信号产生电路、增益估测装置与信号产生方法

申请号 CN201210034261.6 申请日 2012-02-15 公开(公告)号 CN102647186B 公开(公告)日 2014-12-03
申请人 联发科技股份有限公司; 发明人 陈信宏; 张湘辉;
摘要 本 发明 提供一种 信号 产生 电路 、增益估测装置与信号产生方法。该信号产生电路包含有:一操作电路,用来依据一参考 时钟信号 以及一反馈振荡信号来产生一第一 控制信号 ;一可控制 振荡器 ,用来依据该第一控制信号以及一第二控制信号来产生一输出振荡信号;一反馈电路,用来依据该输出振荡信号以及一第三控制信号来产生该反馈振荡信号;一控制电路,用来依据一 输入信号 来产生该第二控制信号以及该第三控制信号;以及一校正电路,用来侦测该参考时钟信号以及该反馈振荡信号之间的 相位 差来校正该控制电路以调整该第二控制信号。本发明的信号产生电路、增益估测装置与信号产生方法,可以对 调制器 内的可控制振荡器的增益不匹配进行侦测并校正。
权利要求

1.一种信号产生电路,其特征在于,包含有:
一操作电路,用来依据一参考时钟信号以及一反馈振荡信号来产生一第一控制信号
一可控制振荡器,用来依据该第一控制信号以及一第二控制信号来产生一输出振荡信号;
一反馈电路,用来依据该输出振荡信号以及一第三控制信号来产生该反馈振荡信号;
一控制电路,用来依据一输入信号来产生该第二控制信号以及该第三控制信号;以及一校正电路,用来侦测该参考时钟信号以及该反馈振荡信号之间的相位差来校正该控制电路以调整该第二控制信号。
2.如权利要求1所述的信号产生电路,其特征在于,该输入信号为一数字格式的阶跃信号。
3.如权利要求1所述的信号产生电路,其特征在于,该控制电路包含有:
一三积分调制器,用来依据该输入信号来产生该第三控制信号;以及一转换电路,用来依据该输入信号来产生该第二控制信号;以及
该校正电路包含有:
一时间至数字转换器,用来将该参考时钟信号以及该反馈振荡信号之间的相位差转换为一数字格式的值;以及
一调整电路,用来依据该数字格式的值来调整该转换电路的增益以校正该控制电路。
4.如权利要求3所述的信号产生电路,其特征在于,该调整电路包含有:
一累积电路,用来累积该时间至数字转换器的输出以产生一累积结果;
一移动平均电路,用来对该累积结果来执行移动平均操作以产生一平均结果;以及一连续渐近寄存器校正单元,用来依据该平均结果来产生一校正信号至该转换电路以依次地调整该第二控制信号。
5.如权利要求3所述的信号产生电路,其特征在于,该转换电路包含有:
数模转换器,用来将该输入信号转换为该第二控制信号;以及
一增益调整电路,用来提供一可调整增益,该可调整增益由该调整电路来控制。
6.如权利要求1所述的信号产生电路,其特征在于,该信号产生电路为一双点调制器。
7.如权利要求1所述的信号产生电路,其特征在于:
该输入信号于相回路稳定时输入至该控制电路中,该锁相回路由该操作电路、该可控制振荡器以及该反馈电路组成;
该校正电路具体用于当所述输入信号输入至所述控制电路中时,侦测该相位差来校正该控制电路以调整该第二控制信号,并校正该可控制振荡器的增益,直至该参考时钟信号以及该反馈振荡信号之间的相位差所造成的时间差大致上等于零为止。
8.一信号产生电路,其特征在于,包含有:
一操作电路,用来依据一参考时钟信号以及一反馈振荡信号来产生一第一控制信号;
一可控制振荡器,用来依据该第一控制信号来产生一输出振荡信号;
一反馈电路,用来依据该输出振荡信号以及一第二控制信号来产生该反馈振荡信号;
一三角积分调制器,用来产生该第二控制信号;以及
一第一侦测电路,用来于一第一输入信号输入该信号产生电路时,侦测该参考时钟信号以及该反馈振荡信号之间的相位差来产生一第一侦测信号,该第一侦测信号用来估测该可控制振荡器的增益。
9.如权利要求8所述的信号产生电路,其特征在于,该第一输入信号为一数字格式的阶跃信号。
10.如权利要求8所述的信号产生电路,其特征在于,该第一输入信号被输入至该三角积分调制器中。
11.如权利要求8所述的信号产生电路,其特征在于,该第一侦测电路包含有:
一时间至数字转换器,用来将该相位差转换为一数字格式的值,该数字格式的值用来估测该可控制振荡器的增益。
12.如权利要求8所述的信号产生电路,其特征在于,该操作电路包含有:
一第二侦测电路,用来依据该参考时钟信号以及该反馈振荡信号来产生一第二侦测信号;
一辅助电路,用来依据一第二输入信号来调整该第二侦测信号来产生一调整后侦测信号;以及
滤波器,用来依据该调整后侦测信号来产生该第一控制信号;
或者,该操作电路包含有:
一第二侦测电路,用来依据该参考时钟信号以及该反馈振荡信号来产生一第二侦测信号;
一滤波器,用来依据该第二侦测信号来产生一低通控制信号;
一辅助电路,用来依据一第二输入信号来调整该低通控制信号来产生该第一控制信号。
13.如权利要求12所述的信号产生电路,其特征在于,该第二输入信号为一电流信号或者一电压信号。
14.一种增益估测装置,用来估测一可控制振荡器的一增益,该可控制振荡器操作在一锁相回路内,其特征在于,该装置包含有:
一测试信号产生器,用来将一测试信号输入该锁相回路;以及
一时间至数字转换器,用来将该锁相回路的一参考时钟信号以及该锁相回路内的一反馈振荡信号之间的相位差转换至一数字格式的值,以用来估测该可控制振荡器的增益,其中该参考时钟信号以及该反馈振荡信号为在该测试信号输入该锁相回路之后才得到的信号。
15.如权利要求14所述的装置,其特征在于,该锁相回路包含:
一操作电路,用来依据该参考时钟信号以及该反馈振荡信号来产生一第一控制信号;
该可控制振荡器,用来依据该第一控制信号来产生一输出振荡信号;以及一反馈电路,用来依据该输出振荡信号以及一第二控制信号来产生该反馈振荡信号。
16.如权利要求15所述的装置,其特征在于,该测试信号为一数字格式的阶跃信号,该阶跃信号经由耦接于该反馈电路的一三角积分调制器输入至该锁相回路,或者该测试信号为一电流信号,该电流信号在该操作电路的一侦测电路以及一滤波器之间输入至该锁相回路,或者该测试信号为一电压信号,该电压信号在该操作电路以及该可控制振荡器之间输入至该锁相回路。
17.如权利要求14所述的装置,其特征在于,另包含有:
一累积电路,用来累积该数字格式的值来产生一累积结果以用来估测该可控制振荡器的增益。
18.如权利要求14所述的装置,其特征在于,该装置用来校正该可控制振荡器的增益,该装置另包含有:
一三角积分调制器,耦接于该锁相回路的一反馈电路;
一转换电路,耦接于该锁相回路的该可控制振荡器,其中该测试信号经由该三角积分调制器以及该转换电路输入该锁相回路;以及
一调整电路,用来依据该数字格式的值来调整该转换电路的一增益,以校正该可控制振荡器的增益。
19.如权利要求18所述的装置,其特征在于,该调整电路包含有:
一累积电路,用来累积该数字格式的值来产生一累积结果;
一移动平均电路,用来对该累积结果执行一移动平均操作来产生一平均结果;以及一连续渐近寄存器校正单元,用来依据该平均结果来产生一校正信号至该转换电路以依次地调整该转换电路的增益。
20.如权利要求14所述的装置,其特征在于,该锁相回路为一双点调制器。
21.一种信号产生方法,用来估测一可控制振荡器的增益的方法,该可控制振荡器操作于一锁相回路内,其特征在于,该方法应用于如权利要求14-20任一项所述的增益估测装置中。

说明书全文

信号产生电路、增益估测装置与信号产生方法

技术领域

[0001] 本发明关于一种信号产生电路以及其相关方法,尤其涉及一种可以用来校正其内部的一可控制振荡器的不匹配增益的调制器以及其相关方法。

背景技术

[0002] 在行动通讯系统中,利用一双点调制器(Two-point Modulator,TPM)来实现收发器的一发射器是一种比较简单的做法。该双点调制器通常包含有一相回路、一低通调制路径以及一高通调制路径,其中该输入的调制资料会经由该低通调制路径以及该高通调制路径输入该锁相回路。一般而言,该低通调制路径连接于该锁相回路的反馈分频电路,而该高通调制路径连接于该锁相回路的压控振荡器。在理想的情况下,该输入的调制资料从该双点调制器到该压控振荡器的输出信号之间应为一全通的响应,因此该锁相回路的一传送响应应该与频率无关。但是,由于该压控振荡器的增益会受到与频率有关的可变参数的影响,因此该压控振荡器的增益就会随着其所输出的信号的频带的不同而有所变化,进而产生所谓的增益不匹配的现象。换句话说,当该双点调制器用来发射多频带的输出信号时,其频率响应就会对该输出信号的品质产生较大的影响。因此,提供一有效的方法来侦测并校正该双点调制器的增益不匹配的现象已成为移动通讯领域中亟需解决的问题。

发明内容

[0003] 有鉴于此,本发明提供一种可以用来校正调制器内部的可控制振荡器的不匹配增益的调制器及其相关方法。
[0004] 依据本发明的第一实施例,其提供一种信号产生电路。该信号产生电路包含有一操作电路、一可控制振荡器、一反馈电路、一控制电路以及一校正电路。该操作电路用来依据一参考时钟信号以及一反馈振荡信号来产生一第一控制信号;该可控制振荡器用来依据该第一控制信号以及一第二控制信号来产生一输出振荡信号;该反馈电路用来依据该输出振荡信号以及一第三控制信号来产生该反馈振荡信号;该控制电路用来依据一输入信号来产生该第二控制信号以及该第三控制信号;该校正电路用来侦测该参考时钟信号以及该反馈振荡信号之间的相位差来校正该控制电路以调整该第二控制信号。
[0005] 依据本发明的第二实施例,其提供一种信号产生电路。该信号产生电路包含有一操作电路、一可控制振荡器、一反馈电路、一三积分调制器以及一第一侦测电路。该操作电路用来产生依据一参考时钟信号以及一反馈振荡信号来产生一第一控制信号。该可控制振荡器用来依据该第一控制信号来产生一输出振荡信号。该反馈电路用来依据该输出振荡信号以及一第二控制信号来产生该反馈振荡信号。该三角积分调制器用来产生该第二控制信号。该第一侦测电路用来于一输入信号输入该信号产生电路时,侦测该参考时钟信号以及该反馈振荡信号之间的相位差来产生一第一侦测信号,该第一侦测信号用来估测该可控制振荡器的一增益。
[0006] 依据本发明的第三实施例,其提供一种用来估测一可控制振荡器的一增益的装置,该可控制振荡器操作在一锁相回路内,该装置包含有一测试信号产生器以及一时间至数字转换器。该测试信号产生器用来将一测试信号输入该锁相回路。该时间至数字转换器用来将该锁相回路的一参考时钟信号以及一反馈振荡信号之间的相位差转换至一数字格式的值,以用来做测该可控制振荡器的该增益,其中该参考时钟信号以及该反馈振荡信号为在该测试信号输入该锁相回路之后才得到的信号。
[0007] 依据本发明的第四实施例,其提供一种用来估测一可控制振荡器的增益的方法,该可控制振荡器操作于一锁相回路内。该方法包含有:输入一测试信号至该锁相回路;以及将该锁相回路的一参考时钟信号以及一反馈振荡信号之间的相位差转换为一数字格式的值以用来估测该可控制振荡器的该增益,其中该参考时钟信号以及该反馈振荡信号为在该测试信号输入该锁相回路之后才得到的信号。
[0008] 本发明的上述信号产生电路、增益估测装置与信号产生方法,可以对调制器内的可控制振荡器的增益不匹配进行侦测并校正。附图说明
[0009] 图1为本发明信号产生电路的第一实施例的结构示意图;
[0010] 图2为本发明的数字格式的值的大小变化的一实施例的时序图;
[0011] 图3为本发明信号产生电路的一累积的数字值的一实施例的时序图;
[0012] 图4为本发明信号产生电路的第二实施例的结构示意图;
[0013] 图5为本发明信号产生电路的第三实施例的结构示意图;
[0014] 图6为本发明信号产生电路的第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0015] 在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解,制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区别元件的方式,而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的「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/电性连接」一词在此为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电性连接于一第二装置,则代表该第一装置可直接连接于该第二装置,或透过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。
[0016] 图1为本发明信号产生电路的第一实施例100的结构示意图。进一步来说,信号产生电路100为一信号调制器,该信号调制器做为移动通讯系统内的一无线发射器。信号产生电路100可以为一双点调制器(Two-point modulator,TPM),其包含有一操作电路102、一低通滤波器104、一可控制振荡器106、一反馈电路108、一控制电路110、一校正电路112以及一驱动电路114。操作电路102可以为一相位/频率侦测器以及一电荷电路,该操作电路102用来接收一参考时钟信号Sr以及一反馈振荡信号Sfb,并依据参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb来产生一第一控制信号Sc1。可控制振荡器106用来依据第一控制信号Sc1以及一第二控制信号Sc2来产生一输出振荡信号So。低通滤波器104耦接于操作电路102以及可控制振荡器106之间,其中低通滤波器104会将操作电路102的输出信号vp中不需要的信号滤除,并产生第一控制信号Sc1至可控制振荡器106。反馈电路108可以为一分频器,该反馈电路108用来依据输出振荡信号So以及一第三控制信号Sc3来产生反馈振荡信号Sfb。控制电路110用来依据一输入信号Si来产生第二控制信号Sc2以及第三控制信号Sc3。校正电路112用来侦测参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb之间的一时间差Td来校正控制电路110以调整第二控制信号Sc2,其中时间差Td为参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb之间的相位差所造成的时间差。驱动电路114用来驱动输出振荡信号So以产生一发射信号Str。
[0017] 控制电路110包含有两个电路路径,其中之一为低通(Low-pass)调制路径,而另一个为高通(High pass)调制路径。进一步而言,该低通调制路径包含有一三角积分调制器1102,其用来依据输入信号Si来产生第三控制信号Sc3。该高通调制路径为一转换电路,其用来依据输入信号Si来产生第二控制信号Sc2,其中该转换电路包含有一增益调整电路1104、一数模转换器1106以及一低通滤波器1108。增益调整电路1104用来提供一可调整增益,该可调整增益受控于校正电路112。增益调整电路1104可以设置于不同的模里或共同设置在数模转换器1106内。进一步而言,举例来说,当可控制振荡器106为一压控振荡器(Voltage-controlled oscillator,VCO)时,增益调整电路1104可以与数模转换器1106合并,而当可控制振荡器106为一数字控制振荡器(Digital-controlled oscillator,DCO)时,增益调整电路1104则可以单独成为一个装置。数模转换器1106用来将输入信号Si转换为第二控制信号Sc2。请注意,该转换电路的总增益包含有提供给增益调整电路1104的该可调整增益、提供给数模转换器1106的增益,以及提供给低通滤波器1108的增益。此外,在此实施例中,增益调整电路1104的可调整增益以Kcal来表示,而数模转换器1106结合低通滤波器1108的增益以KH来表示。
[0018] 此 外,校 正 电 路 112包 含 一 时 间 至 数 字 转 换 器 (Time-to-digital converter)1122以及一调整电路1124。时间至数字转换器1122用来将时间差Td转换为一数字格式的值Sdo。调整电路1124用来依据数字式的值Sdo来校正该转换电路的增益。在此实施例中,调整电路1124包含一累积电路1126、一移动平均电路1128以及一连续渐近寄存器(Successive Approximation Register)校正单元1130。累积电路1126用来累积时间至数字转换器1122的一输出(即数字格式的值Sdo)以产生一累积的数字值ψTDC。
移动平均电路1128用来对累积的数字值ψTDC执行一移动平均操作来产生一平均的数字值Sadc。连续渐近寄存器校正单元1130用来依据累积的数字值ψTDC来产生一校正信号Scal至该转换电路的增益调整电路1104以依次地调整第二控制信号Sc2。
[0019] 当信号产生电路100启动时,包含有操作电路102、低通滤波器104、可控制振荡器106以及反馈电路108的该锁相回路会对参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb的相位进行锁相以产生输出振荡信号So。接着,当该锁相回路稳定时,一测试信号(即输入信号Si)就会被产生以输入至控制电路110以用来校正由可控制振荡器106所造成的不匹配增益。
请注意,输入信号Si一数字格式的阶跃信号,而输入信号Si可用一阶跃频率Δf来表示。
一旦该数字格式的输入信号Si输入控制电路110时,该锁相回路就会重新对参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb的相位进行锁相以更新输出振荡信号So。接着,校正电路112就会侦测参考时钟信号Sr与反馈振荡信号Sfb之间的时间差Td来产生校正信号Scal以依次地调整增益调整电路1104的增益Kcal,一直到累积的数字值ψTDC(即参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb之间的时间差累积值)大致上等于零为止。在此实施例中,输出振荡信号So在更新前以及更新后的相位差以ψvco来表示,因此相位差ψvco可以用以下方程式(1)来表示:
[0020]
[0021]
[0022] 其中Kv表示可控制振荡器106的增益,KP表示操作电路102(例如该相位/频率侦测器以及一电荷泵电路)的增益,GLPF(s)代表低通滤波器104的增益,而N系该分频器(即反馈电路108)的除数。当输出振荡信号So的相位差ψvco得到之后,输出振荡信号So的输出频率fvco还可经由以下方程式(2)来求出:
[0023]
[0024] 此外,操作电路102的输出信号vp可以由以下方程式(3)来求出:
[0025]
[0026]
[0027]
[0028]
[0029] 由于输出信号vp代表参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb之间的时间差Td,累积的数字值ψTDC还可以由输出信号vp来表示,如以下方程式(4)所示:
[0030]
[0031]
[0032]
[0033]
[0034] 其中KTDC代表TDC1122的增益。
[0035] 可以看出,当S·φTDC的值大致上为零时,累积的数字值ψTDC的值就会大致上为零。因此,依据方程式(5)可以得知,当Kcal·KH·Kv=1时,累积的数字值ψTDC会大致上为零。换句话说,校正电路112会调整增益调整电路1104的增益Kcal来校正可控制振荡器106的增益,一直到Kcal·KH·Kv=1为止
[0036] 进一步而言,当输入信号Si输入控制电路110时,可控制振荡器106以及反馈电路108会分别由第二控制信号Sc2以及第三控制信号Sc3来更进。接着,当可控制振荡器106的增益发生不匹配现象时,反馈振荡信号Sfb的相位就会改变。如此一来,时间至数字转换器1122以及操作电路102就会侦测出参考时钟信号Sr以及更新后的反馈振荡信号Sfb之间的一个相位差(即时间差Td)以产生数字式的值Sdo,如图2所示。图2所示为当输入信号Si输入信号产生电路100时,数字格式的值Sdo的大小变化的一时序图。请注意,从时间至数字转换器1122所输出的数字式的值Sdo会是一组数字格式的值,而不是模拟信号,如图2所示。依据图2所示,当输入信号Si于时间点T0输入信号产生电路100之后,数字格式的值Sdo的大小于时间点T1会突然提升至一最大值。接着,该锁相回路会重新对参考时钟信号Sr以及更新后的反馈振荡信号Sfb之间的相位进行锁相,一直到数字格式的值Sdo的大小重新回到零附近为止,即时间点T2。同时,累积电路1126会累积从时间至数字转换器1122所输出的数字式的值Sdo以产生累积的数字值ψTDC,如图3所示,这是因为该累积的相位差(即累积的数字值ψTDC)正比于可控制振荡器106的不匹配增益。
[0037] 图3为本发明信号产生电路100的累积的数字值ψTDC的一实施例的时序图。请注意,累积的数字值ψTDC的符号可以用来区别参考时钟信号Sr的相位是领先更新后的反馈振荡信号Sfb的相位,或者参考时钟信号Sr的相位落后于更新后的反馈振荡信号Sfb的相位。在此范例中,累积的数字值ψTDC为一正值,则参考时钟信号Sr的相位领先更新后的反馈振荡信号Sfb的相位。反之,若累积的数字值ψTDC为负值时,则表示参考时钟信号Sr的相位落后于更新后的反馈振荡信号Sfb的相位。因此,透过辨别累积的数字值ψTDC的符号和大小,连续渐近寄存器校正单元1130就可以用来判定出参考时钟信号Sr的相位领先该更新后的反馈振荡信号Sfb的相位的多少,或者参考时钟信号Sr的相位落后该更新后的反馈振荡信号Sfb的相位的多少。接着,再利用累积的数字值ψTDC,当参考时钟信号Sr的相位领先该更新后的反馈振荡信号Sfb的相位时,连续渐近寄存器校正单元1130就可以调整增益调整电路1104的增益Kcal以使得该更新后的反馈振荡信号Sfb的相位能够赶得上参考时钟信号Sr的相位,或者当参考时钟信号Sr的相位落后该更新后的反馈振荡信号Sfb的相位时,连续渐近寄存器校正单元1130就可以调整增益调整电路1104的增益Kcal以放慢该更新后的反馈振荡信号Sfb的相位。因此,透过依次地(successively)调整增益调整电路1104的增益Kcal,参考时钟信号Sr的相位最终会与该更新后的反馈振荡信号Sfb的相位对齐。换句话说,当参考时钟信号Sr的相位该更新后的反馈振荡信号Sfb的相位对齐后,Kcal·KH·Kv的值就会大致上等于1,即Kcal·KH·Kv=1。
[0038] 请再次参考图2和图3。由于数字格式的值Sdo的大小在一特定区间内会不断的改变,因此累积的数字值ψTDC也会不断改变而使得累积的数字值ψTDC不会是一个很平滑的信号,如图3所示的放大局部图。若累积的数字值ψTDC不断的改变时,由连续渐近寄存器校正单元1130所输出的校正信号Scal也会不断的改变。如此一来,若累积的数字值ψTDC不是一个很平滑的信号的话,参考时钟信号Sr的相位就不会很精准地与该更新后的反馈振荡信号Sfb的相位对齐。为了使得累积的数字值ψTDC可以为一个平滑的信号,本实施例的移动平均电路1128就可以用来对累积的数字值ψTDC执行该移动平均操作以产生平均的数字值Sadc。如图3所示的放大局部图所示,平均的数字值Sadc的变化量会大幅减小而使得平均的数字值Sadc远比累积的数字值ψTDC来得平滑。如此一来,连续渐近寄存器校正单元1130就会接收到平均的数字值Sadc来产生校正信号Scal以调整增益调整电路1104的增益Kcal,而不是接收累积的数字值ψTDC。
[0039] 请注意,上述的实施例的时间至数字转换器1122以及调整电路1124都是数字电路,而移动平均电路1128以及连续渐近寄存器校正单元1130并不是必要的装置。换句话说,经由适当地修正上述实施例,移动平均电路1128以及连续渐近寄存器校正单元1130可以利用任何其他具有相同功能的元件来取代,此变化也落入本发明的范畴中。
[0040] 简言之,上述调整信号产生电路100中的锁相回路的回路增益的方法可以简化为下列步骤S102-S108:
[0041] 步骤S102:利用操作电路102来接收参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb,并依据参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb来产生第一控制信号Sc1;
[0042] 步骤S104:利用可控制振荡器106来依据第一控制信号Sc1以及第二控制信号Sc2来产生输出振荡信号So;
[0043] 步骤S106:利用反馈电路108来依据输出振荡信号So以及第三控制信号Sc3来产生反馈振荡信号Sfb;
[0044] 步骤S108:利用控制电路110依据输入信号Si来产生第二控制信号Sc2以及第三控制信号Sc3;以及
[0045] 步骤S110:侦测参考时钟信号Sr以及反馈振荡信号Sfb之间的时间差Td来校正控制电路110以调整第二控制信号Sc2。
[0046] 此外,依据上述实施例所教导的概念,信号产生电路100还可以进行适当地修正来估测出该锁相回路中的该可控制振荡器的增益,如图4所示。图4所示为本发明信号产生电路的第二实施例400的结构示意图。信号产生电路400包含有一操作电路402、一低通滤波器404、一可控制振荡器406、一反馈电路408、一三角积分调制器410、一侦测电路412以及一驱动电路414。操作电路402可以为一相位/频率侦测器以及一电荷泵电路,该操作电路402用来接收一参考时钟信号Sr1以及一反馈振荡信号Sfb1,并依据参考时钟信号Sr1以及反馈振荡信号Sfb1来产生一第一控制信号Scc1。可控制振荡器406用来依据第一控制信号Scc1来产生一输出振荡信号So1。低通滤波器404耦接于操作电路402以及可控制振荡器406之间,其中低通滤波器404会将操作电路402的输出信号中不需要的信号滤除,并产生第一控制信号Scc1至可控制振荡器406。反馈电路408可以为一分频器,该反馈电路408用来依据输出振荡信号So1以及一第二控制信号Scc2来产生反馈振荡信号Sfb1。三角积分调制器410用来依据一输入信号Si1来产生第二控制信号Scc2。侦测电路412用来侦测参考时钟信号Sr1以及反馈振荡信号Sfb1之间的一时间差Td1来产生一侦测信号,以用来估测出可控制振荡器406的增益Kv1,其中时间差Td1为由参考时钟信号Sr1以及反馈振荡信号Sfb1之间的相位差所造成的时间差。
[0047] 此外,校正电路412包含有一时间至数字转换器4122以及一累积电路4124。时间至数字转换器4122用来将时间差Td1转换为一数字格式的值Sdo1。累积电路4124系用来累积由时间至数字转换器4122所输出的数字格式的值Sdo1以产生一累积的数字值ψTDC1,即上段所述的侦测信号。
[0048] 当锁相回路400启动时,锁相回路400会对参考时钟信号Sr1以及反馈振荡信号Sfb1的相位进行锁相以产生输出振荡信号So1。接着,当该锁相回路400稳定时,一测试信号(即输入信号Si1)就会被产生以输入至三角积分调制器410以用来估测出可控制振荡器406的增益Kv1。请注意,输入信号Si1为一数字格式的阶跃信号,而输入信号Si1可用一阶跃频率Δf1来表示。一旦该数字格式的输入信号Si1输入三角积分调制器410时,该分频器(即反馈电路408)的除数N1就会被输入信号Si1更新。接着,锁相回路400就会对参考时钟信号Sr1以及反馈振荡信号Sfb1的相位进行重新锁相以更新输出振荡信号So1。换句话说,此时的累积的数字值ψTDC1就会包含有可控制振荡器406的增益Kv1的信息。
请注意,在此实施例中输入信号Si1为一已知信号。因此可控制振荡器406的增益Kv1就可以依据输入信号Sil以及累积的数字值ψTDC1来求出。
[0049] 当可控制振荡器406的增益Kv1得到之后,锁相回路400的回路增益就可以求出。换句话说,当可控制振荡器406的不匹配增益大到使得锁相回路400的回路增益偏离一预定值时,依据累积的数字值ψTDC1以及输入信号Sil,锁相回路400的回路增益就会被校正回该预定值。请注意,本实施例并没有限制用来校正锁相回路400的回路增益的方法。举例来说,在一实施例中,其可以利用一校正电路来接收累积的数字值ψTDC1以及输入信号Sil,并据以产生一校正信号来调整操作电路402的增益或调整低通滤波器404的增益来校正锁相回路400的回路增益。由于时间至数字转换器4122以及累积电路4124的运作相似于上述的时间至数字转换器1122以及累积电路1126的运作,故其具体运作在此不另赘述。
此外,时间至数字转换器4122以及累积电路4124都是数字电路。
[0050] 简言之,锁相回路400内的可控制振荡器406的增益Kv1估测方法可以简化为下列步骤S402-S408:
[0051] 步骤S402:利用操作电路402来接收参考时钟信号Sr1以及反馈振荡信号Sfb1,并依据参考时钟信号Sr1以及反馈振荡信号Sfb1来产生第一控制信号Scc1;
[0052] 步骤S404:利用可控制振荡器406以依据第一控制信号Scc1来产生输出振荡信号So1;
[0053] 步骤S406:利用反馈电路408以依据输出振荡信号So1以及第二控制信号Scc2来产生反馈振荡信号Sfb1;
[0054] 步骤S408:利用三角积分调制器410以依据输入信号Sil来产生第二控制信号Scc2;以及
[0055] 步骤S410:侦测参考时钟信号Sr1以及反馈振荡信号Sfb1的时间差Td1来产生该侦测信号以用来估测可控制振荡器406的增益Kv1。
[0056] 图5为依据本发明一种信号产生电路的第三实施例500的结构示意图。信号产生电路500包含有一第一侦测电路502、一辅助电路504、一低通滤波器506、一可控制振荡器508、一反馈电路510、一三角积分调制器512、一第二侦测电路514以及一驱动电路516。第一侦测电路502可以为一相位/频率侦测器以及一电荷泵电路,该第一侦测电路502用来接收一参考时钟信号Sr2以及一反馈振荡信号Sfb2,并依据参考时钟信号Sr2以及反馈振荡信号Sfb2来产生一第一侦测信号Sd1。辅助电路504用来依据一第一输入信号Si2来调整第一侦测信号Sd1以产生一调整后侦测信号Sad1。在本实施例中,该第一输入信号Si2可以为一电流信号。低通滤波器506用来将调整后侦测信号Sad1中不需要的信号滤除,并产生第一控制信号Scc3。可控制振荡器508用来依据第一控制信号Scc3来产生一输出振荡信号So2。反馈电路510可以为一分频器,该反馈电路510用来依据输出振荡信号So2以及一第二控制信号Scc4来产生反馈振荡信号Sfb2。三角积分调制器512用来依据一第二输入信号Si3来产生第二控制信号Scc4。第二侦测电路514用来侦测参考时钟信号Sr2以及反馈振荡信号Sfb2之间的一时间差Td2来产生一侦测信号,以用来估测出可控制振荡器
508的一增益Kv2,其中时间差Td2为由参考时钟信号Sr2以及反馈振荡信号Sfb2之间的相位差所造成的时间差。
[0057] 此外,第二侦测电路514包含有一时间至数字转换器5142以及一累积电路5144。时间至数字转换器5142用来将时间差Td2转换为一数字格式的值Sdo2。累积电路5144用来累积由时间至数字转换器5142所输出的数字格式的值Sdo2以产生一累积的数字值ψTDC2,即上段所述的侦测信号。
[0058] 当锁相回路500启动时,锁相回路500会依据第二输入信号Si3来对参考时钟信号Sr2以及反馈振荡信号Sfb2的相位进行锁相以产生输出振荡信号So2。接着,当该锁相回路500稳定时,一测试信号(即第一输入信号Si2)就会被产生以输入至辅助电路504以用来估测出可控制振荡器508的增益Kv2。请注意,第一输入信号Si2为一数字格式的阶跃信号,而第一输入信号Si2可用一阶跃频率Δf2来表示。一旦该数字格式的第一输入信号Si2输入辅助电路504时,调整后侦测信号Sad1以及第一控制信号Scc3的电压准位就会被更新。同理,输出振荡信号So2的相位(或频率)以及反馈振荡信号Sfb2就会被更新。接着,锁相回路500就会对参考时钟信号Sr2以及反馈振荡信号Sfb2的相位进行重新锁相以更新输出振荡信号So2。换句话说,此时的累积的数字值ψTDC2就会包含有可控制振荡器508的增益Kv2的信息。请注意,在此实施例中第一输入信号Si2为一已知信号。因此可控制振荡器508的增益Kv2就可以依据第一输入信号Si2以及累积的数字值ψTDC2来求出。
[0059] 依据此实施例,当可控制振荡器508的增益Kv2得到之后,锁相回路500的回路增益就可以求出。接着,当可控制振荡器508的不匹配增益大到使得锁相回路500的回路增益偏离一预定值时,依据累积的数字值ψTDC2以及第一输入信号Si2,锁相回路500的回路增益就会被校正回该预定值。请注意,本实施例并没有限制用来校正锁相回路500的回路增益的方法。举例来说,在一实施例中,其可以利用一校正电路来接收累积的数字值ψTDC2以及第一输入信号Si2,并据以产生一校正信号来调整第一侦测电路502的增益或调整低通滤波器506的增益来校正锁相回路500的回路增益。由于时间至数字转换器5142以及累积电路5144的运作相似于上述的时间至数字转换器1122以及累积电路1126的运作,故其具体运作在此不另赘述。此外,时间至数字转换器5142以及累积电路5144都是数字电路。
[0060] 简言之,锁相回路500内的可控制振荡器508的增益Kv2估测方法可以简化为下列步骤S502-S514:
[0061] 步骤S502:利用侦测电路502来接收参考时钟信号Sr2以及反馈振荡信号Sfb2,并依据参考时钟信号Sr2以及反馈振荡信号Sfb2来产生第一侦测信号Sd1;
[0062] 步骤S504:利用可辅助电路504以依据第一输入信号Si2来调整第一侦测信号Sd1以产生调整后侦测信号Sad1;
[0063] 步骤S506:利用低通滤波器506来依据调整后侦测信号Sad1以产生第一控制信号Scc3;
[0064] 步骤S508:利用可控制振荡器508来依据第一控制信号Scc3以产生输出振荡信号So2;
[0065] 步骤S510:利用反馈电路510来依据输出振荡信号So2以及第二控制信号Scc4以产生反馈振荡信号Sfb2;
[0066] 步骤S512:利用三角积分调制器512来依据第二输入信号Sil3以产生第二控制信号Scc4;以及
[0067] 步骤S514:侦测参考时钟信号Sr2以及反馈振荡信号Sfb2之间的时间差Td2来产生该侦测信号,该侦测信号系用来估测可控制振荡器508的增益Kv2。
[0068] 图6为依据本发明信号产生电路的第四实施例600的结构示意图。信号产生电路600包含有一第一侦测电路602、一低通滤波器604、一辅助电路606、一可控制振荡器608、一反馈电路610、一三角积分调制器612、一第二侦测电路614以及一驱动电路616。第一侦测电路602可以是一相位/频率侦测器以及一电荷泵电路,该第一侦测电路602用来接收一参考时钟信号Sr3以及一反馈振荡信号Sfb3,并依据参考时钟信号Sr3以及反馈振荡信号Sfb3来产生一第一侦测信号Scc5。低通滤波器604用来将第一侦测信号Scc5中不需要的信号滤除,并产生一低通控制信号Scc6。辅助电路606用来依据一第一输入信号Si4来调整低通控制信号Scc6以产生一调整后控制信号Scc7。在本实施例中,该第一输入信号Si4可以是一电压信号。可控制振荡器608用来依据调整后控制信号Scc7来产生一输出振荡信号So3。反馈电路610可以是一分频器,该反馈电路610用来依据输出振荡信号So3以及一第二控制信号Scc8来产生反馈振荡信号Sfb3。三角积分调制器612用来依据一第二输入信号Si5来产生第二控制信号Scc8。第二侦测电路614用来侦测参考时钟信号Sr3以及反馈振荡信号Sfb3之间的一时间差Td3来产生一侦测信号,以用来估测出可控制振荡器608的一增益Kv3,其中时间差Td3为由参考时钟信号Sr3以及反馈振荡信号Sfb3之间的相位差所造成的时间差。
[0069] 此外,第二侦测电路614包含有一时间至数字转换器6142以及一累积电路6144。时间至数字转换器6142用来将时间差Td3转换为一数字格式的值Sdo3。累积电路6144用来累积由时间至数字转换器6142所输出的数字格式的值Sdo3以产生一累积的数字值ψTDC3,即上段所述的侦测信号。
[0070] 当锁相回路600启动时,锁相回路600会依据第二输入信号Si5来对参考时钟信号Sr3以及反馈振荡信号Sfb3的相位进行锁相以产生输出振荡信号So3。接着,当该锁相回路600稳定时,一测试信号(即第一输入信号Si4)就会被产生以输入至辅助电路606以用来估测出可控制振荡器608的增益Kv3。请注意,第一输入信号Si4为一数字格式的阶跃信号,而第一输入信号Si4可用一阶跃频率Δf3来表示。一旦该数字格式的第一输入信号Si4输入辅助电路606时,调整后控制信号Scc7的电压电平就会被更新。同理,输出振荡信号So3的相位(或频率)以及反馈振荡信号Sfb3就会被更新。接着,锁相回路600就会对参考时钟信号Sr3以及反馈振荡信号Sfb3的相位进行重新锁相以更新输出振荡信号So3。换句话说,此时的累积的数字值ψTDC3就会包含有可控制振荡器608的增益Kv3的信息。请注意,在此实施例中第一输入信号Si4为一已知信号。因此可控制振荡器608的增益Kv3就可以依据第一输入信号Si4以及累积的数字值ψTDC3来求出。
[0071] 依据此实施例,当可控制振荡器608的增益Kv3得到之后,锁相回路600的回路增益就可以求出。接着,当可控制振荡器608的不匹配增益大到使得锁相回路600的回路增益偏离一预定值时,依据累积的数字值ψTDC3以及第一输入信号Si4,锁相回路600的回路增益就会被校正回该预定值。请注意,本实施例并没有限制用来校正锁相回路600的回路增益的方法。举例来说,在一实施例中,其可以利用一校正电路来接收累积的数字值ψTDC3以及第一输入信号Si4,并据以产生一校正信号来调整操作电路602的增益或调整低通滤波器604的增益来校正锁相回路600的回路增益。由于时间至数字转换器6142以及累积电路6144的运作相似于上述的时间至数字转换器1122以及累积电路1126的运作,故其具体运作在此不另赘述。此外,时间至数字转换器6142以及累积电路6144都是数字电路。
[0072] 简言之,锁相回路600内的可控制振荡器608的增益Kv3估测方法可以简化为下列步骤S602-S612:
[0073] 步骤S602:利用第一侦测电路602来接收参考时钟信号Sr3以及反馈振荡信号Sfb3,并依据参考时钟信号Sr3以及反馈振荡信号Sfb3来产生第一控制信号Scc5;
[0074] 步骤S604:利用辅助电路604以依据第一输入信号Si4来调整第一控制信号Scc5以产生调整后控制信号Scc7;
[0075] 步骤S606:利用可控制振荡器608来依据调整后控制信号Scc7以产生输出振荡信号So3;
[0076] 步骤S608:利用反馈电路610来依据输出振荡信号So3以及第二控制信号Scc8以产生反馈振荡信号Sfb3;
[0077] 步骤S610:利用三角积分调制器612来依据第二输入信号Sil5以产生第二控制信号Scc8;以及
[0078] 步骤S612:侦测参考时钟信号Sr3以及反馈振荡信号Sfb3之间的时间差Td3来产生该侦测信号,该侦测信号用来估测可控制振荡器608的增益Kv3。
[0079] 综上所述,本发明实施例在一锁相回路稳定之后,将一测试信号输入该锁相回路,并利用数字的侦测电路(例如时间至数字转换器)来侦测一锁相回路的该参考时钟信号以及该反馈振荡信号之间的一时间差。接着,该锁相回路内的该可控制振荡器的一不匹配增益就可以依据该侦测出来的时间差来推导出来。接着,该可控制振荡器的该不匹配的增益就可以经由调整该锁相回路中的该可控制振荡器、该相位/频率侦测器以及电荷泵电路以及一低通滤波器中的任一增益来校正回正确地增益。此外,由于该侦测电路为一数字电路,该侦测电路所占有的面积小于现有技术中所用的模拟电路的面积。此外,该数字式的侦测电路也可以相容于不同的半导体制程内。
[0080] 以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依据本发明揭示的内容所做的均等变化与修饰,皆应属于本发明的保护范围。
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