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振荡信号产生器及控制振荡信号产生器的方法

阅读：1033发布：2021-02-01

IPRDB可以提供振荡信号产生器及控制振荡信号产生器的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种振荡信号产生器及控制振荡信号产生器的方法，振荡信号产生器包含有：一振荡电路，用来依据至少一第一控制信号来产生一振荡信号；以及一控制电路，用来依据芯片温度调整该第一控制信号，其中该第一控制信号在一第一边界以及一第二边界之间进行调整，以及当温度比较接近一第一温度边界而比较不接近一第二温度边界时，该控制电路用来使得该第一控制信号比较接近该第一边界而比较不接近该第二边界，以使得该锁相回路在一锁定模式时，该振荡电路可以产生具有一预定频率的该振荡信号。本发明的振荡信号产生器可以补偿压控振荡器由于温度造成的频率变化。，下面是振荡信号产生器及控制振荡信号产生器的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种振荡信号产生器，应用于一锁相回路中，其特征在于，包含有：一振荡电路，用来依据至少一第一控制信号来产生一振荡信号；以及一控制电路，用来依据芯片温度调整该第一控制信号；

其中该第一控制信号在一第一边界以及一第二边界之间进行调整，以及当该芯片温度接近一第一温度边界而不接近一第二温度边界时，该控制电路调整该第一控制信号接近该第一边界而不接近该第二边界，以使得该锁相回路在一锁定模式时，该振荡电路产生具有一预定频率的该振荡信号。

2.如权利要求1所述的振荡信号产生器，其特征在于，该振荡电路为一数控振荡器。

3.如权利要求1所述的振荡信号产生器，其特征在于，该第一边界以及该第二边界都是电压边界。

4.如权利要求1所述的振荡信号产生器，其特征在于，该芯片温度由一热量感测器来判定，该热量感测器用来感测该振荡信号产生器周围的环境温度。

5.如权利要求1所述的振荡信号产生器，其特征在于，该振荡电路包含有：一可变电容，在该锁定模式时受控于该第一控制信号，而在该锁相回路的一校正模式时受控于一第二控制信号；以及一切换电容阵列，在该校正模式时受控于一第三控制信号，而在该锁定模式时受控于一第四控制信号。

6.如权利要求5所述的振荡信号产生器，其特征在于，该控制电路另用来：在该校正模式时产生该第二控制信号，该第二控制信号处于该第一边界以及该第二边界的大致上的中间位置以控制该可变电容，以及产生该第三控制信号以使得该振荡电路产生具有该预定频率的该振荡信号，其中该第三控制信号对应至一第一子频带范围；以及在该校正模式之后，依据该芯片温度来利用该第四控制信号来控制该切换电容阵列，以使得该锁相回路在该锁定模式时通过控制该第一控制信号来锁住该振荡电路，其中该第四控制信号对应至一第二子频带范围，该第二子频带范围偏离于该第一子频带范围。

7.如权利要求5或6所述的振荡信号产生器，其特征在于，在该校正模式之后以及在该锁定模式之前，该控制电路还依据该芯片温度并利用一预定的单位步进信号来将该第三控制信号调整为该第四控制信号。

8.如权利要求1所述的振荡信号产生器，其特征在于，该振荡电路包含有：一可变电容，在该锁相回路的一校正模式时受控于该第一控制信号，而在该锁定模式时受控于一第二控制信号；以及一切换电容阵列，在该锁相以及该校正模式时受控于一第三控制信号。

9.如权利要求8所述的振荡信号产生器，其特征在于，该控制电路用来：在该校正模式之前，依据该芯片温度来将该第一控制信号从该第一边界以及该第二边界的一大致上的中间位置偏移至一调整后电压，以控制该可变电容；以及在该校正模式时，产生该第三控制信号来使得该振荡电路产生具有该预定频率的该振荡信号；

其中该锁相回路在该锁定模式时通过控制该第二控制信号来锁住该振荡电路。

10.如权利要求8所述的振荡信号产生器，其特征在于，该控制电路另用来：在该校正模式时产生一第一参考电压以及该第一控制信号以控制该可变电容，以及产生该第三控制信号以使得该振荡电路产生具有该预定频率的该振荡信号；以及在该校正模式之后依据该芯片温度将该第一参考电压偏离为一第二参考电压来控制该可变电容；

其中该锁相回路在该锁定模式时透过控制该第二控制信号来锁住该振荡电路。

11.一种控制振荡信号产生器的方法，其特征在于，该振荡信号产生器应用于一锁相回路中，该方法包含有：利用一振荡电路来依据至少一第一控制信号来产生一振荡信号，其中该第一控制信号在一第一边界以及一第二边界之间进行调整；以及当芯片温度接近一第一温度边界而不接近一第二温度边界时，控制该第一控制信号接近该第一边界而不接近该第二边界，以使得该锁相回路在一锁定模式时，该振荡电路产生具有一预定频率的该振荡信号。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该振荡电路包含有：一可变电容，在该锁定模式时系受控于该第一控制信号，而在该锁相回路的一校正模式时受控于一第二控制信号；以及一切换电容阵列，在该校正模式时系受控于一第三控制信号，而在该锁定模式时受控于一第四控制信号。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，控制该第一控制信号的步骤包含有：在该校正模式时产生该第二控制信号，该第二控制信号处于该第一边界以及该第二边界的大致上的中间位置以控制该可变电容；

产生该第三控制信号以使得该振荡电路产生具有该预定频率的该振荡信号，其中该第三控制信号对应至一第一子频带范围；以及在该校正模式之后，依据该芯片温度来利用该第四控制信号来控制该切换电容阵列，以使得该锁相回路可以在该锁定模式时透过控制该第一控制信号来锁住该振荡电路，其中该第四控制信号对应至一第二子频带范围，该第二子频带范围偏离于该第一子频带范围。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，另包含有：在该校正模式之后以及在该锁定模式之前，依据该芯片温度并利用一预定单位步进信号来将该第三控制信号调整为该第四控制信号。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于：

该振荡电路包含有：

一可变电容，在该锁相回路的一校正模式时受控于该第一控制信号，而在该锁定模式时受控于一第二控制信号；以及一切换电容阵列，在该锁相以及该校正模式时受控于一第三控制信号；

以及控制该第一控制信号的步骤包含有：

在该校正模式之前，依据该芯片温度来将该第一控制信号从该第一边界以及该第二边界的一大致上的中间位置偏移至一调整后电压，以控制该可变电容；以及在该校正模式时，产生该第三控制信号来使得该振荡电路产生具有该预定频率的该振荡信号；

其中该锁相回路在该锁定模式时透过控制该第二控制信号来锁住该振荡电路。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于：

该振荡电路包含有：

以及控制该第一控制信号的步骤包含有：

在该校正模式时产生一第一参考电压以及该第一控制信号以控制该可变电容，以及产生该第三控制信号以使得该振荡电路产生具有该预定频率的该振荡信号；以及在该校正模式之后依据该芯片温度将该第一参考电压偏离为一第二参考电压来控制该可变电容；

其中该锁相回路在该锁定模式时透过控制该第二控制信号来锁住该振荡电路。

说明书全文

振荡信号产生器及控制振荡信号产生器的方法

技术领域

[0001] 本发明关于应用在一锁相回路的一振荡信号产生器以及用来控制该振荡信号产生器的方法，尤指用来补偿由温度变化所造成一振荡电路的频率变化的装置与其相关方法。

背景技术

[0002] 在一压控振荡器(例如一电感电容谐振振荡器)中，其振荡输出信号的振荡频率会对温度变化相当敏感。进一步而言，在该压控振荡器中的每一个温度敏感性的元件对于温度都会有不同的反应。一些元件会具有正向的温度系数，而另一些则具有负向的温度系数。此外，该些温度敏感性的元件还和半导体的制程有关。因此，提供一个温度补偿的方法来模拟和依据温度来补偿该压控振荡器的振荡频率是非常困难的，尤其是在高频率的系统时，其困难度更是加倍。此外，在一些连续的接收和传送系统中，当该系统在操作时，其锁相回路必须连续地锁住一预定的输入时钟，因此在该操作模式下时，就更难对变化的振荡频率进行校正，这是因为其有可能会造成该锁相回路无法锁住该预定的输入时钟。因此，提供一个创新的方法来补偿该压控振荡器由于温度造成的频率变化已成为此领域所亟需解决的问题。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明提供一用来补偿由温度变化所造成一振荡电路的频率变化的频率振荡信号产生器及控制该振荡信号产生器的方法。

[0004] 依据本发明的第一实施例，其提供一种应用在一锁相回路的一振荡信号产生器。该振荡信号产生器包含有一振荡电路以及一控制电路。该振荡电路用来依据至少一第一控制信号来产生一振荡信号。该控制电路用来依据一温度调整该第一控制信号，其中该第一控制信号在一第一边界以及一第二边界之间进行调整，以及当温度比较接近一第一温度边界而比较不接近一第二温度边界时，该控制电路用来使得该第一控制信号比较接近该第一边界而比较不接近该第二边界，以使得该锁相回路在一锁定模式(Locked mode)时，该振荡电路可以产生具有一预定频率的该振荡信号。

[0005] 依据本发明的第二实施例，其提供一种控制在一锁相回路内的一振荡信号产生器的方法。该方法包含有：利用一振荡电路来依据至少第一控制信号来产生一振荡信号，其中该第一控制信号在一第一边界以及一第二边界之间进行调整；以及当温度比较接近一第一温度边界而比较不接近一第二温度边界时，控制该第一控制信号比较接近该第一边界而比较不接近该第二边界，以使得该锁相回路在一锁定模式时，该振荡电路可以产生具有一预定频率的该振荡信号。

[0006] 上述应用于锁相回路的振荡信号产生器以及控制振荡信号产生器的方法，可以补偿压控振荡器由于温度造成的频率变化。

附图说明

[0007] 图1为本发明锁相回路的一实施例的结构示意图；

[0008] 图2为本发明振荡信号产生器的第一实施例的结构示意图；

[0009] 图3A为本发明振荡电路对应至一第一温度的多个子频带范围的一实施例示意图；

[0010] 图3B为本发明振荡电路对应至一第二温度的多个子频带范围的一实施例示意图；

[0011] 图4为本发明用来将一正常子频带范围偏离至一偏离子频带范围的子频带范围的极性和斜率的不同实施例示意图；

[0012] 图5为本发明振荡信号产生器的第二实施例的结构示意图；

[0013] 图6A为本发明振荡电路所对应到一第一温度的多个子频带范围的另一实施例示意图；

[0014] 图6B为本发明振荡电路所对应到一第二温度的多个子频带范围的另一实施例示意图；

[0015] 图7为本发明振荡信号产生器的第三实施例的结构示意图；

[0016] 图8为本发明控制振荡信号产生器的方法的第四实施例的流程图；

[0017] 图9为本发明控制振荡信号产生器的方法的第五实施例的流程图；

[0018] 图10为本发明控制振荡信号产生器的方法的第六实施例的流程图。

具体实施方式

[0019] 在说明书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或者透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

[0020] 请参考图1。图1为本发明锁相回路的一实施例的结构示意图。锁相回路100包含有一振荡信号产生器102、一相位侦测器104、一电荷泵电路106、一低通滤波器108以及一分频器110，其中振荡信号产生器102、相位侦测器104、电荷泵电路106、低通滤波器108以及分频器110的连接方式如图1所示。相位侦测器104用来侦测一参考振荡信号Sr以及一反馈信号Sf之间的相位差来产生一侦测输出信号Sd。电荷泵电路106用来依据侦测输出信号Sd来产生一电荷泵信号Sp。低通滤波器108用来在锁相回路100处于一锁定模式时对电荷泵信号Sp执行一低通滤波操作以产生一第一控制信号Sc1。振荡信号产生器102用来依据至少一第一控制信号Sc1来产生一振荡信号Sosc。分频器110用来对输出振荡信号Sosc执行一分频操作以产生反馈信号Sf。

[0021] 振荡信号产生器102包含有一振荡电路1022以及一控制电路1024。控制电路1024用来产生一第二控制信号Sc2、一第三控制信号Sc3以及一第四控制信号Sc4。请注意振荡信号Sosc由振荡电路1022的一第一输出端点No1以及一第二输出端点No2所输出。
振荡电路1022于锁相回路100处于一校正模式时，用来依据第二控制信号Sc2以及第三控制信号Sc3来产生振荡信号Sosc，以及在锁相回路100处于一锁定模式时，用来依据第一控制信号Sc1以及第四控制信号Sc4来产生振荡信号Sosc。

[0022] 进一步而言，在该校正模式时，第三控制信号Sc3用来控制振荡电路1022来产生对应至一第一子频带范围(即该正常子频带范围)的振荡信号Sosc，以及第二控制信号Sc2用来控制振荡电路1022来产生具有该预定频率的振荡信号Sosc，该预定频率落在该正常子频带范围内。在该锁定模式时，第四控制信号Sc4用来控制振荡电路1022来产生对应至一第二子频带范围(即不属于该正常子频带范围的一偏离子频带范围)的振荡信号Sosc，以及第一控制信号Sc1用来控制振荡电路1022来产生具有该预定频率的振荡信号Sosc，其中该预定频率落在该偏离子频带范围内。因此，第一控制信号Sc1以及第二控制信号Sc2可以为连续的电压信号(或当振荡电路1022为一数控振荡器时，其等效上可以为连续的)，以用来分别在该锁定模式以及该校正模式下锁住振荡电路1022来产生振荡信号Sosc。第三控制信号Sc3以及第四控制信号Sc4可以是离散的子频带数字信号，其用来切换振荡电路1022，以使振荡电路1022分别在该校正模式和该锁定模式下振荡出该第一子频带范围以及该第二子频带范围的信号。

[0023] 依据此实施例，第一控制信号Sc1会被锁相回路100所锁住，且第一控制信号Sc1在一第一边界以及一第二边界之间进行调整。当温度比较接近一第一温度边界(例如该系统所能接受的最低温度)而比较不接近一第二温度边界(例如该系统所能接受的最高温度)时，控制电路1024用来使得第一控制信号Sc1比较接近该第一边界而比较不接近该第二边界，并使得锁相回路100在该锁定模式时，振荡电路1022可以产生具有该预定频率的振荡信号Sosc。请注意，在该锁定模式下，第二控制信号Sc2并不连接于振荡电路1022的端点Nt。

[0024] 请参考图2。图2为本发明振荡信号产生器的第一实施例102的结构示意图。振荡信号产生器102包含有一振荡电路1022以及一控制电路1024。在此实施例中，振荡电路1022为一个电感电容谐振压控振荡器，然此并不作为本发明的限制所在。振荡电路1022还可以是一数控振荡器。振荡电路1022包含有一第一交错耦接驱动单元1022a、一电感性装置1022b、一切换电容阵列1022c、一可变电容1022d、一第二交错耦接驱动单元1022e以及一偏压电流源1022f。第一交错耦接驱动单元1022a包含有两个交错耦接的P型晶体管M1、M2，其耦接于电源电压Vdd、第一输出端点No1以及第二输出端点No2。切换电容阵列1022c可以简化为两个电容C1、C2以及一开关SW，其中电容C1耦接于第一输出端点No1以及开关SW之间，以及电容C2耦接于第二输出端点No2以及开关SW之间。在校正模式下，开关SW由第三控制信号Sc3来控制，而在锁定模式下，开关SW由第四控制信号Sc4来控制。第三控制信号Sc3以及第四控制信号Sc4可以为具有多个比特位的数字控制信号。电容C1、C2中的每一个电容会包含有多个电容性元件，以用来在该校正模式以及该锁定模式下，依据该些数字控制信号来选择性地调整振荡电路1022的子频带范围。

[0025] 可变电容1022d可以简化为两个电容C3、C4以及两个可调式电容C5、C6，其中电容C3的一第一端点耦接于第一输出端点No1，电容C3的一第二端点耦接于可调式电容C5的一第一端点，电容C4的一第一端点耦接于第二输出端点No2，电容C4的一第二端点耦接于可调式电容C6的一第一端点，以及可调式电容C6的一第二端点耦接于可调式电容C5的该第二端点。此外，电容C3的第二端点以及电容C4的第二端点(即Nr)耦接于一参考电压Vr，以及可调式电容C6的第二端点以及可调式电容C5的第二端点(即Nt)在该锁定模式下由第一控制信号Sc1所控制，而在锁相回路100的该校正模式下由第二控制信号Sc2所控制，其中参考电压Vr为一个固定电压电平。第二交错耦接驱动单元1022e包含有两个交错耦接的N型晶体管M3、M4，其耦接于第一输出端点No1、第二输出端点No2以及偏压电流源1022f。偏压电流源1022f耦接于第二交错耦接驱动单元1022e以及接地电压Vgnd之间，以提供一参考电流Iref给振荡电路1022。

[0026] 请参考图3A和图3B。图3A为本发明振荡电路1022对应至一第一温度的多个子频带范围S[1]-S[N]的一实施例示意图，其中N为整数。图3B为本发明振荡电路1022对应至一第二温度的多个子频带范围S[1]-S[N]的一实施例示意图。在此实施例中，该第一温度为一较低的温度(例如-30oC)，以及该第二温度为一较高的温度(例如90oC)。因此，从图中可以得知，当环境温度从低温往高温变化时，该多个子频带范围S[1]-S[N]会从上往下偏移。请注意，当锁相回路100设置在一连续的接收或传送系统(例如一宽带码分多址系统(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)、一无线宽带(Wireless Fidelity，Wi-Fi)系统或一全球定位(Global Positioning System，GPS)系统时，当该系统正在运作时，锁相回路100必须持续地维持在频率锁定的状态。因此，为了使得锁相回路100可以持续地维持在频率锁定的状态，当环境温度从低温往高温变化时，振荡电路1022的调整电压就必须从较低的电压调整到较高的电压。然而，当环境温度的变化太大时，该调整电压的调整范围就会不足以维持频率的锁定，进而造成振荡信号Sosc的频率偏离该预定的振荡频率。因此，依据该第一实施例，控制电路1024就会在该系统用来接收或传送该无线信号前，先将振荡电路1022的子频带范围偏移到该正常子频带范围之外的该偏离子频带范围。

[0027] 换句话说，在该系统用来接收或传送该无线信号之前，锁相回路100会先执行该校正模式以及该锁定模式。第三控制信号Sc3用来决定在该校正模式中，要利用该多个子频带范围S[1]-S[N]中的哪一个子频带范围，以及第四控制信号Sc4用来决定在该锁定模式中，振荡电路1022要利用该多个子频带范围S[1]-S[N]中的哪一个子频带范围。第二控制信号Sc2用来在该校正模式下控制振荡电路1022来产生具有预定频率的振荡信号Sosc，其中该预定频率会落于该所选择的子频带内，以及第一控制信号Sc1用来在该锁定模式下控制振荡电路1022来产生具有预定频率的振荡信号Sosc，其中该预定频率会落于该所选择的子频带内。第一控制信号Sc1以及第二控制信号Sc2都是在第一边界V1以及第二边界V2之间进行调整，而第一边界V1以及第二边界V2都是电压边界。

[0028] 此外，在此实施例中，当该系统操作在该正常模式下时，假设锁相回路100必须将振荡信号Sosc的频率锁定在一预定频率Fp。因此，在该校正模式时，控制电路1024会先产生第二控制信号Sc2，第二控制信号Sc2会大致上落于第一边界V1以及第二边界V2的中间位置(即第一边界V1以及第二边界V2的中间电压电平V3)。接着，控制电路1024会利用如图3A所示的该正常子频带范围来产生第三控制信号Sc3以使得振荡电路1022产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc，其中该正常子频带范围假设为子频带范围S[X]。但是，正常子频带范围S[X]是以温度为-30℃所得出的，而若该环境温度上升至一正常的温度时(例如90℃)，第二控制信号Sc2利用正常子频带范围S[X]来锁定频率时，就不会具有足够的调整电压范围来使得锁相回路100仍然可以将振荡信号Sosc的振荡频率锁定在预定频率Fp。

[0029] 因此，在该校正模式结束之后，控制电路1024会参考环境温度来产生第四控制信号Sc4来控制振荡电路1022以进入该偏离子频带范围S[Y](该偏离子频带范围S[Y]偏离于该正常子频带范围S[X])，这是因为当环境温度从该较低的温度上升至该较高的温度时，该偏离子频带范围S[Y]才会具有足够的电压范围让锁相回路100的频率锁定在预定频率Fp。请注意，在此实施例中，可另利用一热量感测器(未示出)来感测振荡信号产生器102的环境温度以提供该环境温度给控制电路1024。因此，当该子频带范围被调整至该偏离子频带范围S[Y]时，振荡电路1022的调整电压(即第一控制信号Sc1)就会锁定在电压V4以产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc，其中电压V4系小于电压V3，如图3A所示。换句话说，当锁相回路100处于该锁定模式时，以及当环境温度接近该系统所能接受的最低可接受温度时，振荡电路1022的调整电压(即第一控制信号Sc1)就会被调整到比较接近该最低可调整电压(即第一边界V1)的电压；反之，当环境温度接近该系统所能接受的最高可接受温度时，振荡电路1022的调整电压就会被调整到比较接近该最高可调整电压(即第二边界V2)的电压。

[0030] 依据图3B所示，当锁相回路100操作在正常的操作状态且温度上升至90℃时，振荡电路1022的调整电压(即第一控制信号Sc1)就会被锁相回路100调整至电压V5以产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc，其中电压V5大致上落在第一边界V1以及第二边界V2的中间位置。如此一来，既使温度继续上升(例如上升到300℃)，锁相回路100仍然可以通过利用该偏离子频带范围S[Y]将振荡频锁定在预定频率Fp。

[0031] 此外，需要注意的是，本实施例并不受限于以上述子频带范围的极性来偏移该正常子频带范围S[X]。虽然在本实施例中，以第一温度边界为最低可接受温度，第二温度边界为最高可接受温度，以及与之对应的，第一边界V1为低电压，第二边界V2为高电压为例对本发明进行说明，但是本发明并不受限于此。在本其他的实施例中，还可以设置第一温度边界为最低可接受温度，第二温度边界为最高可接受温度时，第一边界V1为高电压，第二边界V2为低电压来实现本发明，以同样达到补偿压控振荡器由于温度造成的频率变化的效果。而本领域技术人员应可理解，可以根据实际应用与实际需求来对该部分进行设计。

[0032] 此外，还必须注意的是，本实施例并不受限于以上述子频带范围的斜率来偏移该正常子频带范围S[X]。换句话说，在该校正模式结束之后以及在锁定模式开始之前，控制电路1024可另用来依据环境温度，并利用一预定单位步进信号来将该第三控制信号调整至该第四控制信号。换句话说，该预定单位步进信号可以用于对每一单位的温度变化所需调整子频带范围的特定数目进行调整。

[0033] 请参考图4。图4为本发明用来将一正常子频带范围S[X]偏离至一偏离子频带范围的子频带范围S[Y]的极性和斜率的不同实施例示意图。进一步而言，第四控制信号Sc4用来依据曲线402的斜率来切换振荡电路1022的子频带范围，即每增加20℃，振荡电路1022的子频带范围就会被第四控制信号Sc4控制为从该正常子频带范围S[X]增加一个子频带范围。举例来说，若目前的环境温度处于60～80℃，意谓着环境温度已从正常的20～
40℃变化了40℃，因此在该校正模式结束之后以及该锁定模式之前，控制电路1024就会直接产生第四控制信号Sc4来将振荡电路1022从该正常子频带范围S[X]提升两个偏离子频带范围。请注意，在此实施例中，在该锁定模式开始之前，控制电路1024只会执行一次的步骤来将振荡电路1022切换到所需的子频带范围。

[0034] 同理，第四控制信号Sc4还可依据曲线404的斜率来切换振荡电路1022的子频带范围，或依据曲线406的斜率来切换振荡电路1022的子频带范围，或依据曲线408的斜率来切换振荡电路1022的子频带范围。由此可知，将子频带范围从该正常子频带范围S[X]偏移以补偿环境温度变化的极性和斜率系可以预先编译的，该编译的对照数据表可以预先储存在一储存器中。

[0035] 请注意，在此实施例中，当该校正模式完成之后，控制电路1024会参考环境温度来产生第四控制信号Sc4以控制振荡电路1022来操作在偏离子频带范围S[Y]内，但是此并不作为本发明的限制所在。在本发明的第二实施例中，在该校正模式开始之前，该控制电路会参考环境温度来将可变电容1022d的调整电压从第一边界V1以及第二边界V2之间的一大致上中间位置偏移至一调整后的调整电压，以控制振荡电路1022。请参考图5。图5为本发明振荡信号产生器的第二实施例502的结构示意图。振荡信号产生器502包含有一振荡电路5022以及一控制电路5024。在此实施例中，振荡电路5022为一电感电容谐振压控振荡器。振荡电路5022包含有一第一交错耦接驱动单元5022a、一电感性装置5022b、一切换电容阵列5022c、一可变电容5022d、一第二交错耦接驱动单元5022e以及一偏压电流源5022f。第一交错耦接驱动单元5022a包含有包含有两个交错耦接的P型晶体管M5、M6，其耦接于电源电压Vdd、第一输出端点No3以及第二输出端点No4。切换电容阵列5022c可以简化为两个电容C7、C8以及一开关SW2，其中电容C7耦接于第一输出端点No3以及开关SW2之间，以及电容C8耦接于第二输出端点No4以及开关SW2之间。在该校正模式以及该锁定模式中，开关SW2受控于第三控制信号Sc3’。第三控制信号Sc3’可以具有多个比特位的数字控制信号。电容C7、C8中的每一个电容会包含有多个电容性装置，以在该校正模式以及该锁定模式中，用来依据该数字控制信号来选择性地调整振荡电路5022的子频带范围。

[0036] 可变电容5022d可以简化为两个电容C9、C10以及两个可调式电容C11、C12，其中电容C9的一第一端点耦接于第一输出端点No3，电容C9的一第二端点耦接于可调式电容C11的一第一端点，电容C10的一第一端点耦接于第二输出端点No4，电容C10的一第二端点耦接于可调式电容C12的一第一端点，以及可调式电容C12的一第二端点系耦接于的可调式电容C11的该第二端点。此外，电容C9的该第二端点以及电容C10的该第二端点(即Nr2)耦接于一参考电压Vr2，以及在该校正模式开始之前和在该校正模式时，可调式电容C12的第二端点以及可调式电容C11的第二端点(即Nt2)受控于第一控制信号Sc1’，而在锁相回路100的该锁定模式时，其受控于第二控制信号Sc2’，其中参考电压Vr2为一固定的电压电平。第二交错耦接驱动单元5022e包含有两个交错耦接的N型晶体管M7、M8，其耦接于该第一输出端点No3、第二输出端点No4以及偏压电流源5022f。偏压电流源5022f耦接于第二交错耦接驱动单元5022e以及接地电压Vgnd之间，以提供一参考电流Iref2给振荡电路5022。

[0037] 请参考图6A以及图6B。图6A为本发明振荡电路5022所对应到一第一温度的多个子频带范围S[1]-S[N]的另一实施例示意图，其中N为一整数。图6B为本发明振荡电路5022所对应到一第二温度的多个子频带范围S[1]-S[N]的另一实施例示意图。在此实施例中，该第一温度可以为一较低的温度(例如-30℃)，以及该第二温度可以为一较高的温度(例如90℃)。当环境温度从该较低的温度提升至该较高的温度时，该多个子频带范围S[1]-S[N]会从图中较高的地方往较低的地方偏移。此外，若锁相回路100要持续地锁住该锁定频率，则当环境温度从该较低的温度提升至该较高的温度时，振荡电路5022的调整电压也会从一较高的电压下降到一较低的电压。因此，依据该第二实施例可以得知，在振荡电路5022进入该校正模式之前，控制电路5024用来依据温度先将可变电容5022d的调整电压从第一边界V1以及第二边界V2的一中间位置(即V3)偏压到一偏移调整电压(即V4)。换句话说，在该系统用来接收或传送一无线信号之前，锁相回路100必须执行该校正模式以及该锁定模式，且在该校正模式以及锁定模式之前，控制电路5024会依据温度先将可变电容5022d的调整电压从上述大致上中间的位置偏移到该偏移调整电压(即V4)。

[0038] 依据本发明的第二实施例，在进入该校正模式之前，控制电路5024会先依据温度来调整第一控制信号Sc1’，以将可变电容5022d的该调整电压从该大致上中间的位置偏移到该偏移调整电压(即V4)。接着，在该校正模式时，控制电路5024会产生第三控制信号Sc3’至切换电容阵列5022c来决定该多个子频带范围S[1]-S[N]中的哪一个子频带范围才是振荡电路5022所该利用的子频带范围。接着，在该锁定模式中，锁相回路100会调整端点Nt2的电压(即第二控制信号Sc2’)来控制振荡电路5022以产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc，其中预定频率Fp会落在该所选的子频带范围(即S[Y])内。一般而言，第二控制信号Sc2’会接近于第一控制信号Sc1’。请注意，在该锁定模式中，第一控制信号Sc1’为不连接于振荡电路5022的端点Nt2。

[0039] 进一步而言，若环境温度接近该系统所能接收的最低温度时，则当锁相回路100进入该校正模式之前，振荡电路5022的该调整电压(即第一控制信号Sc1’)会被调整到接近该最低调整电压(即第一边界V1)；反之，若环境温度接近该系统所能接收的最高温度时，则当锁相回路100进入该校正模式之前，振荡电路5022的该调整电压会被调整到接近该最高调整电压(即第二边界V2)。因此，当该校正模式以及该锁定模式结束之后，若环境温度从该较低的温度上升至该较高的温度时，则锁相回路100就可以利用该偏离子频带范围S[Y]来将频率持续锁定在预定频率Fp。同理，一热量感测器(未示于图中)同样可以用来感测振荡信号产生器502的环境温度，以提供给环境温度的数据给控制电路5024。

[0040] 依据图6B可以得知，当锁相回路100操作在该正常操作模式且温度上升至90℃时，振荡电路1022的调整电压(即第一控制信号Sc2’)会被调整至电压V5(其大致上位于第一边界V1以及第二边界V2的中间位置)以产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc。如此一来，即使芯片温度上升到更高的温度时(例如300℃)，锁相回路100仍可以利用偏离子频带范围S[Y]来锁住预定频率Fp。

[0041] 此外，相似于上述的第一实施例，该第二实施例的发明并没有限定利用上述电压的极性与斜率来偏移可变电容5022d的调整电压。换句话说，在进入该校正模式以及该锁定模式之前，控制电路5024同样可依据环境温度以及一预定单位步进信号来将可变电容5022d的调整电压从第一边界V1以及第二边界V2的大致上中间位置调整到一调整后电压来控制振荡电路5022。该预定单位步进信号可以用于对每一单位的温度变化所需调整子频带范围的特定数目进行校正。由于此一实施例的实施方式相似于上述第一实施例的实施方式，因此其具体操作在此不另赘述。

[0042] 请注意，在此实施例中，在该校正模式之前，控制电路5024会参考环境温度来将可变电容5022d的调整电压从第一边界V1以及第二边界V2的大致上中间位置偏移，以控制振荡电路5022来利用该偏离子频带范围S[Y]，然而此并不作为本发明的限制所在。在本发明的一第三实施例中，在该校正模式结束之后，该控制电路会参考环境温度来将该可变电容的参考电压从一原本的参考电压(例如一第一参考电压)处偏移至一偏移参考电压(例如一第二参考电压)，而该可变电容的调整电压则大致上维持在第一边界V1以及第二边界V2的大致上中间的位置。请参考图7。图7为本发明振荡信号产生器702的第三实施例的结构示意图。振荡信号产生器702包含有一振荡电路7022以及一控制电路7024。在此实施例中，振荡电路7022系一电感电容谐振压控振荡器。振荡电路7022包含有一第一交错耦接驱动单元7022a、一电感性装置7022b、一切换电容阵列7022c、一可变电容7022d、一第二交错耦接驱动单元7022e以及一偏压电流源7022f。第一交错耦接驱动单元7022a包含有两个交错耦接的P型晶体管M9、M10，其耦接于电源电压Vdd、第一输出端点No5以及第二输出端点No6。切换电容阵列7022c可以简化为两个电容C13、C14以及一开关SW3，其中电容C13耦接于第一输出端点No5以及开关SW3之间，以及电容C14耦接于第二输出端点No6以及开关SW3之间。在该校正模式以及该锁定模式中，开关SW3受控于第三控制信号Sc3”。第三控制信号Sc3”可以为具有多个比特位的数字控制信号。电容C13、C14中的每一个电容会包含有多个电容性装置，以在该校正模式以及该锁定模式中，用来依据该数位控制信号来选择性地调整振荡电路7022的子频带范围。

[0043] 可变电容7022d可以简化为两个电容C15、C16以及两个可调式电容C17、C18，其中电容C15的一第一端点耦接于第一输出端点No5，电容C15的一第二端点耦接于可调式电容C17的一第一端点，电容C16的一第一端点耦接于第二输出端点No6，电容C16的一第二端点耦接于可调式电容C18的一第一端点，以及可调式电容C18的一第二端点耦接于的可调式电容C17的该第二端点。此外，在该校正模式中，电容C15的该第二端点以及电容C16的该第二端点(即Nr3)耦接于第一参考电压Vr1”，以及在该校正模式结束之后，电容C15的该第二端点以及电容C16的该第二端点耦接于第二参考电压Vr2”。在该校正模式中，可调式电容C18的该第二端点以及可调式电容C17的该第二端点(即Nt3)系由第一控制信号Sc1”来控制，其中第一控制信号Sc1”大致上处于第一边界V1以及第二边界V2中间的位置。在该锁定模式时，端点Nt3系由第二控制信号Sc2”所控制。第二交错耦接驱动单元7022e包含有两个交错耦接的N型晶体管M11、M12，其耦接于该第一输出端点No5、第二输出端点No6以及偏压电流源7022f。偏压电流源7022f耦接于第二交错耦接驱动单元7022e以及接地电压Vgnd之间，以提供一参考电流Iref3给振荡电路7022。

[0044] 依据本发明的第三实施例，在该校正模式时，控制电路7024会产生第一参考电压Vr1”(即该原来的参考电压)于可变电容7022d的端点Nr3，并产生第一控制信号Sc1”于可变电容7022d的端点Nt3以控制可变电容7022d，其中第一控制信号Sc1”大致上等于第一边界V1以及第二边界V2之正中间的电压。在该校正模式中，控制电路7024另产生第三控制信号Sc3”至切换电容阵列7022c以用来决定该多个子频带范围S[1]-S[N]中哪一个子频带范围才由振荡电路7022所采用。接着，在该校正模式结束之后且在该锁定模式之前，控制电路7024会依据环境温度(或芯片温度)将第一参考电压Vr1”偏移为一第二参考电压Vr2”(即该偏移参考电压)来控制可变电容7022d。请注意，第二参考电压Vr2”不同于第一参考电压Vr1”。接着，在该锁定模式中，锁相回路100会调整振荡电路7022的端点Nt3的电压来控制振荡电路7022以产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc，其中预定频率Fp落入后所选择的子频带范围内(即S[Y])。请注意，在该锁定模式中，振荡电路7022由第二控制信号Sc2”(即低通滤波器108的输出信号)所控制，以及第一控制信号Sc1”没有连接于振荡电路7022的端点Nt3。

[0045] 请注意，在该第三实施例中，当可变电容7022d的端点Nr3上的参考电压改变时，第一边界V1以及第二边界V2的值也会对应的改变。因此，当可变电容7022d的端点Nr3上的参考电压改变之后，第一控制信号Sc1”的电压会变成比较接近第一边界V1以及第二边界V2中的其中一边，这是因为第一控制信号Sc1”的电压在该校正模式之后以及在该锁定模式之前系不变的。换句话说，当可变电容7022d的端点Nr3上的参考电压改变之后，第一控制信号Sc1”就不会处于第一边界V1以及第二边界V2的中间位置了。由于此一实施例所达到的功效相似于上述第二实施例所达到的功效，因此其详细操作在此不另赘述。

[0046] 因此，在该第二实施例中，用来补偿锁相回路100的环境温度的概念是指在该校正模式开始之前，通过预调整该调整电压以预先调整可变电容5022d的电容值，其中可变电容5022d的电容值由该调整电压(即第一控制信号Sc1’或第二控制信号Sc2’)与参考电压Vr2之间的电压降所控制。在该第三实施例中，其用来补偿锁相回路100的环境温度的概念指在该校正模式结束之后将可变电容7022的第一参考电压Vr1”调整至第二参考电压Vr2”。由于振荡电路7022的操作和好处会相似于振荡电路5022的操作和好处，因此其详细操作在此不另赘述。

[0047] 此外，虽然上述实施例以差动的振荡信号产生器来描述(例如振荡信号产生器102、振荡信号产生器502或振荡信号产生器702)，但此并不作为本发明的限制。本领域技术人员应可了解本发明的概念同样可以应用在一单端的振荡信号产生器上，且会具有相似的效果，故其详细操作在此不另赘述。

[0048] 依据该第一实施例，振荡信号产生器102用来补偿环境温度的运作可以简化为图8的步骤。图8为本发明控制振荡信号产生器的方法的第四实施例800的流程图，该振荡信号产生器应用在一锁相回路内。为了简化起见，以下关于此实施例的描述可以参考锁相回路100以及振荡信号产生器102。此外，倘若大体上可达到相同的结果，并不需要一定照图
8所示的流程中的步骤顺序来进行，且图8所示的步骤不一定要连续进行，即其他步骤也可插入其中。方法800包含有：

[0049] 步骤802：利用振荡电路1022来产生振荡信号Sosc；

[0050] 步骤804：在该校正模式中，产生第二控制信号Sc2来控制可变电容1022d，其中第二控制信号Sc2大致上处于第一边界V1以及第二边界V2的中间；

[0051] 步骤806：在该校正模式，产生第三控制信号Sc3以使得振荡电路1022产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc，其中第三控制信号Sc3代表第一子频带范围S[X]；

[0052] 步骤808：在该校正模式结束之后，依据第二子频带范围S[Y]产生第四控制信号Sc4来控制切换电容阵列1022c，其中第二子频带范围S[Y]为依据温度从第一子频带范围S[X]所偏移得出的子频带范围；以及

[0053] 步骤810：在该校正模式结束之后且在该锁定模式中，产生第一控制信号Sc1以使得锁相回路100将振荡电路1022锁定并产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc。

[0054] 依据该第二实施例，振荡信号产生器502用来补偿环境温度的运作可以简化为图9的步骤。图9为本发明控制振荡信号产生器的方法的第五实施例900的流程图，该振荡信号产生器应用在一锁相回路内。为了简化起见，以下关于此实施例的描述可以参考锁相回路100以及振荡信号产生器502。此外，倘若大体上可达到相同的结果，并不需要一定照图
9所示的流程中的步骤顺序来进行，且图9所示的步骤不一定要连续进行，即其他步骤也可插入其中。方法900包含有：

[0055] 步骤902：利用振荡电路5022来产生振荡信号Sosc；

[0056] 步骤904：在该校正模式开始之前，依据温度产生第一控制信号Sc1’来控制可变电容5022d，其中第一控制信号Sc1’大致上处于第一边界V1以及第二边界V2的中间；

[0057] 步骤906：在该校正模式时，产生第三控制信号Sc3’以使得振荡电路5022产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc，其中第三控制信号Sc3’代表第二子频带范围S[Y]；

[0058] 步骤908：在该校正模式结束之后且在该锁定模式时，控制第二控制信号Sc2’以使得锁相回路100锁住振荡电路5022来产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc。

[0059] 依据该第三实施例，振荡信号产生器702用来补偿环境温度的运作可以简化为图10的步骤。图10为本发明控制振荡信号产生器的方法的第六实施例1000的流程图，该振荡信号产生器应用在一锁相回路内。为了简化起见，以下关于此实施例的描述可以参考锁相回路100以及振荡信号产生器702。此外，倘若大体上可达到相同的结果，并不需要一定照图10所示的流程中的步骤顺序来进行，且图10所示的步骤不一定要连续进行，即其他步骤也可插入其中。方法1000包含有：

[0060] 步骤1002：利用振荡电路7022来产生振荡信号Sosc；

[0061] 步骤1004：在该校正模式中，分别于端点Nt3与Nr3处产生第一控制信号Sc1”以及第一参考电压Vr1”来控制可变电容7022d，其中第一控制信号Sc1”大致上处于第一边界V1以及第二边界V2的中间位置；

[0062] 步骤1006：在该校正模式中，产生第三控制信号Sc3”至切换电容阵列7022c以决定该多个子频带范围S[1]-S[N]中的哪一个子频带范围由振荡电路7022所采用，并使得振荡电路7022产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc；

[0063] 步骤1008：在该校正模式结束之后，依据环境温度来将第一参考电压Vr1”偏移至第二参考电压Vr2”；

[0064] 步骤1010：在该校正模式结束之后且在该锁定模式中，调整第二控制信号Sc2”以控制振荡电路7022来产生具有预定频率Fp的振荡信号Sosc，其中预定频率Fp落于该所选的子频带范围上(即S[Y])。

[0065] 综上所述，当该系统用来传送真正的数据或接收真正的数据之前，本发明实施例会将振荡电路中控制可变电容的电压降进行偏移，以偏移该锁相回路所选用的子频带范围，如此就可以补偿环境温度变化的效应。因此，当环境温度从较低的温度上升至较高的温度时，该振荡电路的调整电压就会具有足够的范围让该锁相回路来锁住该预定频率。

[0066] 虽然本发明已以具体实施例揭露如上，然其仅为了易于说明本发明的技术内容，而并非将本发明狭义地限定于该实施例，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本申请的权利要求所界定者为准。

标题	发布/更新时间	阅读量
时钟信号控制器-专利编号CN104734672B	2020-05-12	350
信号灯控制装置-专利编号CN105392260B	2020-05-12	795
交通信号控制器-专利编号CN104137165B	2020-05-13	1030
交通信号控制机-专利编号CN104094329B	2020-05-13	1018
交通信号控制器-专利编号CN104137165A	2020-05-11	479
控制信号扩展器-专利编号CN1033733C	2020-05-12	823
时钟信号控制器-专利编号CN104734672A	2020-05-11	175
信号控制收发柜-专利编号CN106419191A	2020-05-13	983
信号控制收发柜-专利编号CN106419191B	2020-05-11	403
信号控制系统-专利编号CN102730028B	2020-05-11	963

振荡信号产生器及控制振荡信号产生器的方法

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