而加至提供到数控振荡器350的频率控制信号380或从频率控制信号380减去，其中在一个实施例中，此种补偿是针对原始频率控制信号370的每一位而重复。

经补偿控制字可以(m+1)×(n+1)矩阵来存储。列数目n包含数控振荡器电容器组(例如，电容器组140)中的位数目以及一个或多个额外位。补偿查找表320的长度n取决于系统为校正积分非线性(inl)或差分非线性(differentialnonlinearity，dnl)而需要的分辨率，以及数控振荡器控制位数目。虽然补偿查找表320可存储(m+1)×(n+1)矩阵，然而其并非仅限于矩阵格式。

可在实验室中人工测量或者可例如使用最小均方(leastmeansquared，lms)算法来计算数控振荡器二进制控制电容器组的非线性或二进制误差。使位中的每一者的非线性降低的经补偿值形成经补偿控制字的基础。根据一些实施例，经补偿值存储在补偿查找表320中。经补偿控制字形成将原始频率控制信号转变成二进制误差被减小或消除的新数控振荡器控制信号的基础。经补偿控制字是根据原始频率控制信号[m:0]370的二进制值而加以选择。

存储在补偿查找表320中的经补偿控制字是基于从电容器调谐组内的电容器所取得的真实硅测量值。原始频率控制信号[m:0]370的位m的经补偿控制字可被表示为

fm(seg)＝a*seg[0]+b*seg[1]+c*seg[2]+d*seg[3]+…+x*seg[n]

其中系数a、b、c、d、…x各自表示二进制值0或1，且seg[0]、seg[1]、seg[2]、seg[3]、…seg[n]各自表示从对应位n所测量或所计算的频率贡献量。举例来说，从b2所测量或所计算的频率贡献量seg[2]可为30khz。此种所测量或所计算的频率贡献值可与预期频率贡献值形成对比。参考前述实例，预期频率贡献值可为20khz。与b2对应的经补偿控制字将以一种对所测量或所计算的频率贡献值与预期频率贡献值之间的10khz差进行补偿的方式而形成。经补偿控制字fm(seg)是针对从0至m的每一位而形成。

求和块330接收经补偿控制字的组合。求和块330处理经补偿控制字。可使用经补偿控制字的任一组合来形成经补偿数控振荡器输出频率。举例来说，经补偿数控振荡器输出频率可由下式表示

fdco(x)＝f0(seg[n:0])+f1(seg[n:0])+f2(seg[n:0])+...fm(seg[n:0])

经补偿控制字之和由控制信号生成块(图中未绘示)接收，控制信号产生块输出新频率控制信号[n:0]380，以用于对数控振荡器350进行控制。在以上表达式中，数控振荡器输出频率是从0至m的每一个经补偿控制字的总和。在另一实例中，数控振荡器输出频率可为经补偿控制字的某一组合的总和。通过应用此种叠加技术，与每一位对应的二进制误差可得以消除或减小。

新频率控制信号[n:0]380中位的数目等于n+1。为在频率调谐方面具有更大灵活性，n应大于m。不论二进制误差是正的还是负的，额外位均将有助于对工艺变动进行补偿。另外，额外位将在求和块330对经补偿控制字进行求和时防止溢出发生。如果结果不大于加数，则可能发生溢出。举例来说，如果a[10:0]+b[10:0]＝c[11:0]，则由于结果c比加数a及b中的每一者大一个位，因此应不会存在任何溢出。

数控振荡器中的电容器组可为具有任何位数目的二进制加权设计。每一控制位控制与频率调谐对应的开关式电容器。频率调谐机制并非仅限于开关式电容器，而是也可为任何频率调谐机制，包括电感调谐或电阻调谐。在此实施例中，数控振荡器控制组被设计为二进制加权实施方案(例如，10khz、20khz、40khz、…81.92mhz)。二进制加权电容器组不必启用连续的电容器。可启用电容器的任一组合。此外，设计并非仅限于二进制加权控制设计。不管所选择的设计如何，使数控振荡器输出具有小的积分非线性及/或差分非线性均为重要的。

图4绘示根据一些实施例的分段叠加技术的示例性实施例400。模/数转换器410从通信系统接收原始频率控制信号。如果原始频率控制信号是模拟信号，则模/数转换器对其进行转换。在此实施例中，经过数字转换的原始频率控制信号420由15个位构成。补偿查找表430接收经过数字转换的原始频率控制信号420。补偿查找表430包含十五个经补偿控制字，其中每一经补偿控制字包含最多达十五个加数，其中每一加数对应于原始频率控制信号中的位。作为实例，位1的经补偿控制字是x＝b0+b1+b2。在经补偿控制字中所使用的加数是：(i)b0，其表示与位0对应的硅测量值；(ii)b1，其表示与位1对应的硅测量值；以及(iii)b2，其表示与位2对应的硅测量值。如“±”符号所示，可加上或减去前述值b0、b1及b2，以得出经补偿控制字。求和块440对所选的经补偿控制字进行求和。新频率控制信号450由表示介于5khz(1/2*10*20khz)至81.92mhz(10*2¹³khz)的范围内的频率的十五个位构成。数控振荡器460接收来自分段叠加模块405的控制信号，并基于所述控制信号而输出所需频率。

图5绘示二进制加权电容器组设计500的示例性布局及测热计(thermalmeter)电容器组设计510的示例性布局。在测热计设计510中，布局中的每一矩形表示与为10khz的频率对应的位。测热计设计510因金属-氧化物-金属电容器与重复的开关式金属氧化物半导体晶体管之间的空间而耗用更多面积。此外，测热计设计510中所需的控制总线的量可在整个电容器组内造成布局复杂度及多余寄生电容。通常，测热计设计510由于其较线性的行为(例如，较小的积分非线性及差分非线性)而为优选的，以精确地调谐数控振荡器频率。

在二进制加权电容器组设计500中，布局中的每一矩形表示与为10khz*2^n-1的频率对应的位，其中n是位编号。二进制加权设计500实现更紧凑的布局。在二进制加权电容器组中，每一位将具有独特大小的金属-氧化物-金属电容器及金属氧化物半导体开关，从而针对较低位得到较小布局且针对较高位得到较大布局。因不同位的布局大小不同，因此实现更紧凑的整体布局。然而，仍将存在由工艺变动引起的某种失配，尤其是金属-氧化物-金属电容器中的失配。

图6绘示根据一些实施例指示由二进制加权电容器组设计(例如，二进制加权电容器组设计500)产生的非线性的示例性曲线图600及表610。从十个位得到的数控振荡器增益由所述图及表而表示。曲线图600中的直线表示由测热计设计(例如，测热计电容器组设计510)中的每一位产生的数控振荡器增益。由于在测热计电容器组设计510中每一位具有相同的布局，因此与每一位对应的数控振荡器增益也将为相同的。因此，曲线图600中表示“测热计”数控振荡器增益的线是直线。表610中在列标题“热”下的第二列中的值表示测热计电容器组设计中每一位的数控振荡器增益。举例来说，位编号1将具有为1*kdco的增益，位编号2将具有为2*kdco的增益，且位编号3将具有为4*kdco的增益。

曲线图600中的锯齿状线表示二进制加权电容器组设计(例如，二进制加权电容器组设计500)中由每一位产生的数控振荡器增益。每一位均遭受金属-氧化物-金属电容器的工艺变动的影响。工艺变动会在数控振荡器增益中引起相对于所需值的误差或偏差。每一位将具有其自身的被正规化成最低有效位(leastsignificantbit，lsb)的kdco(1:10)。对于每一位，数控振荡器增益相对于直线上的理想值而偏移。偏移或误差可由两个参数kdco(1:10)及δf(1:10)表示。表610中在列标题“二进制”下的第三列中的值表示每一位的数控振荡器增益。举例来说，位编号1将具有为1*kdco1±δf1的增益，位编号2将具有为2*kdco2±δf2的增益，且位编号3将具有为4*kdco3±δf3的增益。kdco不同将得到较大的积分非线性。δf不同将得到较大的差分非线性。如果kdco的不同是系统性移位，则可通过最小均方算法来轻易地补偿积分非线性差。于是，剩余误差的大部分将归因于差分非线性。由于由温度及电压引起的变动并不影响二进制误差，因此此种技术可有助于解决工艺、电压及温度(process,voltage,andtemperature，pvt)变动的问题。

图7绘示根据一些实施例针对二进制加权电容器组设计(例如，二进制加权电容器组设计500)存在于真实硅中的二进制误差(具体来说，积分非线性)的实例。硅中存在使得数控振荡器频率偏离理想值的随机二进制误差。举例来说，对于为20khz、30khz及40khz的理想值，对应的实际硅值可能为30khz、50khz及80khz。在曲线图700中，菱形数据点表示在不进行本文所述分段叠加技术的情况下或在进行本文所述分段叠加技术之前的积分非线性。正方形数据点表示在进行本文所述分段叠加技术的情况下或在进行本文所述分段叠加技术之后的积分非线性。x轴表示二进制加权电容器组设计中位的数目。菱形数据点横跨从-3至2的范围，而正方形数据点横跨从-1至1的更紧范围。如曲线图所示，在执行分段叠加技术之后，二进制加权电容器组设计中大部分位数的积分非线性降低。

图8绘示根据一些实施例的表800，表800给出可用于对由二进制加权电容器组设计(例如，二进制加权电容器组设计500)产生的误差进行补偿的示例性值及补偿向量。标记为“位编号”的第一列表示在二进制加权电容器组设计中所使用的位编号。标记为“理想值”的第二列是每一对应位编号的理想频率值。标记为“硅数据”的第三列表示针对每一对应位编号所测量或所计算的硅值。标记为“分段二进制”的第四列表示每一对应位编号的分段二进制(也被称为经补偿控制字)。标记为“经补偿值”的第五列表示每一对应位编号的经补偿控制字的值。

在此实例中，数控振荡器控制位中的最低有效位由额外位构成。此额外位有助于对因金属-氧化物-金属电容器的工艺变动而引起的误差进行补偿。位0的位编号b0是用于补偿目的的额外位。所述额外位并非取决于实际的所测量硅值，而是其为与位1或b1的硅值的二分之一相等的所计算值。理想值是基于表达式10*2ⁿkhz，其中n是位编号。因此，b1的理想值是10*2⁰khz＝10khz，b2的理想值是10*2¹khz＝20khz，等等。应注意，b0不存在理想值，因为其仅用于补偿目的，且更具体来说，仅用于实现更好的补偿分辨率。最低有效位的额外位数目并非仅限于值1，且额外位的数目取决于数控振荡器输出频率需要何种分辨率。另外，此实施例中的最低有效位由额外位构成。然而，在另一实施例中，最高有效位(mostsignificantbit，msb)可由额外位构成。

“分段二进制”列中的每一经补偿控制字是基于特定位的理想值与实际硅测量值的比较而形成。每一位将需要被优化及调谐以实现经补偿值。此经补偿值可等于理想值，但其并非一定等于理想值。在理想情况下，经补偿值与理想值之差应小于实际值与理想值之差。

作为实例，对于位1，理想值是10khz，且硅测量值是10khz。由于理想值与所测量值之间不存在偏移，因此经补偿控制字恰好是b1的硅测量值—10khz。作为另一实例，对于位3，理想值是40khz，且硅测量值是50khz。理想值与所测量值之间存在10khz偏移。通过使用由b0、b1及b2的硅测量值组成的经补偿控制字，经补偿控制值可更接近于理想值。经补偿值是5khz+10khz+30khz＝45khz。

在执行本文所述的分段叠加技术之后，视低于理想最低有效位的额外位的值而定，理想值与实际硅值之间的二进制误差可减小至1最低有效位的二分之一。在示例性设计中，使用1个额外位，因为此足以满足系统要求。额外位的数目并非仅限于特定整数。虽然在数控振荡器调谐组中额外最低有效位在此实例中对应于5khz，然而其可对应于不同的值，例如，2khz。在此种情形中，积分非线性变动可从5最低有效位降低至2最低有效位。

图9绘示示例性流程图900，其绘示根据一些实施例用于对数控振荡器(例如包括数控振荡器350)的非线性进行补偿的过程。图9所示过程适用于许多不同的硬件配置，但为清晰起见，会参照图1及图3所示结构来阐述此过程。在910处，接收包含多个硅测量值的数据。作为一个实例，在图8中，表800指示位b0至b6的硅测量值。所述多个硅测量值由分段叠加模块(例如，分段叠加模块305)接收。所述多个硅测量值可由补偿查找表(例如，补偿查找表320)接收及存储。在920处，将所述多个硅测量值中的每一硅测量值与理想值进行比较，每一硅测量值与理想值之差对应于非线性。作为一个实例，在图8中，表800指示位b1至b6的理想值。b0是额外位，且其不具有对应的理想值；b0用于补偿目的。对于位中的一些—b2、b3、b4及b6—理想值与硅测量值之间存在偏移。所述比较由分段叠加模块(例如，分段叠加模块305)执行。所述比较可由补偿查找表(例如，补偿查找表320)执行及存储。在930处，基于比较而生成多个补偿向量，其中每一补偿向量包含至少一个硅测量值。所述多个补偿向量(例如，表800中与位b1至b6对应的分段二进制)存储在补偿查找表(例如，补偿查找表320)中。在940处，基于所述多个补偿向量中的补偿向量来调整频率控制信号。频率控制信号调整由求和块(例如，求和块330)执行。在950处，将经调整的频率控制信号输出到数控振荡器(例如，数控振荡器130或数控振荡器350)的电容器组(例如，电容器组140)。

本文所述的系统及方法可提供较紧凑的电容器组设计及较少的寄生电容，同时消除或减小数控振荡器输出中的相位误差。

在一个实施例中，提供一种用于对数控振荡器(dco)的非线性进行补偿的方法。接收包含多个硅测量值的数据。将所述多个硅测量值中的每一硅测量值与理想值进行比较。基于所述比较而生成多个补偿向量，其中每一所述补偿向量包含至少一个硅测量值。基于所述多个补偿向量中的补偿向量而调整频率控制信号。将经调整的所述频率控制信号输出到所述数控振荡器的电容器组。

在相关实施例中，所述理想值对应于线性数控振荡器增益输出曲线中的值。

在相关实施例中，所述多个补偿向量是以(n+1)×(m+1)矩阵格式存储，其中n大于m。

在相关实施例中，所述多个硅测量值存储在多个寄存器及存储器中的至少一者中。

在相关实施例中，所述方法进一步包括：在所述接收之前，测量所述电容器组的所述非线性。

在相关实施例中，所述数控振荡器的所述电容器组是二进制加权电容器组。

在相关实施例中，所述多个补偿向量中的至少一个补偿向量进一步包含补偿因数，且其中所述补偿因数的值不同于所述硅测量值中的每一者。

在另一实施例中，提供一种用于控制数控振荡器(dco)生成经补偿频率输出的分段叠加模块。所述分段叠加模块包括至少一个数据处理器及非暂时性计算机可读媒体，所述非暂时性计算机可读媒体编码有用于命令所述至少一个数据处理器执行过程的步骤的指令。所述过程的所述步骤包括：接收原始频率控制信号，其中所述原始频率控制信号与所需输出频率相关联；存取与所述原始频率控制信号的值相关联的补偿向量，其中所存取的所述补偿向量将由所述数控振荡器的电容器调谐组中的电容器产生的频率偏移考虑在内，其中所述电容器与所述所需输出频率相关联；基于所存取的所述补偿向量而调整所述原始频率控制信号；以及基于经调整的所述原始频率控制信号而控制所述电容器组中的开关以生成所述经补偿频率输出。

在相关实施例中，所述步骤进一步包括：在所述存取之前，测量所述电容器组的非线性。

在相关实施例中，所述步骤进一步包括：在所述存取之前，基于所测量的所述非线性而生成多个补偿向量。

在相关实施例中，所述多个补偿向量是以(n+1)×(m+1)矩阵格式存储。

在相关实施例中，所述数控振荡器的所述电容器组是二进制加权电容器组。

在相关实施例中，所述频率偏移被减小或消除。

在相关实施例中，所存取的所述补偿向量进一步包含补偿因数，且其中所述补偿因数的值不同于由所述电容器中的每一者产生的所述频率偏移的单独贡献量。

在又一实施例中，提供一种数控振荡器。所述数控振荡器包括：多个电容器；多个开关，以操作方式连接到所述多个电容器；以及分段叠加模块。所述分段叠加模块包括：非暂时性计算机可读媒体，用于存储与由所述多个电容器产生的非线性相关联的补偿因数；其中所述分段叠加模块被配置成基于存储在所述非暂时性计算机可读媒体中的补偿向量而调整输出到所述多个开关的频率控制信号。

在相关实施例中，所述数控振荡器用于全数字锁相环路(adpll)中。

在相关实施例中，所述补偿向量是以(n+1)×(m+1)矩阵格式存储。

在相关实施例中，所述补偿因数存储在多个寄存器及存储器中的至少一者中。

在相关实施例中，所述补偿因数中的补偿因数对应于由电容器产生的所需频率与由所述电容器产生的所测量频率之间的频率偏移。

在相关实施例中，所述多个电容器是二进制加权电容器组。

以上内容概述了若干实施例的特征以使所属领域中的技术人员可更好地理解本发明的各方面。所属领域中的技术人员应了解，他们可易于使用本发明作为基础来设计或修改其他工艺及结构以施行本文所介绍实施例的相同目的及/或实现本文所介绍实施例的相同优点。所属领域中的技术人员还应认识到，此种等效构造并不背离本发明的精神及范围，且在不背离本发明的精神及范围的条件下，他们可对本文作出各种改变、替代、及变更。