时钟信号生成的制作方法

1.本公开总体上涉及电子电路，并且更具体地涉及在这样的电子电路中以不同频率生成多个时钟信号。


背景技术：

2.电子时钟生成电路是已知的。例如，目前被称为rc振荡器的时钟生成电路是已知的。在rc振荡器中，在通过充电电流充电的电容元件两端可用的电压斜坡与参考电压进行比较。在由参考电压每次与电压斜坡交叉时，电压斜坡被重置，之后新的电压斜坡再次与参考电压进行比较。比较由比较器来实现，比较器通常是由比较器组装的运算放大器。在这样的电路中，比较器的输出信号例如在被整形之后用作时钟信号。这样生成的时钟信号的频率然后由电容值、电容元件的充电电流值和参考电压值来确定。
3.当期望生成不同频率的多个时钟信号时，例如提供每个时钟信号由对应的rc振荡器生成。
4.已知的时钟生成电路，特别是上述rc振荡器，具有各种缺点。
5.例如，由于电容元件必须重复充电的事实，上述rc振荡器是相对功率密集的。因此，rc振荡器不适用于期望降低电力消耗的所谓“低功率”应用或电子电路。当需要以不同频率生成多个时钟信号时，这更是如此，这是因为多个电容元件，通常针对每个生成的时钟信号至少一个电容元件必须重复充电。


技术实现要素：

6.电子时钟生成电路是已知的。
7.例如，需要消耗比由rc振荡器实现的用于生成多个时钟信号的电路更少的、用于生成多个时钟信号的电路。
8.例如，需要用于生成多个时钟信号的电路，其中所生成的时钟信号中任何时钟信号的频率可以在受控操作阶段被控制，并且在非受控操作阶段不被控制，使得该信号的频率比非受控操作阶段更准确。
9.实施例克服了已知时钟信号生成设备或电路的全部或部分缺点。
10.实施例克服了已知时钟信号生成方法的全部或部分缺点。
11.一个实施例提供了用于生成多个第一时钟信号的设备，设备包括：
12.第一电路，各自包括环形振荡器，环形振荡器被配置为传送所述多个第一时钟信号中的一个第一时钟信号，振荡器被连接到被配置为接收第一电流的第一节点，
13.电路，被配置为接收第一时钟信号并且传送从第一时钟信号之中选择的第一时钟信号；以及
14.锁相环，被配置为传送第二信号，第二信号根据在选择的第一时钟信号的频率与设定点频率之间的差而变化，设定点频率由第三信号的频率而确定，第三信号是由锁相环接收的时钟信号，
15.其中每个第一电路被配置为在该第一电路传送选择的第一时钟信号并且该第一电路以由锁相环控制的模式操作时，向第一节点提供由第二信号确定的补偿电流。
16.根据一个实施例，每个第一电路包括：
17.第一电流源，被配置为向第一节点提供第一电流；
18.第二节点，被耦合到第一节点；
19.第二电路，被配置为向第二节点提供由第二信号确定的第二电流；以及
20.第三电路，被配置为从第二节点汲取第三电流。
21.根据一个实施例，在每个第一电路中：
22.第一电流源被配置为使得第一电流等于ki乘以参考电流iref；
23.第二电路被配置为使得第二电流等于ki乘以b乘以对于所有第一电路相同的第四电流，b是由第二信号确定的因子；并且
24.第三电路被配置为使得第三电流等于ki乘以a乘以对于所有第一电路相同并且与参考电流iref成比例的第五电流。
25.根据一个实施例，每个第三电路包括电流镜，电流镜包括输入分支以及与所述输入分支相关联的至少一个输出分支，所述至少一个输出分支被配置为传送第三电流。
26.根据一个实施例，在每个第三电路中，所述电流镜的输入分支包括第五电流的发生器。
27.根据一个实施例，每个第三电路的所述电流镜的输入分支是所有第三电路共用的。
28.根据一个实施例，在每个第三电路中，所述至少一个输出分支包括可控制来修改因子a的值的电路。
29.根据一个实施例，每个第二电路包括电流镜，电流镜包括输入分支以及与所述输入分支相关联的至少一个输出分支，所述至少一个输出分支被配置为传送第二电流。
30.根据一个实施例，在每个第二电路中，所述输入分支由第二信号控制并且被配置为使得等于b乘以第四电流的第六电流流过其中。
31.根据一个实施例，在每个第二电路中，所述输入分支包括由第二信号控制的电压-电流转换器。
32.根据一个实施例，电压-电流转换器包括与电阻器串联的晶体管，所述晶体管由第二信号控制。
33.根据一个实施例，第二电路的电流镜的输入分支对于所有第二电路是共用的。
34.根据一个实施例，锁相环包括：
35.分频器，可根据选择的第一信号来编程并且被配置为接收选择的第一信号并且以相对于选择的第一信号的频率分频的频率来传送周期信号；
36.相位比较器，被配置为传送第一二进制信号和第二二进制信号，第一二进制信号指示周期信号何时相对于第二时钟信号相位滞后，第二二进制信号指示周期信号何时相对于第二时钟信号相位超前；
37.电荷泵，由第一二进制信号以及第二二进制信号控制并且被配置为传送根据在周期信号与第二时钟信号之间的相位差变化的信号；以及
38.滤波器，被配置为基于由电荷泵传送的信号来传送第二信号。
39.一个实施例提供了生成多个第一时钟信号的方法，方法包括以下步骤：
40.通过选择电路来选择第一信号中的一个第一信号；
41.通过锁相环来传送第二信号，第二信号根据在选择的第一信号的频率与选择的第一信号的设定点频率之间的差而变化；
42.针对所述一个或多个第一时钟信号中的每个第一时钟信号，向第一对应电路的第一节点提供第一电流，每个第一电路包括与第一节点连接并且传送所述第一时钟信号中的一个第一时钟信号的环形振荡器；以及
43.仅当所述第一电路在由锁相环控制的模式下操作时，才通过所述第一电路向传送选择的第一信号的第一电路的第一节点提供由第二信号确定的补偿电流。
44.根据一个实施例，方法由所描述的设备来实现。
45.根据一个实施例，方法包括：针对每个第一电路，确定所述第一电路的第三电路的因子a的校准值，校准值的确定包括：
46.通过选择电路来选择所述第一电路的第一时钟信号；
47.将分频器重新编程来考虑温度和设备电源电压在选择的第一时钟信号的频率上的变化；
48.从第一节点汲取第三电流，并且通过控制第三电路的所述至少一个输出分支来增加因子a的值；以及
49.针对因子a的每个值，重置分频器并且基于第一二进制信号和第二二进制信号来确定周期信号相对于第二时钟信号是相位超前还是滞后，
50.因子a的校准值是因子a的第一值，其中：
51.在第二电流以及第三电流在受控模式下为正的情况下，周期信号变得相对于第二信号相位滞后；或者
52.在第二电流以及第三电流在受控模式下为负的情况下，周期信号变得相对于第二信号相位超前。
附图说明
53.前述特征和优点以及其他特征和优点将在以下通过例示而非限制的方式给出的具体实施例的描述中参考附图进行详细描述，其中：
54.图1部分地以框的形式示意性地示出了用于生成多个时钟信号的设备的实施例；
55.图2示意性地示出了图1的设备的电路的实施例；以及
56.图3示意性地示出了图1的设备的另一电路的实施例。
具体实施方式
57.在各个图中，相同的特征由相同的附图标记来指定。具体地，在各种实施例中共用的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以设置相同的结构、尺寸和材料特性。
58.为了清楚起见，仅详细图示和描述了对理解本文描述的实施例有用的步骤和元素。具体地，没有详细描述其中可以提供用于生成一个或多个时钟信号的设备或电路的各种常用电子电路，特别是集成的常用应用，所描述的实施例与这些常用电路和应用兼容。类
似地，没有详细描述时钟信号的当前使用，这些当前使用与所描述的实施例兼容。
59.除非另有说明，否则当提及连接在一起的两个元素时，这表示除了导体之外没有任何中间元素的直接连接，并且当提及耦合在一起的两个元素时，这表示这两个元素可以连接或者它们可以经由一个或多个其他元素耦合。
60.在以下公开内容中，除非另有说明，否则当提及绝对位置限定词，诸如术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等，或者相对位置限定词，诸如术语“之上”、“之下”、“上”、“下”等，或者取向限定词，诸如“水平”、“竖直”等时，参考图中所示的取向。
61.除非另有说明，否则表述“约”、“大约”、“基本上”和“在
…
的量级”表示在10％以内，优选在5％以内。
62.在以下的描述中，当电流从节点流出时，电流被称为从节点汲取，并且当电流流向节点时，电流被称为被提供给节点，但是事实上电流可以为正或负。
63.图1部分地以框的形式示意性地示出了用于生成多个时钟信号clki的设备1的实施例，i是在从1到n的范围内的整数索引。所生成的信号clki优选地具有不同的频率。
64.设备1包括用于选择信号clki中的一个信号的信号选择电路5。电路5将信号clki的全部或部分作为输入并且输出与其接收的信号clki中的一个信号相对应的信号clk-sel。电路5还接收控制信号，控制信号确定电路5接收的信号clki中的哪一个信号等于在电路5输出上可用的信号clk-sel。
65.设备1包括锁相环2或pll。
66.锁相环2被配置为传送信号sigf，信号sigf根据在信号clk-sel(即，选定信号clki)的频率与该信号clk-sel的设定点频率之间的差而变化。换言之，信号sigf具有由在信号clk-sel的频率与信号clk-sel的设定点频率之间的差修改的值。更确切地，在锁相环2中，信号clk-sel的频率被分频来获得处于较低频率的周期信号clkfb，并且信号sigf根据在信号clkfb与时钟信号clkref之间的频率差而变化。信号clk-sel的设定点频率然后由因子和信号clkref的频率来确定，通过将信号clk-sel的频率除以该因子从而得到信号clkfb。作为示例，信号sigf是电压，例如，为正并且以参考电势为参考，参考电势通常是接地，被施加到节点或轨道3。信号sigf例如在锁相环2的输出203上可用或由其传送。
67.锁相环2例如在输入201上接收信号clk-sel。
68.锁相环2例如在输入202上还接收时钟信号clkref。优选地，信号clkref从参考时钟信号获得，例如由石英传送的参考时钟信号，使得其频率尽可能准确。作为示例，信号clkref在分频器的输出处获得，分频器被配置为以相对于参考时钟信号的频率分频的频率传送信号clkref。根据另一示例，信号clkref与参考时钟信号混淆，并且例如由石英直接传送。
69.虽然一般而言，无论由电路5选择的信号clki如何，信号clkref均相同，但是信号clkref可以根据由电路5选择的信号clki而具有不同的频率。信号clkref基于参考时钟信号，例如在可编程分频器的输出处获得，并且参考时钟信号的频率被分频来获得信号clkref的因子例如取决于电路5选择的信号clki。
70.根据一个实施例，锁相环2包括：
71.分频器电路，或者分频器205(图1中的框mdiv)，根据由电路5选择并且被传送到锁相环2的信号clki可调节；
72.相位频率检测器或相位比较器207(图1中的框pfd)；
73.电荷泵209；以及
74.环路滤波器211。
75.分频器205被配置为通过作为由电路5选择的信号clki的函数的数mi来将信号clk-sel的频率分频。由电路5选择的该信号clki的设定点频率然后等于mi乘以信号clkref的频率。
76.分频器205在输入2051上接收信号clk-sel，并且在输出2052上传送信号clkfb。在分频器205的输出处的信号clkfb的频率等于通过对应数mi分频的信号clk-sel的频率。
77.相位比较器207被配置为将信号clkfb的相位与信号clkref的相位进行比较。例如，相位比较器207被配置为当信号clkfb相对于时钟信号clkref相位滞后时，传送例如由高状态指示的第一二进制信号up，并且当信号clkfb相对于信号clkref相位超前时，传送例如由高状态指示的第二二进制信号dw。信号clkfb例如由相位比较器207的输入2071接收。信号clkref例如由相位比较器207的输入2072接收。信号up和dw例如分别由相位比较器207的输出2074和2073传送。
78.作为示例，相位比较器207与由m.houdebine于2007年3月提交的题为“contribution pour l’am
é
lioration de la robustesse et du bruit de phase des synth
é
tiseurs de fr
é
quence”的论文的图1.9.a中所示的相位比较器相似或相同。
79.电荷泵209由相位比较器207来控制，例如由二进制信号up和dw来控制。电荷泵209被配置用于基于信号up和dw而生成信号δ(德尔塔)，信号δ(德尔塔)根据在信号clkref与clkfb之间的相位差而变化，即信号δ根据该相位差来调整。例如，信号δ是电压，例如，为正并且以节点3(即接地)为参考。信号up和dw例如分别由电荷泵209的输入2092和2091接收，信号δ例如由电荷泵209的输出2093传送。
80.根据一个实施例，电荷泵209在施加电源电压vdd(例如，为正并且以节点3的接地电势为参考)的节点或轨道4之间包括依以下顺序串联连接的电流源2095、开关swl、开关sw2和电流源2097。例如，电流源2095将节点4耦合到开关sw1，开关sw1将电流源2095耦合到电路209的输出2093，开关sw2将输出2093耦合到电流源2097，并且电流源2097将开关sw2耦合到节点或轨道3。两个电流源2095和2097传送相同的电流，或者换言之，电流源2095传送与由电流源2097传送的电流具有相同值的电流。开关sw1和sw2由相位比较器207的输出信号来控制。
81.根据一个实施例，电荷泵209被配置为当信号clkfb相对于信号clkref相位滞后时，在其输出2093上提供正电流，并且当信号clkfb相对于信号clkref相位超前时，从其输出2093汲取正电流。根据一个实施例，以上述的和图1所示的电荷泵209为例，开关sw1由信号up控制，使得当信号up指示信号clkfb相对于信号clkref相位滞后时，开关sw1接通，否则关断。此外，开关sw2由信号dw控制，使得当信号dw指示信号clkfb相对于信号clkref相位超前时，开关sw2接通，否则关断。因此，当信号clkfb相对于信号clkref相位滞后时，源2095向电荷泵209的输出2093提供电流，并且相反，当信号clkfb相对于信号clkref相位超前时，源2097从电荷泵209的输出2093汲取电流。
82.滤波器211被配置为基于由电荷泵209传送的信号δ(例如，来自从电荷泵209的输出2093汲取或提供的电流)来传送信号sigf。电荷泵209的输出2093被耦合(例如被连接)到
滤波器211的输入端2111。信号sigf例如在滤波器211的输出2112上可用。
83.作为示例，滤波器211包括将输入2111耦合到节点3的电容元件c1，以及与电容元件c1并联的、将输入2111耦合到节点3的电阻器rl和电容元件c2的串联关联，输出2112被耦合、优选地连接到滤波器211的输入2111。
84.因此，在该实施例中，电荷泵209在信号up指示信号clkfb相位滞后于信号clkref时传送正电流，并且在信号dw指示信号clkfb相位超前于信号clkref时汲取正电流，当信号clkfb相对于信号clkref相位滞后或超前时，信号sigf的值分别增加或减小。信号sigf(即，其值)因此根据在信号clk-sel的频率与信号clk-sel的设定点频率之间的差而有效地变化。
85.根据另一实施例，电荷泵209被配置为当信号clkfb相对于信号clkref相位滞后时从其输出2093汲取正电流，并且当信号clkfb相对于信号clkref相位超前时在其输出2093上提供正电流。根据该实施例，以上述的和图1所示的电荷泵209为例，开关sw1由信号dw控制，使得当信号dw指示信号clkfb相对于信号clkref相位超前时，开关sw1接通，否则关断。此外，开关sw2由信号up控制，使得当信号up指示信号clkfb相对于信号clkref相位滞后时开关sw2接通，否则关断。在该实施例中，当信号clkfb相对于信号clkref相位滞后或超前时，信号sigf的值分别减小或增大。信号sigf(即，其值)因此根据在信号clk-sel的频率与信号clk-sel的设定点频率之间的差而有效地变化。
86.除了锁相环2之外，设备1包括与由设备1生成的信号clki一样多的时钟信号生成电路4i，即，在该示例中为n个电路4i。换言之，对于由设备1生成的每个时钟信号clki，设备1包括对应的电路4i。在图1中，仅示出了三个电路41、4i和4n来避免附图过载。
87.每个电路4i包括环形振荡器5i(图1中的框roi)。每个振荡器5i被配置为传送对应的信号clki。振荡器5i例如彼此不同，使得信号clki的频率彼此不同。
88.虽然这在图1中没有示出，但是每个振荡器5i包括例如奇数个串联连接的逻辑门以形成回路。这些逻辑门中的每个逻辑门均被配置为将它所接收的二进制信号的状态反转，即，当它接收处于高状态的二进制信号时传送处于低状态的二进制信号，并且在其接收处于低状态的二进制信号时传递处于高状态的二进制信号。由于这些逻辑门中的传播时间，这些门中的每个逻辑门的输出上可用的二进制信号开始以由形成环形振荡器的逻辑门的传播时间确定的频率在低状态与高状态之间振荡。该信号例如是由振荡器5i传送的信号clki。
89.在每个电路4i中，振荡器5i被连接到节点400i。节点400i被配置为接收电流isupplyi。
90.更具体地，在每个电路4i中，振荡器5i从节点400i汲取电流ii用于其电力供应。例如，振荡器5i被连接在节点400i与节点3之间，并且以在这些节点400i与3之间可用的电压供电。
91.每个电路4i被配置为以非受控模式或受控模式选择性地操作。当电路4i在受控模式下操作时，电路5选择该电路4i的信号clki，或者换言之，信号clk-sel对应于该电路4i的信号clki。当电路4i在受控模式下操作时，其信号clki的频率由锁相环2控制。虽然在一时间处电路4i中的单个电路可以在受控模式下操作，但所有电路4i可以在非受控模式下同时操作。
92.更具体地，每个电路4i被配置为仅当它在受控模式下操作时才向节点400i供应由信号sigf确定的补偿电流icompi。换言之，每个电路4i被配置为当其在受控模式下操作时向节点400i提供补偿电流icompi，并且当其在非受控模式下操作时不向节点400i提供该电流icompi。电流icompi的值与信号sigf的值相关。根据信号sigf的值，被提供给节点400i的电流icompi可以为正或负。
93.在设备1中，在不需要为每个电路4i提供不同的锁相环的情况下，针对电路4i中的任何电路可以被选择为在受控模式下操作。相对于其中每个电路4i将与不同的锁相环相关联的类似设备，这使得能够减少设备1的体积和功耗。
94.当电路4i在非受控模式下操作时，由其振荡器5i接收的电流ii等于电流isupplyi，由此其传送的信号clki的频率由电流isupplyi的值被确定。确定每个电路4i的振荡器5i的结构以及电流isupplyi的值将在本领域技术人员的能力范围内，使得在非受控模式下由振荡器5i传送的信号clki的频率等于其设定点频率，即，mi乘以与该信号clki相对应的信号clkref的频率。
95.然而，当该电路4i在受控模式下操作时，由其振荡器5i接收的电流ii与提供给节点400i的电流icompi相关，并且因此与电压sigf的值相关，这使得由于电压sigf而能够控制信号clki的频率。由电路4i在受控模式下提供的信号clki的频率然后等于其设定点值，其准确度比电路4i处于非受控模式时更高。具体地，每个电路4i被配置为当其在受控模式下操作时，当信号clki的频率大于其设定点值时减小电流icompi的值，并且当信号clki的频率小于其设定值时增大电流icompi的值。换言之，每个电路4i被配置为基于信号sigf，在信号clkfb相对于信号clkref相位超前时减小电流icompi，并且在信号clfkb相对于信号clkref相位滞后时增大电流icompi。
96.在以受控模式操作的电路4i中，电流icompi的修改引起由该电路4i的振荡器5i传送的电流ii的对应修改，这导致由该振荡器5i传送的信号clki的频率的对应修改。例如，电流icompi的减小导致电流ii的减小，并且由此导致信号clki的频率减小。
97.根据一个实施例，每个电路4i包括节点404i，节点404i通过开关sw3i被耦合到节点400i，使得当开关sw3i接通时，电流icompi从节点404i传送到节点400i(受控操作)，并且相反地，当开关sw3i关断时，节点400i与节点404i隔离并且电流icompi不从节点404i传送到节点400i(非受控操作)。在备选实施例中，开关sw3i可以通过提供其他装置(例如其他开关)而被省略，以根据这些开关的状态来向节点400i选择性地供应电流icompi。例如，受控开关可以在非受控操作期间提供，使得电流icompi被强制为零值。
98.根据一个实施例，每个电路4i包括电流源402i，电流源402i被配置为向节点400i供应电流isupplyi。作为示例，每个电流源402i将节点4耦合到对应节点400i。根据一个实施例，每个电路4i的电流源402i被配置为使得它提供给节点400i的电流isupplyi等于ki乘以参考电流iref，ki是针对每个电路4i的不同因子。因此，当该电路4i处于非受控模式时，由每个电路4i传送的信号clki的频率至少部分地由该电路4i的因子ki和电流iref来确定。
99.根据一个实施例，每个电路4i包括具有节点404i作为输出的电路6i，电路6i被配置为向节点404i供应电流icompi。
100.根据一个实施例，每个电路4i并且更具体地其电路6i包括被配置为向节点404i提供由信号sigf确定的电流i+i的电路7i，以及被配置为从节点404i汲取电流i-i的电路8i。
电流icompi然后等于电流i+i减去电流i-i。
101.在电流ii和i+i二者均为正的实施例中，在从节点400i汲取的电流ii中的增加导致信号clki的频率降低，并且在提供给节点400i的电流i+i中的增加导致信号clki的频率增加。
102.在电流ii和i+i二者均为负的备选实施例中，在从节点400i汲取的电流i-i中的增加(绝对值)导致信号clki的频率增加，并且在提供给节点400i的电流i+i中的增加(绝对值)导致信号clki的频率降低。
103.根据一个实施例，每个电路4i的电路7i被配置为使得电流i+i等于ki乘以b乘以电流i'，b是由信号sigf的值确定的因子。对于所有电路4i，电流i'相同。例如，对于信号sigf的任何给定值，无论所考虑的电路4i如何，因子b均相同。
104.根据一个实施例，每个电路4i的电路8i被配置为使得电流i-i等于ki乘以a乘以电流i”。电流i”例如与电流iref成比例。
105.对于每个电路4i，因子a的值被确定为使得当电流icompi仅等于电流i-i(电流i+i等于0)时，信号clki的频率与其目标值不同，并且使得当电流icompi等于电流i+i与i-i之差并且电流i+i是非零信号sigf的函数时，信号clki的频率可以恢复到其目标值。因此，当电流i-i与i+i为正时，因子a被确定为当提供给节点400i的电流icompi仅等于电流i-i时，使得信号clki的频率小于其设定点频率。相反，当电流i+i与i-i为负时，因子a被确定为使得当提供给节点400i的电流icompi仅等于电流i-i时，信号clki的频率大于其设定点频率。
106.此外，优选地通过考虑设备1的可能操作条件，即，其操作温度和其电源电压vdd的可能变化，以及当电流icompi为零(非受控)时这些变化对信号clki的频率的影响，因子a的确定被执行。当在设备1的设计阶段，即，在其制造之前，因子a的值被确定时还考虑了当电流icompi为零时，制造变化对信号clki的频率的影响。
107.根据一个实施例，在设备1的设计阶段期间，因子a的值考虑pvt(“工艺、电压、温度”)变化而被确定。优选地，在该实施例中，因子a的值对于所有电路4i均相同。作为示例，在这样的实施例中，当电流i+i与i-i为正时，当电流icompi为零时，观察到信号clki随着pvt变化而可以采用的最大频率。从该最大频率的信号clki开始，并且当电流i+i为零时，因子a的值以及电流i-i的值逐渐增加，直到信号clki的频率变得小于其设定点频率为止。当电路4i在受控模式下操作时，信号a的该值将被使用。根据另一示例，在这样的实施例中，当电流i+i与i-i为负时，观察到当电流icompi为零时信号clki随着pvt变化可以采用的最小频率。从该最小频率的信号clki开始，并且当电流i+i为零时，因子a的值以及电流i-i(绝对值)的值逐渐增加，直到信号clki的频率变得大于其设定点频率为止。当电路4i在受控模式下操作时，信号a的该值将被使用。
108.根据另一实施例，每个电路4i的校准阶段被提供来确定每个电路4i的因子a的值，考虑到温度和电压vdd的可能变化、制造变化的影响由于该校准阶段而被抑制。在这样的实施例中，因子a的值在两个电路4i之间不同。每个电路8i然后可配置为改变该电路的因子a的值。此外，温度和电压vdd的变化对信号clki的频率的最大影响(即，信号clki的频率随温度和电压vdd的变化的最坏可能偏差)已知。因子a的值通过考虑信号clki的频率随温度和电压vdd的变化而发生的最坏变化来确定，而电流i+i为零，使得当电流icompi仅等于电流i-i时，信号clki的频率与其设定点频率不同，并且当电流icompi等于电流i-i与i+i的差
时，信号clki的该频率可以恢复到设定点频率。
109.作为一个示例，在电流i+i与i-i分别为正或负的情况下，这意味着当电流icompi为零(非受控操作)时，信号clki可能在温度和电压vdd的变化下采用的最大、最小频率已知。在电流i+i与i-i分别为正或负的情况下，电路8i的校准阶段则如下实现：
110.锁相环2的框205被编程为将所接收的信号clki的频率除以数mi'(数mi'等于数mi减少或增加x％)，以考虑温度和电压vdd变化对信号clki的频率的最坏影响。换言之，分频器205在校准阶段期间被重新编程来考虑温度和电源电压在选定信号clki的频率上的变化，
111.当电流i+i为零时，因子a的值以及因此电流i-i(绝对值)的值逐渐增加，优选通过在每个步骤处，在信号clkref的上升沿或下降沿上将分频器205复位(根据相位检测器205的方向)，即，对于因子a的每个新值，分频器205的复位包括例如将形成它的触发器的输出复位，以及
112.当信号clkfb相对于信号clkref相位滞后(电流i+i与i-i为正的情况)或超前(电流i+i与i-i为负的情况)时，因子a的最终或校准值被确定。
113.因子a的该最终值或校准值然后被存储在存储器(未示出)中。在受控操作期间，电路8i被控制为使得因子a处于校准阶段期间已确定的校准值，并且锁相环的分频器块205然后利用数mi、而不是数mi'来编程。
114.作为示例，该校准阶段可以由用于控制设备1的电路(未示出)，例如状态机，基于在锁相环2的相位比较器207的输出处可用的信号up和dw来实现，使得由于这些信号，可以检测通过将信号clki的频率除以mi'获得的信号clkfb的频率分别小于或大于信号clkref的频率。更准确地，信号up和dw被用于检测信号clkfb的频率何时分别变得小于或大于信号clkref的频率。优选地，该控制电路还被配置用于控制电路5。优选地，该控制电路还被配置用于例如通过控制该电路4i的开关sw3i来控制电路4i处于受控模式还是非受控模式。
115.与通过多个rc振荡器实现的多个时钟信号的发生器相比，由于设备1不包括电容斜坡发生器的事实，设备1消耗更少的电力。因此，设备1特别适用于所谓的“低消耗”应用。
116.设备1已在以上设备1被配置为生成n个不同信号clki的情况下进行了描述。根据未要求保护的实施例，设备1被配置为生成单个时钟信号，例如信号clk1。在该情况下，设备1与关于图1描述的设备相同，不同之处在于它不包括电路42到4n，即，电路4i，其中i的范围从2到n，它不包括电路5，并且信号clk1由锁相环的输入201接收。
117.根据一个实施例，每个电路7i包括电流镜，电流镜包括输入分支以及与该输入分支相关联的至少一个输出分支。所述至少一个输出分支被配置为提供电流i+i。输入分支由信号sigf控制。例如，输入分支包括由第二信号控制的电压-电流转换器。输入分支被配置为使得等于b乘以电流i'的电流在其中流动。根据一个实施例，该输入分支对所有电路7i共用，或者换言之，同一输入分支被所有电路7i共享。这特别是由于，为了获得给定电路7i的电流i+i，该电路7i的电流镜被配置为将流过共用输入分支的电流b*i'乘以对该电路7i特定的因子ki。相对于每个电路7i将包括不同输入分支的情况，提供所有电路7i共用的这样的输入分支能够减少设备1的体积和功耗。
118.根据优选地与上述实施例组合的实施例，每个电路8i包括电流镜，电流镜包括输入分支以及与该输入分支相关联的至少一个输出分支。所述至少一个输出分支被配置为传
送电流i-i。输入分支被配置为使得电流i”流过其中。根据一个实施例，该输入分支为所有电路8i共用，或者换言之，所有电路8i共享相同的输入分支。这具体是因为为了获得给定电路8i的电流i-i，该电路8i的电流镜被配置为将流过共用输入分支的电流i”乘以因子ki与该电路8i特定的a的乘积。相对于每个电路8i将包括不同输入分支的情况，提供所有电路8i共用的这种输入分支能够减少设备1的体积和功耗。应当注意，对于每个电路8i的因子a的值被校准的实施例，电流镜的所述至少一个输出分支可控制以改变因子a的值，或者换言之，包括可控制以改变因子a的值的电路。
119.例如借助电流镜，基于这些电路的上述功能描述来实现先前描述的电路将在本领域技术人员的能力范围内，电流镜具有电流镜的输入分支中存在的电流以及电流镜的与该输入分支相关联的一个或多个输出分支提供的电流的比率ki。
120.图2示意性地示出了图1的设备1的电路8i的实施例。在该示例中，电路8i被配置为允许实现诸如先前描述的校准步骤，并且其从节点404i(图1)汲取的电流i-i为正。
121.电路8i包括电流镜805。电流镜包括输入分支806和输出分支804。
122.输入分支806被配置为使得电流i”流过其中。作为示例，输入分支806包括与mos(“金属氧化物半导体”)晶体管t2串联的电流发生器807，电流发生器807被配置为传送电流i”。例如，晶体管t2具有n沟道并且将发生器807的端子耦合到节点3，发生器807的另一端子被耦合、优选地被连接到节点4。
123.根据一个实施例，电路8i的电流镜805的输入分支806对于所有电路8i共用。换言之，所有电路8i的电流镜805共享相同的输入分支806。
124.电流镜805的输出分支804被配置为供应或生成电流i-i，即，从电路8i的输出汲取电流i-i。
125.分支804包括mos晶体管tl，其中沟道类型与晶体管t2的沟道类型相同。晶体管t1被组装成晶体管t2的镜像。换言之，晶体管t1和t2的栅极被连接在一起，并且被连接到晶体管t2的漏极。例如，晶体管t1的第一传导端子(例如源极)被耦合(优选地被连接)到处于接地电势的节点3，并且晶体管t1的第二传导端子(例如其漏极)被耦合到电路8i的输出。
126.晶体管tl被配置为提供电流i”乘以因子ki和因子amax的乘积的副本。换言之，晶体管t1被配置为提供等于amax*ki*i”的电流。再换言之，晶体管t1的尺寸比与晶体管t2的尺寸比之比等于该电路8i的系数ki与amax的乘积。
127.在该实施例中，为了允许实现校准阶段，电路8i还包括电路800，电路800被配置为以受控方式减小因子a相对于其最大值amax的值。换言之，晶体管t1和电路800被配置在一起，以从电流i”提供或生成电流i-i。再换言之，电流镜805的输出分支804可控来改变因子a的值。在该示例中，电路800包括与晶体管t1的第二传导端子耦合、优选地连接的第一端子801，以及与电路8i的输出耦合、例如连接的第二端子802。
128.根据一个实施例，电路800在其端子801与802之间包括多个mos晶体管，mos晶体管例如具有n沟道、彼此串联连接并且串联连接到开关sw5，串联连接的晶体管使得它们的栅极彼此连接并且被连接到晶体管t1的栅极。在图2所示的示例中，电路800包括两个晶体管t3和t4，晶体管t4通过开关sw5而被耦合到端子802。根据该实施例，电路800还包括与电路800的晶体管t3、t4中的每个晶体管并联连接的开关。更具体地，在所示示例中，电路800包括与晶体管t3并联连接的开关sw6以及与晶体管t4并联连接的开关sw7。
129.根据电路800的该实施例，当开关sw5关断时，分支804中的电流i-i为零。然而，当开关sw5接通时，该电流i-i等于ki*amax/(n+1)*i”，n是由接通的开关sw6、sw7的数目确定的因子。实际上，接通的开关sw6、sw7的数目减少得越多，在这些端子801与802之间的电路800的等效电阻增加得越多，并且因此因子n的值增加得越多。因子n的值增加得越多，因子a的值(此处等于amax/(n+1))减小得越多，并且因此电流i-i的值减小得越多。换言之，当与电路800的晶体管中的一个晶体管并联的开关关断时，该晶体管最终与晶体管t1串联，这导致电流i-i减小。
130.通过控制电路800的开关的关断和接通状态，因子a的值例如在先前描述的校准阶段期间被改变，校准阶段被实现来确定因子a的值。作为示例，在该校准阶段期间，电路800的开关sw5、sw6、sw7由信号up和dw控制(图1)。例如，在第一步骤处，开关sw5关断并且电流i-i为零，或者换言之，因子a为零。在第二步骤处，开关sw5接通并且所有其他开关关断，并且因子a然后处于非零最小值。在第三步骤处，为了增加因子a的值，开关sw5以外的开关依次接通。分频器205优选地在因子a的值的每次改变之后复位，并且信号up和dw被用于确定因子a的值，针对因子a的值，信号clfkb变得相对于信号clkref相位滞后。该值然后通过以适当的方式控制电路800的开关而被用于受控模式。
131.本文中已描述了电路800的晶体管串联的示例。在未示出的另一实施例中，可以规定电流镜805包括并联的多个输出分支，每个输出分支提供电流amax*ki*i”的一部分。在该情况下，电路800例如每个输出分支包括一个开关，使得每个输出分支的开关状态确定该输出分支提供的电流amax*ki*i”的部分是否对电流i-i有贡献。换言之，电流镜的输出分支可控来改变因子a的值。
132.电路8i适用于实现校准步骤来确定因子a的值的情况已在上文中描述。在设备1的设计中确定因子a的值并且没有提供校准阶段来确定每个电路8i的因子a的值的情况下，电路800可以被省略，并且因子amax然后等于由设备1的设计确定的因子a。
133.上文已描述了从电路8i的输出汲取的电流i-i为正的电路8i的情况。在从电路8i的输出汲取的电流i-i为负的情况下，可以为电路8i提供包括附加的p沟道mos晶体管电流镜。该附加电流镜的第一mos晶体管与电路8i的电流镜805的(多个)输出分支串联，并且在节点4与电路8i的输出之间，该附加电流镜的第二mos晶体管被组装为第一晶体管的镜。作为变型，可以提供反转节点3和4以及上文关于图2描述的电路8i的每个晶体管的沟道类型。
134.图3示意性地示出了图1的设备1的电路7i的实施例。在该示例中，电路7i被配置为使得其向节点404i(图1)提供的电流i+i为正，并且当信号clkfb相对于信号clkref相位滞后或超前时，以电压sigf操作，电压sigf分别增加或减少。
135.电路7i包括电流镜702。电流镜702包括输入分支703以及与输入分支703相关联的输出分支701。输出分支被配置为供应电流i+i。
136.输入分支703由电压sigf控制。更具体地，分支703被配置为使得其传导的电流i700等于电流i'的b倍。
137.在该实施例中，输入分支703包括由信号sigf控制的电压-电流转换器700。在该示例中，电压-电流转换器包括mos晶体管t7，mos晶体管t7在该示例中具有n沟道，与转换器700的两个端子704和705之间的电阻器r2串联。晶体管t7由信号sigf来控制或者换言之，晶体管t7的栅极接收信号sigf。晶体管t7具有与端子705耦合的第一传导端子(例如其源极)
以及与端子704耦合的第二传导端子(例如其漏极)。更确切地，在图3的示例中，晶体管t7的源极被连接到电阻器r2的端子706，电阻器r2的另一端子被连接到端子705。转换器700的端子705被耦合、优选地被连接到节点3，转换器700的端子704被耦合到节点4。
138.输入分支703还包括mos晶体管t6，mos晶体管t6在该示例中具有p沟道，在节点3与4之间与转换器700串联。晶体管t6将转换器700的端子704耦合到节点4。
139.根据一个实施例，电路7i的电流镜702的输入分支703对于所有电路7i共用。换言之，所有电路7i的电流镜702共享相同的输入分支703。
140.与输入分支703相关联的输出分支701被配置为从i700的电流供应电流i+i。更准确地，分支701被配置为提供电流i700乘以因子ki的副本，使得电流i+i流过分支701。因此，分支701包括mos晶体管t5。晶体管t5具有与晶体管t6相同类型的沟道。晶体管t5与晶体管t6镜像组装。换言之，晶体管t5的栅极被连接晶体管t6的栅极，并且晶体管t6的栅极被连接晶体管t6的漏极。晶体管t5的传导端子(例如其源极)被连接到节点4，并且晶体管t5的另一传导端子(例如其漏极)被耦合、例如被连接到电路7i的输出。晶体管t5的尺寸比与晶体管t6的尺寸比之比等于因子ki。
141.在上述电路示例中，当电压sigf增加时，电阻器r2两端的电压(即，端子706上的电压)增加。这导致通过电阻器r2的电流增加，从而导致电流i700或者换言之因子b的值增加。这导致电流i+i的对应增加。
142.上文已描述了电流镜702包括单个输出分支701的情况。在未示出的另一示例中，可以规定电流镜702包括多个输出分支或者多个电流副本，镜的每个输出分支然后供应电流i+i的一部分。
143.上文已描述了被配置为提供正电流i+i并且以电压sigf操作的电路8i的示例，当信号clkfb相对于信号clkref相位滞后或超前时，电压sigf分别增加或减小。在电流i+i为负并且电压sigf分别增加或减小的情况下，当信号clkfb相对于信号clkref相位滞后或超前时，例如在上述电路8i中将节点3和4以及每个晶体管的沟道类型反转就足够了。更一般地，当信号clkfb相对于信号clkref分别相位滞后或超前时，使得先前描述的电路8i适配于电流i+i为负和/或电压sigf分别增加或减小的情况将在本领域技术人员的能力范围内。
144.因此，在本公开中，时钟信号clkl、
…
、clki、
…
、clkn通过以下步骤的实现方式而生成：
145.通过电路5来选择信号clki中的一个信号；
146.通过锁相环2来传送信号sigf，信号sigf根据在通过选定信号clki分频获得的信号clkfb的频率与参考时钟信号clkref的频率之间的差而变化；
147.对于时钟信号clk1、...、clki、...、clkn中的每个时钟信号，向对应电路41、...、4i、
…
、4n的节点4001、...、400i、...、400n提供电流isupply1、...、isupplyi、isupplyn包括与节点4001、
…
、400i、
…
、400n连接的环形振荡器51、
…
、5i、...、5n传送时钟信号clk1、
…
、clki；以及
148.对于传送选定信号clki的电路4i，选择性地，即仅在该电路4i的受控操作阶段期间，向该电路4i的节点400i提供由信号sigf确定的补偿电流icomp1、...、icompi、...、icompn。
149.设备1和形成它的电路的实施例和变型已在上文中结合图1、图2和图3进行了描
述。提供设备1和基于给定功能描述形成它的电路的其他实现方式在本领域技术人员的能力范围内。例如，提供锁相环2、电路6i、7i、8i、800和/或700的除先前描述的那些之外的其他实现方式将在本领域技术人员的能力范围内。
150.已描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变型的某些特征可以被组合，并且本领域技术人员将想到其他变型。
151.最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实现方式在本领域技术人员的能力范围内。
152.一种用于生成多个第一时钟信号(clk1、clki、clkn)的设备，设备(1)可以被概括为包括：第一电路(41、4i、4n)，每个第一电路包括环形振荡器(51、5i、5n)，环形振荡器被配置为传送所述多个第一时钟信号(clk1、clki、clkn)中的一个第一时钟信号，振荡器被连接到被配置为接收第一电流(isupply1、isupplyi、isupplyn)的第一节点(4001、400i、400n)；电路(5)，被配置为接收第一时钟信号(clk1、clki、clkn)并且传送从第一时钟信号(clk1、clki、clkn)中选择的第一时钟信号(clk-sel)；以及锁相环(2)，被配置为传送第二信号(sigf)，第二信号(sigf)根据在选择的第一时钟信号的频率与设定点频率之间的差而变化，设定点频率由第三信号的频率而确定，第三信号是由锁相环接收的时钟信号(clkref)，其中当该第一电路传送选择的第一时钟信号并且该第一电路以由锁相环控制的模式操作时，每个第一电路(41、4i、4n)被配置为向第一节点传送由第二信号(sigf)确定的补偿电流(icomp1、icompi、icompn)。
153.每个第一电路(41、4i、4n)可以包括：第一电流源(4021、402i、402n)，被配置用于向第一节点(4001、400i、400n)提供第一电流(isupply1、isupplyi、isupplyn)；第二节点(4041、404i、404n)，与第一节点(4001、400i、400n)耦合；第二电路(71、7i、7n)，被配置为向第二节点(4041、404i、404n)提供由第二信号(sigf)确定的第二电流(i+1、i+i、i+n)；以及第三电路(81、8i、8n)，被配置为从第二节点汲取第三电流(i-1、i-i、i-n)。
154.在每个第一电路(41、4i、4n)中：第一电流源(4021、402i、402n)可以被配置为使得第一电流(isupply1、isupplyi、isupplyn)等于ki乘以参考电流iref；第二电路(71、7i、7n)可以被配置为使得第二电流(i+1、i+i、i+n)等于ki乘以b乘以对于所有第一电路均相同的第四电流(i')，b是由第二信号(sigf)确定的因子；并且第三电路(81、8i、8n)可以被配置为使得第三电流(i-1、i-i、i-n)等于ki乘以a乘以第五电流(i”)，第五电流(i”)对于所有第一电路(41、4i、4n)均相同并且与参考电流iref成比例。
155.每个第三电路(81、8i、8n)可以包括电流镜(805)，电流镜(805)包括输入分支(806)以及与所述输入分支相关联的至少一个输出分支(804)，所述至少一个输出分支被配置为提供第三电流(i-1、i-i、i-n)。
156.在每个第三电路(81、8i、8n)中，所述电流镜(805)的输入分支(806)可以包括第五电流(i”)的发生器(807)。
157.每个第三电路(81、8i、8n)的所述电流镜(805)的输入分支(806)可以是所有第三电路(81、8i、8n)共用的。
158.在每个第三电路(81、8i、8n)中，所述至少一个输出分支(804)可以包括可控制来修改因子a的值的电路(800)。
159.每个第二电路(71、7i、7n)可以包括电流镜(702)，电流镜(702)包括输入分支
(703)以及与所述输入分支相关联的至少一个输出分支(701)，所述最后一个输出分支被配置为提供第二电流(i+1、i+i、i+n)。
160.在每个第二电路(71、7i、7n)中，所述输入分支(703)可以由第二信号(sigf)控制并且可以被配置为使得第六电流(i700)等于b乘以其中流动的第四电流(i')。
161.在每个第二电路(71、7i、7n)中，所述输入分支(703)可以包括由第二信号(sigf)控制的电压-电流转换器(700)。
162.电压-电流转换器(700)可以包括与电阻器(r2)串联的晶体管(t7)，所述晶体管(t7)由第二信号(sigf)控制。
163.第二电路(71、7i、7n)的电流镜(702)的输入分支(701)可以为所有第二电路共用。
164.锁相环(2)可以包括：分频器(205)，其根据第一选择信号(clk1、clki、clkn)进行编程并且被配置为接收选择的第一信号并以相对于选择的第一信号的频率进行分频的特定频率传送周期信号(clkfb)；相位比较器(207)，被配置为传送第一二进制信号(up)和第二二进制信号(dw)信号，第一二进制信号(up)指示周期信号(clkfb)相对于第二时钟信号(clkref)相位滞后，第二二进制信号(dw)信号指示周期信号(clkfb)相对于第二时钟信号(clkref)相位超前；电荷泵(209)，其由第一二进制信号和第二二进制信号(up、dw)控制并且被配置为传送信号(δ)，信号(δ)根据在周期信号(clkfb)与第二时钟信号(clkref)之间的相位差而变化；以及滤波器(211)，被配置为基于电荷泵(209)传送的信号(δ)来传送第二信号(sigf)。
165.每个第一电路(41、4i、4n)可以包括：第一电流源(4021、402i、402n)，被配置用于向第一节点(4001、400i、400n)提供第一电流(isupply1、isupplyi、isupplyn)；第二节点(4041、404i、404n)，与第一节点(4001、400i、400n)耦合；第二电路(71、7i、7n)，被配置为向第二节点(4041、404i、404n)提供由第二信号(sigf)确定的第二电流(i+1、i+i、i+n)；以及第三电路(81、8i、8n)，被配置为从第二节点汲取第三电流(i-1、i-i、i-n)，其中在每个第一电路(41、4i、4n)中：第一电流源(4021、402i、402n)被配置为使得第一电流(isupply1、isupplyi、isupplyn)等于ki乘以参考电流iref；第二电路(71、7i、7n)被配置为使得第二电流(i+1、i+i、i+n)等于ki乘以b乘以对于所有第一电路相同的第四电流(i')，b是由第二信号(sigf)确定的因子；并且第三电路(81、8i、8n)被配置为使得第三电流(i-1、ii、in)等于ki乘以a乘以对于所有第一电路(41、4i、4n)相同并且与参考电流iref成比例的第五电流(i”)，并且其中在每个第三电路(81、8i、8n)中，所述至少一个输出分支(804)包括可控制来修改因子a的值的电路(800)。
166.一种用于生成多个第一时钟信号(clk1、clki、clkn)的方法可以被概括为包括：通过选择电路(5)来选择第一信号中的一个第一信号；通过锁相环(2)来传送第二信号(sigf)，第二信号(sigf)根据在选择的第一信号的频率与选择的第一信号的设定点频率之间的差而变化；对于所述一个或多个第一时钟信号(clk1、clki、clkn)中的每个第一时钟信号，将第一电流(isupply1、isupplyi、isupplyn)提供给对应的第一电路(41、4i、4n)的第一节点(4001、400i、400n)，每个第一电路(41、4i、4n)包括与第一节点(4001、400i、400n)连接的环形振荡器(51、5i、5n)并且传送所述第一时钟信号(clk1、clki、clkn)中的一个第一时钟信号；并且仅当所述第一电路在由锁相环(2)控制的模式下操作时，通过所述第一电路向传送选择的第一信号的第一电路的第一节点(4001、400i、400n)提供由第二信号(sigf)确
定的补偿电流。
167.方法可以通过根据权利要求1所述的设备(1)来实现。
168.方法可以由根据权利要求14所述的设备(1)来实现，方法包括：对于每个第一电路(4i)，确定所述第一电路(4i)的第三电路(8i)的因子a的校准值，确定校准值包括：通过选择电路(5)来选择所述第一电路(4i)的第一时钟信号(clki)；将分频器(205)重新编程来考虑设备(1)的温度和电源电压在选择的第一时钟信号(clk-sel)的频率上的变化；从第一节点(400i)汲取第三电流(i-i)并且通过控制第三电路(8i)的所述至少一个输出分支(804)来增加因子a的值；以及对于因子a的每个值，将分频器(205)复位并且基于第一二进制信号和第二二进制信号(up、dw)来确定周期信号(clkfb)相对于第二时钟信号(clkref)是相位超前还是相位滞后，因子a的校准值是因子a的第一值，其中：在第二电流和第三电流(i+i、i-i)在受控模式下为正的情况下，周期信号(clkfb)相对于第二时钟信号(clkref)相位滞后；或者在第二电流和第三电流(i+i、i-i)在受控模式下为负的情况下，周期信号(clkfb)相对于第二信号(clkref)相位超前。
169.上述各种实施例可以被组合来提供进一步的实施例。
170.根据以上详细描述，可以对实施例进行这些和其他改变。一般而言，在所附权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限于说明书和权利要求中公开的特定实施例，而应被解释为包括权利要求所要求保护的所有可能的实施例以及其等效物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。