CN105577118A - 振荡器、时脉产生器以及时脉信号的产生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种振荡器、时脉产生器以及时脉信号的产生方法，振荡器用以产生振荡信号；振荡器包括晶体管对以及交叉耦合晶体管对。晶体管对耦接至第一电流源，并具有第一转导值；第一转导值反应第一电流源的电流值来改变；交叉耦合晶体管对耦接至第二电流源，并具有第二转导值；第二转导值反应于第二电流源的电流值来改变；交叉耦合晶体管对通过多个电感器与晶体管对相互耦合；振荡信号的频率依据第一转导值以及第二转导值来决定。本发明能够补偿因温度变化或制成变异而飘移的振荡频率。

Description

振荡器、时脉产生器以及时脉信号的产生方法
技术领域
本发明是有关于一种电子电路元件、信号产生器以及信号产生方法，且特别是有关于一种振荡器、时脉产生器以及时脉信号的产生方法。
背景技术
振荡器是许多电子系统中的重要组成元件，可以应用于各类电子电路装置之中。振荡器输出的振荡信号，其频率是否准确稳定，甚为重要。对于目前应用于电子电路中的振荡器而言，常见会影响振荡频率的因素包括温度变化、制程变异及电磁干扰等原因，此因素可能造成频率漂移(frequencydrift)，从而影响频率的准确性及稳定性。目前现有技术解决此一问题的方式或有在振荡器当中利用调整可变电容器(varactor)的电容值来补偿经漂移的振荡频率，以维持振荡频率的准确性及稳定性。但可变电容器在高频电路中容易产生非理想的电阻效应(secondordereffect)或是产生寄生电容(parasiticcapacitance)，此一问题将影响电路元件的操作与其可靠度。
发明内容
本发明提供一种振荡器、时脉产生器以及时脉信号的产生方法，用以解决现有技术中振荡频率因温度变化或制成变异而飘移的问题。
本发明提供一种振荡器，其交叉耦合晶体管对通过多个电感器与振荡器中的另一晶体管对相互耦合，以产生振荡信号。
本发明提供一种时脉产生器，包括所述振荡器，并且用以产生时脉信号。
本发明提供一种时脉信号的产生方法，用以控制所述振荡器产生振荡信号，以作为时脉信号。
本发明的振荡器用以产生振荡信号。振荡器包括晶体管对以及交叉耦合(cross-coupling)晶体管对。晶体管对耦接至第一电流源。晶体管对具有第一转导值(transconductance)。第一转导值反应于第一电流源的电流值来改变。交叉耦合晶体管对耦接至第二电流源。交叉耦合晶体管对具有第二转导值。第二转导值反应于第二电流源的电流值来改变。交叉耦合晶体管对通过多个电感器与晶体管对相互耦合(mutuallycoupled)。振荡信号的频率依据第一转导值以及第二转导值来决定。
在本发明的一实施例中，上述的振荡器是一种无石英晶体(crystal-free)的振荡器。
在本发明的一实施例中，上述的振荡器是一种压控振荡器。压控振荡器用以依据输入电压来产生振荡信号。第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值依据输入电压来调整。
在本发明的一实施例中，上述的电感器包括第一电感器以及第二电感器。晶体管对包括第一晶体管以及第二晶体管。第一晶体管具有第一端、第二端以及控制端。第一端耦接至第一电感器。第二端耦接至第一电流源。控制端耦接至交叉耦合晶体管对。第二晶体管具有第一端、第二端以及控制端。第一端耦接至第二电感器。第二端耦接至第一电流源。控制端耦接至交叉耦合晶体管对。第一晶体管的第一端以及第二晶体管的第一端两者至少其中之一作为输出端。振荡器通过输出端输出振荡信号。
在本发明的一实施例中，上述的电感器还包括第三电感器以及第四电感器。交叉耦合晶体管对包括第三晶体管以及第四晶体管。第三晶体管具有第一端、第二端以及控制端。第一端耦接至第三电感器以及第一晶体管的控制端，以及第二端耦接至第二电流源。第四晶体管具有第一端、第二端以及控制端。第一端耦接至第四电感器以及第二晶体管的控制端。第二端耦接至第二电流源。第三晶体管的控制端耦接至第四晶体管的第一端，以及第四晶体管的控制端耦接至第三晶体管的第一端。
在本发明的一实施例中，上述的第一电感器以及第三电感器形成第一互感器(mutualinductor)。第二电感器以及第四电感器形成第二互感器。第一互感器和第二互感器相互隔离(physicallyisolated)。
在本发明的一实施例中，上述的第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值依据温度参数来调整。
在本发明的一实施例中，上述的振荡器还包括温度传感器电路。温度传感器电路耦接至第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一。温度传感器电路用以感测温度参数，并且依据温度参数来调整第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值。
在本发明的一实施例中，上述的温度传感器电路利用第三电流源以及第四电流源两者至少其中之一来调整第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值。
在本发明的一实施例中，上述的第三电流源选自与绝对温度成比例(ProportionaltoAbsoluteTemperature，简称：PTAT)的电流源以及与绝对温度互补(ComplementarytoAbsoluteTemperature，简称：CTAT)的电流源两者其中之一。第四电流源选自与绝对温度成比例的电流源以及与绝对温度互补的电流源两者其中之另一。
在本发明的一实施例中，上述的第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值依据制程参数来调整。
在本发明的一实施例中，上述的振荡器还包括补偿电路。补偿电路耦接至第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一。补偿电路用以接收补偿信号，并且依据补偿信号来输出补偿电流，以调整第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值。
本发明的时脉产生器用以产生时脉信号。时脉产生器包括振荡器。振荡器用以产生振荡信号，以作为时脉信号。振荡器用以产生振荡信号。振荡器包括晶体管对以及交叉耦合晶体管对。晶体管对耦接至第一电流源。晶体管对具有第一转导值。第一转导值反应于第一电流源的电流值来改变。交叉耦合晶体管对耦接至第二电流源。交叉耦合晶体管对具有第二转导值。第二转导值反应于第二电流源的电流值来改变。交叉耦合晶体管对通过多个电感器与晶体管对相互耦合。振荡信号的频率依据第一转导值以及第二转导值来决定。
本发明的时脉信号的产生方法用以控制振荡器产生振荡信号以作为时脉信号。振荡器包括晶体管对以及交叉耦合晶体管对。所述时脉信号的产生方法包括：依据第一电流源来决定晶体管对的第一转导值，以及依据第二电流源来决定交叉耦合晶体管对的第二转导值；以及依据第一转导值以及第二转导值来决定振荡信号的频率。交叉耦合晶体管对通过多个电感器与晶体管对相互耦合。晶体管对耦接至第一电流源。第一转导值反应于第一电流源的电流值来改变。交叉耦合晶体管对耦接至第二电流源。第二转导值反应于第二电流源的电流值来改变。
在本发明的一实施例中，上述的振荡器是一种无石英晶体的振荡器。
在本发明的一实施例中，上述的振荡器是一种压控振荡器，用以依据输入电压来产生振荡信号。依据第一电流源来决定晶体管对的第一转导值，以及依据第二电流源来决定交叉耦合晶体管对的第二转导值的步骤包括：依据输入电压来调整第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值，以对应改变晶体管对的第一转导值以及交叉耦合晶体管对的第二转导值当中的至少一个。
在本发明的一实施例中，上述的依据输入电压来调整第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值，以对应改变晶体管对的第一转导值以及交叉耦合晶体管对的第二转导值当中的至少一个包括底下两个步骤至少其中之一：调整第一电流源的电流值，以改变晶体管对的第一转导值；以及调整第二电流源的电流值，以改变交叉耦合晶体管对的第二转导值。
在本发明的一实施例中，上述的电感器包括第一电感器、第二电感器、第三电感器以及第四电感器。第一电感器以及第三电感器形成第一互感器。第二电感器以及第四电感器形成第二互感器。第一互感器和第二互感器相互隔离。
在本发明的一实施例中，上述的时脉信号的产生方法还包括：感测温度参数，并且依据温度参数，利用第三电流源以及第四电流源两者至少其中之一来调整第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值。。
在本发明的一实施例中，上述的第三电流源选自与绝对温度成比例的电流源以及与绝对温度互补的电流源两者其中之一。第四电流源选自与绝对温度成比例的电流源以及与绝对温度互补的电流源两者其中之另一。
在本发明的一实施例中，上述的时脉信号的产生方法，还包括：接收补偿信号，并且依据补偿信号来输出补偿电流，以调整第一电流源以及第二电流源两者至少其中之一的电流值。
基于上述，在本发明的范例实施例中，振荡器用以输出振荡信号，其应用在时脉产生器时作为时脉信号。交叉耦合晶体管对通过多个电感器与晶体管对相互耦合。振荡信号的频率依据第一转导值以及第二转导值来决定，以产生振荡信号。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1示出本发明一实施例的振荡器的电路示意图；
图2示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图；
图3示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图；
图4示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图；
图5示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图；
图6示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图；
图7示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图；
图8示出本发明一实施例的时脉产生器的电路示意图；
图9示出本发明一实施例的时脉信号的产生方法的步骤流程图。
附图标记说明：
110、210、310、410、510、610、710、810：振荡器；
112：第一互感器；
114：第二互感器；
220：电压控制电路；
800：时脉产生器；
320、420、620、720：温度传感器电路；
530、630、730：补偿电路；
M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10：晶体管；
L1、L2、L3、L4：电感器；
CLK：时脉信号；
D0、Dn：补偿信号；
X、Y：节点；
Vo+、Vo-：输出端；
Vin+、Vin-：输入端；
I1、I2、I3、I4、I5、I6：电流源；
Ic+、Ic-：电流；
S900、S910、S920：步骤；
Vosc：振荡信号。
具体实施方式
以下提出多个实施例来说明本发明，然而本发明不仅限于所例示的多个实施例。又实施例之间也允许有适当的结合。在本案说明书全文(包括申请专利范围)中所使用的“耦接”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。此外，“信号”一词可指至少一电流、电压、电荷、温度、数据、或任何其他一或多个信号。
图1示出本发明一实施例的振荡器的电路示意图。请参考图1，本实施例的振荡器110包括晶体管对晶体管M1、M3、交叉耦合晶体管对晶体管M2、M4、第一互感器112以及第二互感器114。在本实施例中，晶体管对M1、M3耦接至第一电流源I1。交叉耦合晶体管对M2、M4耦接至第二电流源I2。第一互感器112包括第一电感器L1以及第三电感器L3，第二互感器114包括第二电感器L2以及第四电感器L4。第一互感器112与第二互感器114相互隔离，两者之间实质上不存在互感值。在本实施例中，交叉耦合晶体管对M2、M4通过多个电感器L1至L4与晶体管对M1、M3相互耦合。
具体而言，在本实施例中，晶体管对M1、M3包括第一晶体管M1以及第二晶体管M3。第一晶体管M1具有第一端、第二端以及控制端。在本实施例中，第一晶体管M1例如是n通道型金属氧化物半导体场效晶体管(n-channelmetal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，简称：NMOSFET)，因此，其第一端、第二端以及控制端例如分别是NMOS晶体管的漏极、源极以及栅极，但本发明并不限于此。在本实施例中，第一晶体管M1的第一端耦接至第一电感器L1。第一晶体管M1第二端耦接至第一电流源I1。第一晶体管M1的控制端通过节点X耦接至交叉耦合晶体管对M2、M4。第二晶体管M3具有第一端、第二端以及控制端。类似于第一晶体管M1，在NMOS晶体管的范例实施例中，第二晶体管M3的第一端、第二端以及控制端例如分别是NMOS晶体管的漏极、源极以及栅极，但本发明并不限于此。第二晶体管M3的第一端耦接至第二电感器L2。第二晶体管M3的第二端耦接至第一电流源I1。第二晶体管M3的控制端通过节点Y耦接至交叉耦合晶体管对M2、M4。在本实施例中，第一晶体管M1的第一端以及第二晶体管M3的第一端分别作为振荡器的输出端Vo+、Vo-。振荡器110通过输出端Vo+、Vo-输出振荡信号Vosc，如图8所示(图8示出本发明一实施例的时脉产生器的电路示意图)。在本实施例中，振荡信号Vosc例如是以差动信号来例示说明，因此，第一晶体管M1的第一端以及第二晶体管M3的第一端分别作为振荡器的输出端Vo+、Vo-。在一范例实施例中，振荡器110也可以是单端输出，本发明并不加以限制。在单端输出的范例实施例中，振荡器110例如是以第一晶体管M1的第一端或第二晶体管M3的第一端作为的输出端，其依据实际电路设计来加以决定。
另一方面，交叉耦合晶体管对M2、M4包括第三晶体管M2以及第四晶体管M4。第三晶体管M2具有第一端、第二端以及控制端。类似于第一晶体管M1，在NMOS晶体管的范例实施例中，第三晶体管M2的第一端、第二端以及控制端例如分别是NMOS晶体管的漏极、源极以及栅极，但本发明并不限于此。第三晶体管M2的第一端通过节点X耦接至第三电感器L3以及第一晶体管M1的控制端，以及第三晶体管M2的第二端耦接至第二电流源I2。第四晶体管M4具有第一端、第二端以及控制端。类似于第一晶体管M1，在NMOS晶体管的范例实施例中，第四晶体管M4的第一端、第二端以及控制端例如分别是NMOS晶体管的漏极、源极以及栅极，但本发明并不限于此。第四晶体管M4的第一端通过节点Y耦接至第四电感器L4以及第二晶体管M3的控制端。第四晶体管M4的第二端耦接至第二电流源I2。在本实施例中，作为交叉耦合晶体管对M2、M4，第三晶体管M2的控制端耦接至第四晶体管M4的第一端，以及第四晶体管M4的控制端耦接至第三晶体管M2的第一端。
在本实施例中，虽然晶体管M1至M4是以NMOS晶体管来例示说明，但本发明并不限于此。在一实施例中，晶体管M1至M4也可用p通道型金属氧化物半导体场效晶体管(p-channelmetal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，简称：PMOSFET)来加以实施。搭配PMOS晶体管，振荡器110内部其他电路元件的布局方式可适应性的调整，其调整方式可由本领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。此外，依据实际电路设计需求，振荡器110可包括或不包括第一电流源I1及第二电流源I2，并且，第一互感器112以及第二互感器114可以内嵌的方式或外挂的方式与振荡器110共同制作或分别制作，本发明并不加以限制。
在本实施例中，晶体管对M1、M3具有第一转导值gm1。第一转导值gm1是晶体管对M1、M3依据小信号模型计算所得的转导值。第一转导值gm1是反应于第一电流源I1的电流值来改变。交叉耦合晶体管对M2、M4具有第二转导值gm2。第二转导值gm2是交叉耦合晶体管对M2、M4依据小信号模型计算所得的转导值。第二转导值gm2反应于第二电流源I2的电流值来改变。在本实施例中，振荡器110所产生的振荡信号Vosc的频率例如是依据第一转导值gm1以及第二转导值gm2来决定。
具体而言，在本实施例中，振荡信号Vosc的频率例如是依据如下公式(1)来决定：
ω o s c 2 = C - ( g m 1 K + g m 2 ) g m 2 L LC 2 - - - ( 1 )
其中，ωosc是振荡信号Vosc的频率，gm1是第一转导值，gm2是第二转导值，K是第一互感器112的互感值或第二互感器114的互感值，C是振荡器110的寄生电容的等效电容值，以及L是振荡器110的寄生电感的等效电感值以及电感器L1至L4的电感值的总和。
因此，在本实施例中，交叉耦合晶体管对M2、M4通过第一互感器112及第二互感器114与晶体管对M1、M3磁性连接，并且，其中的电感器L1至L4的电感值可不改变。因此，振荡器110所产生的振荡信号Vosc的频率可依据第一转导值gm1以及第二转导值gm2来决定。另外，在本实施例中，振荡器110例如是无石英晶体的振荡器。
在本发明的一实施例中，第一电流源I1以及第二电流源I2两者至少其中之一的电流值例如可依据输入电压来调整，以对应调整第一转导值gm1或第二转导值gm2。
图2示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图。请参考图1及图2，本实施例的振荡器210类似于图1的振荡器110，两者之间主要差异例如在于振荡器210是一种压控振荡器(voltagecontrolledoscillator，简称：VCO)，其电性连接至电压控制电路220。
具体而言，在本实施例中，第一电流源I1及第二电流源I2例如是以电流镜电路来加以实施。举例而言，晶体管M5、M7、M9的组合例如是第一电流镜，用以将偏压电流源I5映射至振荡器210，以作为第一电流源I1。晶体管M6、M8、M10的组合例如是第二电流镜，用以将偏压电流源I6映射至振荡器210，以作为第二电流源I2。在本实施例中，晶体管M5、M6作为输入晶体管对，分别用以从输入端Vin+、Vin-接收输入电压。所述第一电流镜及所述第二电流镜分别从偏压电流源I5及偏压电流源I6汲取的电流Ic+及电流Ic-会随者输入端Vin+、Vin-的输入电压不同来改变，从而调整映射至振荡器210的电流值。
因此，在本实施例中，电压控制电路220接收输入端Vin+、Vin-的输入电压，以调整第一电流源I1及第二电流源I2的电流值，从而改变第一转导值gm1以及第二转导值gm2。因此，振荡器210例如是一种压控振荡器。此外，依据实际电路设计需求，振荡器210可包括或不包括电压控制电路220，本发明并不加以限制。在本实施例中，虽然电压控制电路220是以双端输入来例示说明，但本发明并不限于此。在一实施例中，电压控制电路220也可以是单端输入。换句话说，本发明对电压控制电路220的电路结构并不加以限制。另外，本实施例的振荡器210所产生的振荡信号，其频率的决定方式可以由图1实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
在本发明的一实施例中，第一电流源I1以及第二电流源I2两者至少其中之一的电流值例如可依据温度参数来调整，以对应调整第一转导值gm1或第二转导值gm2。
图3示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图。请参考图1及图3，本实施例的振荡器310类似于图1的振荡器110，两者之间主要差异例如在于振荡器310包括温度传感器电路320，以补偿振荡器310因温度变化而飘移的振荡频率。
具体而言，在本实施例中，第一电流源I1例如是以电流镜电路来加以实施。举例而言，晶体管M7、M9的组合例如是电流镜，用以将第三电流源I3及第四电流源I4两者至少其中之一映射至振荡器310，以作为第一电流源I1。在本实施例中，温度传感器电路320耦接至以所述电流镜来实施的第一电流源I1。温度传感器电路320用以感测温度参数，并且依据温度参数来调整第一电流源I1的电流值。在本实施例中，第三电流源I3及第四电流源I4用以提供温度传感器电路320偏压电流。温度传感器电路320例如是利用第三电流源I3以及第四电流源I4两者至少其中之一来调整第一电流源I1的电流值。举例而言，在本实施例中，第三电流源I3例如是与绝对温度成比例的电流源。第四电流源I4例如是与绝对温度互补的电流源。但本发明并不加以限制，在一实施例中，第三电流源I3也可以是与绝对温度互补的电流源。第四电流源I4也可以是与绝对温度成比例的电流源。
因此，在本实施例中，温度传感器电路320用以感测温度参数，并且依据温度参数来调整第一电流源I1的电流值，从而改变第一转导值gm1。因此，温度传感器电路320可补偿振荡器310因温度变化而飘移的振荡频率。此外，依据实际电路设计需求，振荡器310可包括或不包括温度传感器电路320、第三电流源I3及第四电流源I4。
在本实施例中，温度传感器电路320、与绝对温度成比例的电流源以及与绝对温度互补的电流源，其实施方式可由本领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。另外，本实施例的振荡器310所产生的振荡信号，其频率的决定方式可以由图1实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
在本实施例中，虽然是以温度传感器电路320依据温度参数来调整第一电流源I1的电流值来例示说明，但本发明并不加以限制。在一实施例中，温度传感器电路320也可依据温度参数来调整第二电流源I2的电流值。在一实施例中，温度传感器电路320也可依据温度参数来分别调整第一电流源I1及第二电流源I2的电流值。
图4示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图。请参考图3及图4，本实施例的振荡器410类似于图3的振荡器310，两者之间主要差异例如在于温度传感器电路420例如是依据温度参数来分别调整第一电流源I1及第二电流源I2的电流值。
具体而言，在本实施例中，第一电流源I1及第二电流源I2例如是以电流镜电路来加以实施。举例而言，晶体管M7、M9的组合例如是第一电流镜，用以将第三电流源I3及第四电流源I4两者其中之一映射至振荡器410，以作为第一电流源I1。晶体管M8、M10的组合例如是第二电流镜，用以将第三电流源I3及第四电流源I4两者其中的另一个映射至振荡器410，以作为第二电流源I2。在本实施例中，温度传感器电路320耦接至以所述第一电流镜来实施的第一电流源I1以及以所述第二电流镜来实施的第二电流源I2。温度传感器电路320用以感测温度参数，并且依据温度参数来调整第一电流源I1及第二电流源I2的电流值。
另外，本实施例的振荡器410所产生的振荡信号，其频率的决定方式可以由图1实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
换句话说，在本发明的范例实施例中，第一电流源I1以及第二电流源I2两者至少其中之一的电流值可依据温度参数来调整，从而改变第一转导值gm1以及第二转导值gm2，以补偿振荡器因温度变化而飘移的振荡频率。
在本发明的一实施例中，第一电流源I1以及第二电流源I2两者至少其中之一的电流值例如可依据制程参数来调整，以对应调整第一转导值gm1或第二转导值gm2。
图5示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图。请参考图1及图5，本实施例的振荡器510类似于图1的振荡器110，两者之间主要差异例如在于振荡器510包括补偿电路530，以补偿振荡器510因制程变异而飘移的振荡频率。
具体而言，在本实施例中，第一电流源I1例如是以电流镜电路来加以实施。举例而言，晶体管M7、M9的组合例如是电流镜，用以将补偿电路530提供的电流映射至振荡器510，以作为第一电流源I1。在本实施例中，补偿电路530耦接至以所述电流镜来实施的第一电流源I1。补偿电路530用以接收补偿信号D0至Dn，并且依据补偿信号D0至Dn来输出补偿电流，以调整第一电流源I1的电流值。在本实施例中，补偿电路530包括多组串联耦接的开关与电流源的组合，此些组合并联设置，其数量及耦接方式并不用以限定本发明。各开关依据补偿信号D0至Dn来开启或关闭，以导通电流传递路径。开启的开关所对应的电流源会提供电流，其总和作为补偿电流，从补偿电路530输出给所述电流镜，以依据补偿信号D0至Dn来调整第一电流源I1的电流值。在本实施例中，补偿信号D0至Dn例如是依据制程变异来设定的信号，以补偿飘移的振荡频率。
因此，在本实施例中，补偿电路530用以依据制程参数来调整第一电流源I1的电流值，从而改变第一转导值gm1。因此，补偿电路530可补偿振荡器510因制程变异而飘移的振荡频率。此外，依据实际电路设计需求，振荡器510可包括或不包括补偿电路530，本发明并不加以限制。
在本实施例中，补偿电路530的实施方式可由本领域中的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。另外，本实施例的振荡器510所产生的振荡信号，其频率的决定方式可以由图1实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
在本实施例中，虽然是以补偿电路530依据制程参数来调整第一电流源I1的电流值来例示说明，但本发明并不加以限制。在一实施例中，补偿电路530也可依据制程参数来调整第二电流源I2的电流值。在一实施例中，补偿电路530也可依据制程参数来分别调整第一电流源I1及第二电流源I2的电流值。换句话说，第一电流源I1以及第二电流源I2两者至少其中之一的电流值例如可依据制程参数来调整，以对应调整第一转导值gm1或第二转导值gm2。
图6示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图。请参考图1及图6，本实施例的振荡器610类似于图1的振荡器110，两者之间主要差异例如在于振荡器610包括温度传感器电路620以及补偿电路630，以补偿振荡器610因温度变化及制程变异而飘移的振荡频率。
具体而言，在本实施例中，第一电流源I1例如是以电流镜电路来加以实施。举例而言，晶体管M7、M9的组合例如是电流镜，用以将第三电流源I3、第四电流源I4、补偿电路630提供的电流三者至少其中之一映射至振荡器610，以作为第一电流源I1。在本实施例中，温度传感器电路620及补偿电路630耦接至以所述电流镜来实施的第一电流源I1。温度传感器电路620及补偿电路630两者协同操作以分别补偿振荡器610因温度变化及制程变异而飘移的振荡频率，其补偿方式可以由图3及图5实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。另外，本实施例的振荡器610所产生的振荡信号，其频率的决定方式可以由图1实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
在本实施例中，虽然是以温度传感器电路620及补偿电路630协同操作来调整第一电流源I1的电流值来例示说明，但本发明并不加以限制。在一实施例中，温度传感器电路620及补偿电路630也可协同操作来调整第二电流源I2的电流值。在一实施例中，温度传感器电路620及补偿电路630也可协同操作以分别调整第一电流源I1及第二电流源I2的电流值。
图7示出本发明另一实施例的振荡器的电路示意图。请参考图5及图7，本实施例的振荡器710类似于图5的振荡器510，两者之间主要差异例如在于振荡器710还包括温度传感器电路720，以补偿振荡器710因温度变化而飘移的振荡频率。在本实施例中，温度传感器电路720及补偿电路730例如分别用以调整第二电流源I2及第一电流源I1的电流值。
具体而言，在本实施例中，第二电流源I2例如是以电流镜电路来加以实施。举例而言，晶体管M8、M10的组合例如是另一电流镜，用以将第三电流源I3及第四电流源I4两者至少其中之一映射至振荡器710，以作为第二电流源I2。在本实施例中，温度传感器电路720耦接至以所述另一电流镜来实施的第二电流源I2。温度传感器电路720用以感测温度参数，并且依据温度参数来调整第二电流源I2的电流值，其调整方式可以由图3实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。。
另外，在本实施例中，补偿电路730调整第一电流源I1的电流值的调整方式以及振荡器710所产生的振荡信号，其频率的决定方式可以分别由图5及图1实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
图8示出本发明一实施例的时脉产生器的电路示意图。请参考图8，本实施例的时脉产生器800用以产生时脉信号CLK。时脉产生器800包括振荡器810。振荡器810用以产生振荡信号Vosc，以作为时脉信号CLK。在本实施例中，振荡器810例如可以是图1至图7的所例示的振荡器电路，本发明并不加以限制。在本范例实施例中，时脉产生器800可还包括如相位/频率检测器、电荷泵、回路滤波器、控制电路以及回馈电路等适当的功能性元件，本发明并不加以限制。
另外，在本实施例中，振荡器810产生振荡信号的方法，及其频率的决定方式可以分别由图1至图7实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
图9示出本发明一实施例的时脉信号的产生方法的步骤流程图。请参考图1、图8及图9，本实施例的时脉信号的产生方法例如可以应用在图8的时脉产生器800中，以控制振荡器810产生振荡信号Vosc来作为时脉信号CLK，但本发明并不加以限制。
具体而言，在步骤S900中，振荡器810依据第一电流源I1来决定晶体管对的第一转导值gm1，以及依据第二电流源I2来决定交叉耦合晶体管对的第二转导值gm2。接着，在步骤S910中，振荡器810依据第一转导值gm1以及第二转导值gm2来决定振荡信号Vosc的频率。之后，在步骤S920中，振荡器810利用晶体管对M1、M3以及交叉耦合晶体管对M2、M4来产生振荡信号Vosc，以作为时脉产生器800的时脉信号CLK。在本实施例中，第一电流源I1及第二电流源I2两者至少其中之一的电流值可依据输入电压、温度参数以及制程参数三者至少其中之一来调整，以补偿因温度变化或制成变异而飘移的振荡频率。
另外，在本实施例中，时脉信号的产生方法可以分别由图1至图8实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
综上所述，在本发明的范例实施例中，振荡器用以输出振荡信号，其应用在时脉产生器时作为时脉信号。振荡信号可能因温度改变、制程变异或电磁干扰等因素的影响而造成其频率漂移。在本发明的范例实施例中，振荡器当中的多个电感器会产生互感效应，以耦合晶体管对以及交叉耦合晶体管对，从而两者至少其中之一的转导值可反应于其对应耦接的电流源来改变。接着，在本发明的范例实施例中，利用温度感测电路来感测温度参数或者利用补偿电路来对应制程参数设定补偿电流，从而调整晶体管对以及交叉耦合晶体管对两者至少其中之一对应耦接的电流源，以补偿因温度变化或制成变异而飘移的振荡频率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种振荡器，用以产生振荡信号，其特征在于，所述振荡器包括：
晶体管对，耦接至第一电流源，其中所述晶体管对具有第一转导值，以及所述第一转导值反应于所述第一电流源的电流值来改变；以及
交叉耦合晶体管对，耦接至第二电流源，其中所述交叉耦合晶体管对具有第二转导值，所述第二转导值反应于所述第二电流源的电流值来改变，以及所述交叉耦合晶体管对通过多个电感器与所述晶体管对相互耦合，
其中所述振荡信号的频率依据所述第一转导值以及所述第二转导值来决定。
2.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器是一种无石英晶体的振荡器。
3.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述振荡器是一种压控振荡器，用以依据输入电压来产生所述振荡信号，
其中所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值依据所述输入电压来调整。
4.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，该些电感器包括第一电感器以及第二电感器，所述晶体管对包括：
第一晶体管，具有第一端、第二端以及控制端，所述第一端耦接至所述第一电感器，所述第二端耦接至所述第一电流源以及所述控制端耦接至所述交叉耦合晶体管对；以及
第二晶体管，具有第一端、第二端以及控制端，所述第一端耦接至所述第二电感器，所述第二端耦接至所述第一电流源以及所述控制端耦接至所述交叉耦合晶体管对，
其中所述第一晶体管的所述第一端以及所述第二晶体管的所述第一端两者至少其中之一作为输出端，所述压控振荡器通过所述输出端输出所述振荡信号。
5.根据权利要求4所述的振荡器，其特征在于，该些电感器还包括第三电感器以及第四电感器，所述交叉耦合晶体管对包括：
第三晶体管，具有第一端、第二端以及控制端，所述第一端耦接至所述第三电感器以及所述第一晶体管的所述控制端，以及所述第二端耦接至所述第二电流源；以及
第四晶体管，具有第一端、第二端以及控制端，所述第一端耦接至所述第四电感器以及所述第二晶体管的所述控制端，以及所述第二端耦接至所述第二电流源，
其中所述第三晶体管的所述控制端耦接至所述第四晶体管的所述第一端，以及所述第四晶体管的所述控制端耦接至所述第三晶体管的所述第一端。
6.根据权利要求5所述的振荡器，其特征在于，所述第一电感器以及所述第三电感器形成第一互感器，所述第二电感器以及所述第四电感器形成第二互感器，以及所述第一互感器和所述第二互感器相互隔离。
7.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值依据温度参数来调整。
8.根据权利要求7所述的振荡器，其特征在于，还包括：
温度传感器电路，耦接至所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一，用以感测所述温度参数，并且依据所述温度参数来调整所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值。
9.根据权利要求8所述的振荡器，其特征在于，所述温度传感器电路利用第三电流源以及第四电流源两者至少其中之一来调整所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值。
10.根据权利要求9所述的振荡器，其特征在于，所述第三电流源选自与绝对温度成比例的电流源以及与绝对温度互补的电流源两者其中之一，以及所述第四电流源选自与绝对温度成比例的所述电流源以及与绝对温度互补的电流源两者其中之另一。
11.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值依据制程参数来调整。
12.根据权利要求11所述的振荡器，其特征在于，还包括：
补偿电路，耦接至所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一，用以接收补偿信号，并且依据所述补偿信号来输出补偿电流，以调整所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值。
13.一种时脉产生器，用以产生时脉信号，其特征在于，所述时脉产生器包括：
如权利要求1所述的振荡器，用以产生所述振荡信号，以作为所述时脉信号。
14.一种时脉信号的产生方法，用以控制振荡器产生振荡信号以作为时脉信号，其特征在于，所述振荡器包括晶体管对以及交叉耦合晶体管对，所述时脉信号的产生方法包括：
依据第一电流源来决定所述晶体管对的第一转导值，以及依据第二电流源来决定所述交叉耦合晶体管对的第二转导值；以及
依据所述第一转导值以及所述第二转导值来决定所述振荡信号的频率，
其中所述交叉耦合晶体管对通过多个电感器与所述晶体管对相互耦合，所述晶体管对耦接至所述第一电流源，所述第一转导值反应于所述第一电流源的电流值来改变，以及所述交叉耦合晶体管对耦接至所述第二电流源，所述第二转导值反应于所述第二电流源的电流值来改变。
15.根据权利要求14所述的时脉信号的产生方法，其特征在于，所述振荡器是一种无石英晶体的振荡器。
16.根据权利要求14所述的时脉信号的产生方法，其特征在于，所述振荡器是一种压控振荡器，用以依据输入电压来产生所述振荡信号，
其中依据所述第一电流源来决定所述晶体管对的所述第一转导值，以及依据所述第二电流源来决定所述交叉耦合晶体管对的所述第二转导值的步骤包括：
依据所述输入电压来调整所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值，以对应改变所述晶体管对的所述第一转导值以及所述交叉耦合晶体管对的所述第二转导值当中的至少一个。
17.根据权利要求16所述的时脉信号的产生方法，其特征在于，依据所述输入电压来调整所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值，以对应改变所述晶体管对的所述第一转导值以及所述交叉耦合晶体管对的所述第二转导值当中的至少一个包括底下两个步骤至少其中之一：
调整所述第一电流源的电流值，以改变所述晶体管对的所述第一转导值；以及
调整所述第二电流源的电流值，以改变所述交叉耦合晶体管对的所述第二转导值。
18.根据权利要求14所述的时脉信号的产生方法，其特征在于，该些电感器包括第一电感器、第二电感器、第三电感器以及第四电感器，所述第一电感器以及所述第三电感器形成第一互感器，所述第二电感器以及所述第四电感器形成第二互感器，以及所述第一互感器和所述第二互感器相互隔离。
19.根据权利要求14所述的时脉信号的产生方法，其特征在于，还包括：
感测温度参数，并且依据所述温度参数，利用第三电流源以及第四电流源两者至少其中之一来调整所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值。
20.根据权利要求19所述的时脉信号的产生方法，其特征在于，所述第三电流源选自与绝对温度成比例的一电流源以及与绝对温度互补的电流源两者其中之一，以及所述第四电流源选自与绝对温度成比例的所述电流源以及与绝对温度互补的所述电流源两者其中之另一。
21.根据权利要求14所述的时脉信号的产生方法，其特征在于，还包括：
接收补偿信号，并且依据所述补偿信号来输出补偿电流，以调整所述第一电流源以及所述第二电流源两者至少其中之一的电流值。
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