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TECHNISCHES GEBIET
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Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung betreffen einen Ringoszillator, der eine rückgekoppelte Kette mit mehreren Invertern umfasst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung betreffen einen Regelkreis, der einen Ringoszillator umfasst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung betreffen ein entsprechendes Verfahren.
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HINTERGRUND
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Spannungsgesteuerte Oszillatoren (engl. voltage-controlled oscillators, VCOs) sind ein wesentlicher Bestandteil verschiedener Regelkreise, beispielsweise von Phasenregelkreisen (engl. phase-locked loops, PLLs). Oftmals werden VCOs durch Ringoszillatoren implementiert.
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Typische funktionale Kenngrößen von Regelkreisen umfassen Stabilität und dynamisches Verhalten. Solche Kenngrößen können insbesondere durch das Betriebsverhalten der VCOs beeinflusst werden. Eine diesbezüglich signifikante Kenngröße der spannungsgesteuerten Oszillatoren ist die Frequenzkennlinie. Die Frequenzkennlinie beschreibt die Änderung der Frequenz als Funktion des Steuersignals. Bei VCOs beschreibt die Frequenzkennlinie also die Änderung der Frequenz f als Funktion der Steuerspannung V: Δf/ΔV. Diese Frequenzzkennlinie wird oftmals auch als KVCO bezeichnet. Typischerweise weist KVCO eine Abhängigkeit der Steuerspannung auf, KVCO=KVCO(V).
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Bei einem zu großen KVCO - z.B. im Mittel oder als Maximalwert - kann es erforderlich sein, dass der Ringoszillator flächenmäßig größer dimensioniert wird, um eine geringere Frequenz zu erzielen. Insgesamt kann ein Signal-zu-Rauschverhältnis abnehmen, da es erforderlich sein kann, die Stellgröße des Regelkreises in einem vergleichsweise kleinen Bereich zu verändern bzw. absolut klein zu dimensionieren. Dadurch gewinnen Störeinflüsse an Signifikanz.
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1A illustriert Aspekte in Bezug auf einen aus dem Stand der Technik bekannten Ringoszillator 100, der einen VCO mit vergleichsweise steiler Frequenzkennlinie implementiert. Der Ringoszillator 100 umfasst eine Kette 110 mit einer ungeraden Anzahl von Invertern 111-113. Die Kette 110 ist über einen entsprechenden Zweig 122 rückgekoppelt. Durch das Ausbilden der rückgekoppelten Kette 110 ist der Oszillator ringförmig ausgebildet.
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Das Frequenzverhalten des Ringoszillators 100 wird über die Steuerspannung Vtune gesteuert, die an einem entsprechenden Anschluss 121 anliegt und an alle Inverter 111-113 weitergegeben wird. Die Steuerspannung Vtune wird dabei als Versorgungsspannung der Inverter 111-113 verwendet.
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1B illustriert die Frequenzkennlinie des Ringoszillators 100 der 1A. Dabei ist in 1B, links die Abhängigkeit der Frequenz von der Steuerspannung Vtune dargestellt. Die Steuerspannung wird dabei im Bereich von 0,5 V bis 1,5 V variiert. In diesem Bereich variiert die Frequenz zwischen ca. 20 MHz und 700 MHz. Dies entspricht einem großen Hub und damit einem großen KVCO.
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In 1B, rechts ist die Steigung der Frequenzkennlinie, d.h. KVCO, dargestellt. Insbesondere ist KVCO eine Abhängigkeit von KVCO von der Steuerspannung Vtune dargestellt. Aus 1B ist ersichtlich, dass KVCO vergleichsweise große Werte im Bereich von ca. 300MHz/V bis 700 MHz/V annimmt. Das Maximum von 690 MHz/V entspricht einer Frequenz von 434 MHz.
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Aus
US 2009/0267698 A1 sind Techniken bekannt, um einen Ringoszillator mit flacherer Frequenzkennlinie bereitzustellen. Dazu wird eine parallele Schaltung eines ersten Inverters, der von einer ersten Versorgungsspannung mit veränderlichen Wert angetrieben wird, und eines zweiten Inverters, der von einer zweiten Versorgungsspannung mit im Wesentlichen festen Wert angetrieben wird, implementiert.
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DE 10 2007 047 458 A1 offenbart, dass bei allgemein bekannten Ringoszillatoren, die zum Beispiel in einer PLL-Schaltung verwendet werden, eine große Schwankung in der Oszillatorverstärkung eine ungewollte große Schwankung in der PLL-Bandbreite verursacht. Deshalb muss ein Frequenzteiler der PLL-Schaltung für die höchstmögliche Oszillatorfrequenz des Ringoszillators ausgelegt sein, was Nachteile in Bezug auf den Stromverbrauch aufweist. Eine differenzielle Verzögerungsstufe weist zwei komplementäre Eingangsanschlüsse auf, um komplementäre Eingangssignale aufzunehmen, und zwei komplementäre Ausgangsanschlüsse, um komplementäre Ausgangssignale zu liefern.
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Eine solche Schaltung weist verschiedene Nachteile auf. Zum Beispiel kann es in einer solchen Schaltung nicht oder nur eingeschränkt möglich sein, den Wert der Versorgungsspannung des parallel geschalteten zweiten Inverters unabhängig von dem Wert der Versorgungsspannung des anderen Inverters zu wählen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Deshalb besteht ein Bedarf für verbesserte VCOs. Insbesondere besteht ein Bedarf für Techniken, um VCOs mit flacherer Frequenzkennlinie bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die Merkmale der abhängigen Patentansprüche definieren Ausführungsformen.
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Gemäß einem Beispiel umfasst ein Ringoszillator eine rückgekoppelte Kette. Diese rückgekoppelte Kette umfasst mehrere Inverter. Der Ringoszillator umfasst für mindestens einen der Inverter der Kette einen weiteren Inverter, der über einen Kondensator insbesondere am Ausgang des Inverters parallel zu dem entsprechenden Inverter der Kette geschaltet ist. Der weitere Inverter weist einen Eingang auf, der mit dem Eingang des entsprechenden Inverters der Kette gekoppelt ist.
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Gemäß einem Beispiel umfasst ein Verfahren das Verändern eines Werts einer ersten Steuerspannung für mehrere Inverter einer rückgekoppelten Kette eines Ringoszillators eines Regelkreises in Abhängigkeit eines Betriebsmodus. Das Verfahren umfasst weiterhin, bei konstanter erster Steuerspannung und im Anschluss an das Verändern des Werts der ersten Steuerspannung: Empfangen eines Eingangssignals als Führungsgröße des Regelkreises und Bestimmen des Werts einer zweiten Steuerspannung als Stellgröße für mindestens einen weiteren Inverter basierend auf dem Eingangssignal. Der mindestens eine weitere Inverter ist parallel zu einem entsprechenden Inverter der Kette geschaltet. Der weitere Inverter weist einen Eingang auf, der mit dem Eingang des entsprechenden Inverters der Kette gekoppelt ist.
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Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Figurenliste
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- 1A illustriert schematisch einen Ringoszillator gemäß Referenzimplementierungen.
- 1B illustriert schematisch eine Frequenzkennlinie des Ringoszillators der 1A.
- 2 illustriert schematisch einen Ringoszillator gemäß verschiedener Ausführungsformen, der für zumindest einen der Inverter einer rückgekoppelten Kette einen weiteren Inverter, der über einen Kondensator am Ausgang parallel zu dem entsprechenden Inverter der Kette geschaltet ist, umfasst.
- 3 illustriert schematisch die Frequenzkennlinie des Ringoszillators der 2.
- 4 illustriert schematisch die Abhängigkeit der Steigung der Frequenzkennlinie des Ringoszillators der 2 von der Anzahl der parallel geschalteten weiteren Inverter.
- 5 illustriert schematisch einen Regelkreis, der einen Ringoszillator gemäß verschiedener Ausführungsformen umfasst.
- 6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß verschiedener Ausführungsformen.
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DETALLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindung oder Kopplung implementiert werden. Eine Verbindung oder Kopplung kann drahtgebunden oder drahtlos implementiert sein. Funktionale Einheiten können als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden.
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Nachfolgend werden Techniken in Bezug auf einen Ringoszillator beschrieben. In verschiedenen Beispielen werden Techniken beschrieben, die für einen spannungsgesteuerten Ringoszillator verwendet werden können. Bei einem spannungsgesteuerten Ringoszillator werden Steuerspannungen bereit gestellt, die die verschiedenen Inverter versorgen. Die verschiedenen hierin beschriebenen Techniken können aber auch für Ringoszillatoren eingesetzt werden, die nicht über eine Spannung gesteuert werden, sondern zum Beispiel über einen Stromfluss, etc..
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In den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen umfasst ein Ringoszillator eine rückgekoppelte Kette mit mehreren Invertern. Der Ausgang eines Inverters der Kette ist mit dem Eingang eines nachfolgenden Inverters der Kette gekoppelt. Dabei bezeichnet N die Anzahl der Inverter in der rückgekoppelte Kette. Typischerweise ist N eine ungerade Zahl, z.B. im Bereich von 20, 30 oder 40. Der Ringoszillator umfasst einen Zweig, der den Ausgang des letzten Inverters auf den Eingang des ersten Inverters koppelt.
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Ein solcher spannungsgesteuerter Ringoszillator weist eine Abhängigkeit der Oszillationsfrequenz am Ausgang des letzten Inverters (nachfolgend kurz als Frequenz bezeichnet) von der Steuerspannung, welche die verschiedenen Invertern der rückgekoppelte Kette versorgt, auf (Frequenzkennlinie). Diese Abhängigkeit der Frequenz von dem Wert der Steuerspannung wird typischerweise durch eine Abhängigkeit der Kapazität der verschiedenen Transistoren, die die Inverter implementieren, erreicht.
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Nachfolgend werden Techniken beschrieben, die es ermöglichen, eine vergleichsweise flache Frequenzkennlinie zu erhalten. Dies bedeutet, dass die Frequenz zwar eine Abhängigkeit von der Steuerspannung zeigt, diese Abhängigkeit aber geringer dimensioniert ist, als in Referenzimplementierungen. KVCO ist vergleichsweise klein.
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In verschiedenen Beispielen wird für zumindest einen der Inverter der Kette ein weiterer Inverter parallel geschaltet. Dabei ist der Ausgang des parallel geschalteten weiteren Inverters mit dem Ausgang des entsprechenden Inverters der Kette über einen Kondensator gekoppelt. Der Eingang des parallel geschalteten weiteren Inverters ist auch mit dem Eingang des entsprechenden Inverters der Kette gekoppelt.
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2 illustriert Aspekte in Bezug auf einen Ringoszillator 200. Der Ringoszillator umfasst wiederum eine rückgekoppelte Kette 110, 122, die mehrere Inverter 111-113 umfasst. In dem Beispiel der 2 sind lediglich drei Inverter 111-113 dargestellt; im allgemeinen könnte der Ringoszillator 200 aber eine beliebige Anzahl N von Invertern 111-113 in der Kette 110 umfassen. Zum Beispiel könnte N im Bereich von 20-100 liegen, bevorzugt bei etwa 30-50.
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In 2 ist weiterhin dargestellt, dass der Inverter 111 einen parallel geschalteten weiteren Inverter 211 aufweist (durch die gepunktete Linie in 2 hervorgehoben). Dabei ist der Eingang des Inverters 111 mit dem Eingang des weiteren Inverters 211 gekoppelt; der Ausgang des Inverters 111 ist über einen Kondensator 250 mit dem Ausgang des weiteren Inverters 211 gekoppelt.
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Der Kondensator kann als Hochpassfilter wirken. Dabei sollte die Kapazität des Kondensators derart gewählt werden, dass für die im Betrieb erreichte Frequenz des Ringoszillators 200 keine oder keine signifikante Dämpfung durch den Kondensator 250 erzielt wird.
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Durch das Verwenden des Kondensators 250 ist es möglich, dass der Inverter 111 und der weitere Inverter 211 mit unterschiedlichen Steuerspannungen VDD und Vtune versorgt werden. Der Kondensator 250 erreicht eine DC-Entkopplung des Inverters 111-113 der Kette 110 und des jeweils parallel geschalteten weiteren Inverters 211; dadurch kann es möglich sein, die entsprechenden Steuerspannungen stark unterschiedlich zu dimensionieren. Dadurch kann eine besonders flexible Verwendung des Ringoszillators 200 erreicht werden.
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In dem Beispiel der 2 weist lediglich der Inverter 111 einen parallel geschalteten weiteren Inverter 211 auf. Im Allgemeinen könnte aber auch eine größere Anzahl von Invertern 111-113 der Kette 110 einen entsprechenden parallel geschalteten weiteren Inverter 211 aufweisen. Zum Beispiel wäre es möglich, dass eine Anzahl von M Invertern 111-113 der Kette 110 jeweils einen parallel geschalteten weiteren Inverter 211 aufweist. Dabei kann das Verhältnis von M zu N zum Beispiel nicht größer als 50 % sein, bevorzugt nicht größer als 20 % sein, besonders bevorzugt nicht größer als 5 % sein. Dies bedeutet, dass eine vergleichsweise kleine Anzahl von Invertern 111-113 der Kette 110 einen zugeordneten, parallel geschalteten weiteren Inverter 211 aufweist.
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Zum Beispiel wäre es möglich, dass die Anzahl von M Invertern der Kette, die jeweils einen parallel geschalteten weiteren Inverter aufweisen, nicht größer als zehn ist, bevorzugt nicht größer als fünf ist, besonders bevorzugt nicht größer als eins ist.
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Durch vergleichsweise wenig parallel geschaltete weitere Inverter 211 kann eine besonders flache Frequenzkennlinie implementiert werden.
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Aus 2 ist ersichtlich, dass der Ringoszillator 200 einen ersten Anschluss 221 und einen zweiten Anschluss 222 umfasst. Der erste Anschluss 221 ist eingerichtet, um den Invertern 111-113 der Kette 110 eine erste Steuerspannung VDD bereitzustellen. Die erste Steuerspannung VDD wird nicht an den weiteren Inverter 211 weitergegeben. Der zweite Anschluss 222 ist eingerichtet, um dem weiteren Inverter 211 eine zweite Steuerspannung Vtune bereitzustellen, die im Allgemeinen verschieden von der ersten Steuerspannung sein kann.
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Die Funktionsweise des Ringoszillators 200 wird nachfolgend erläutert. Wird der weitere Inverter 211 mit einer vergleichsweise geringen zweiten Steuerspannung Vtune versorgt, so verlangsamt der weitere Inverter 211 den Schaltprozess der Kette 110; dadurch wird eine geringere Frequenz des Ringoszillators 200 erreicht. Bei einer vergleichsweise großen zweiten Steuerspannung beschleunigt der weitere Inverter 211 hingegen den Schaltprozess der Kette 110; dadurch wird eine höhere Frequenz des Ringoszillators 200 erreicht. Daraus ist ersichtlich, dass durch die zweite Steuerspannung Vtune unterschiedliche Frequenzen eingestellt werden können.
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Außerdem kann erreicht werden, dass KVCO(Vtune) vergleichsweise gering dimensioniert ist. Dies kann ndadurch erreicht werden, dass der Schaltprozess nur für einige und typischerweise nicht alle der Inverter 111-113 der Kette 110 beschleunigt oder verlangsamt wird. KVCO(Vtune)/KVCO(VDD)kann dabei in etwa M/N entsprechen.
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Deshalb kann es also möglich sein, über die erste Steuerspannung VDD der Inverter 111-113 der Kette 110 einen Betriebspunkt des Ringoszillators 200 in Bezug auf die Frequenz festzulegen; eine Regelfunktionalität - für den Fall das der Ringoszillator 200 als Regelstrecke betrieben wird - kann dann wiederum über die Versorgungsspannung Vtune des oder der weiteren Inverter 211 erzielt werden. Dies ist in 3 dargestellt.
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3 illustriert Aspekte in Bezug auf die Frequenzkennlinie des Ringoszillators 200 der 2. In 3, links ist die Abhängigkeit der Frequenz des Ringoszillators 200 von der zweiten Steuerspannung Vtune dargestellt. Aus 3 ist ersichtlich, dass die Frequenz des Ringoszillators 200 als Funktion der zweiten Steuerspannung Vtune nur vergleichsweise wenig variiert: KVCO(Vtune), siehe 3, rechts, beträgt zwischen ca. 15 MHz/Volt und 44 MHz/Volt. Aus einem Vergleich von 3 und 1B ergibt sich in etwa: KVCO(Vtune)/KVCO(VDD) = 1/16.
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Der Betriebspunkt des Ringoszillators 200, das heißt die Grundfrequenz, um welche herum basierend auf der zweiten Steuerspannung Vtune die Frequenz fein justiert werden kann, wird durch die erste Steuerspannung VDD bestimmt; in 3 sind jeweils Frequenzkennlinie für Werte der ersten Steuerspannung VDD im Bereich von 0,5 V bis 1,5 V dargestellt.
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4 illustriert Aspekte in Bezug auf die Frequenzkennlinie des Ringoszillators 200 der 2. Insbesondere illustriert 4 eine Abhängigkeit von KVCO(Vtune) von der Anzahl der weiteren Inverter 211, die parallel zu den Invertern 111-113 der Kette 110 geschaltet sind. In 4 ist KVCO als Funktion von M/N dargestellt. Aus 4 ist ersichtlich, dass KVCO umso größer wird, je mehr parallel geschaltete weitere Inverter 211 vorhanden sind.
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5 illustriert Aspekte in Bezug auf einen Regelkreis 500, der einen Ringoszillator 200 gemäß verschiedene hierin beschriebener Techniken umfasst. Zum Beispiel kann der Regelkreis 500 ein PLL-Regelkreis sein. Es wären aber auch andere Regelkreise möglich.
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Der Regelkreis 500 umfasst den Ringoszillator 200. Der Ringoszillator 200 implementiert eine Regelstrecke des Regelkreises 500. Dies bedeutet, dass ein Signal am Ausgang 513 des Ringoszillators geregelt eingestellt wird.
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Der Regelkreis 500 umfasst im Detail einen Eingangsanschluss 512, der eingerichtet ist, um ein Eingangssignal als Führungsgröße zu empfangen. Das Ausgangssignal wird in Abhängigkeit der Führungsgröße eingestellt. Dazu wird der Wert der zweiten Steuerspannung Vtune dabei als Stellgröße der Regelstrecke 200 basierend auf dem Eingangssignal bestimmt.
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Bei einer Implementierung als PLL-Regelkreis 500 könnte der Regelkreis 500 zum Beispiel einen Phasenkomparator (in 5 nicht dargestellt) umfassen, der das Eingangssignal empfängt und mit einer Ist-Größe vergleicht, die dem Ausgang einer Regelstrecke 200 entspricht. Die Ausgabe des Phasenkomparators kann dann über ein optionales Filterelement (in 5 nicht dargestellt) als Steuersignal dem Ringoszillator 200 bereitgestellt werden. Der Eingang der Regelstrecke - hier des Ringoszillators 200 - wird oftmals als die Stellgröße bezeichnet.
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Aus dieser Beschreibung ist ersichtlich, dass während eines Regelvorgangs der Wert der zweiten Steuerspannung Vtune des mindestens einen weiteren Inverters 211 verändert wird. Dies ist der Fall, da die zweite Steuerspannung Vtune die Stellgröße des Regelkreises 500 implementiert. Gleichzeitig implementiert die erste Steuerspannung VDD nicht die Stellgröße des Regelkreises 500; damit wird die erste Steuerspannung VDD auch nicht basierend auf dem Eingangssignal als Führungsgröße bestimmt.
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In dem Beispiel der 5 umfasst der Regelkreis 500 vielmehr eine Spannungsquelle 501. Die Spannungsquelle 501 ist eingerichtet, um die erste Steuerspannung VDD zu erzeugen und an den Anschluss 221 zu übergeben. Mit der ersten Steuerspannung VDD werden die Inverter 111 - 113 der Kette 110 versorgt.
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Mittels der Spannungsquelle 501 ist es möglich, trotz der vergleichsweise flachen Frequenzkennlinie - bezogen auf die zweite Steuerspannung Vtune - einen vergleichsweise großen Frequenzbereich abdecken zu können. Die Inverter 111-113 der Kette 110 des Ringoszillators 200 werden dazu mit der ersten Steuerspannung VDD versorgt, welche über die Spannungsquelle 501 eingestellt werden kann. Zum Beispiel wäre es möglich, dass die Signalquelle 501 eingerichtet ist, um den Wert der ersten Steuerspannung in Abhängigkeit eines Betriebsmodus des Regelkreises 500 zu verändern. Dazu kann die Spannungsquelle 501 ein entsprechendes Signal über einen Eingang 514 empfangen, welches den Betriebsmodus indiziert. Zum Beispiel kann der Betriebsmodus indikativ für einen Betriebspunkt bzw. eine Grundfrequenz sein, um welche herum durch die zweite Steuerspannung Vtune die Regelungsfunktionalität implementiert werden soll (vgl. 3, links).
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Durch die DC-Entkopplung des mindestens einen weiteren Inverters 211 von den Invertern 111-113 der Kette 110 kann erreicht werden, dass die erste Steuerspannung VDD und die zweite Steuerspannung Vtune stark unterschiedliche Werte annehmen können. Insbesondere werden Querströme zwischen den parallel geschalteten Invertern 111-113, 221 vermieden. Zum Beispiel könnte die Spannungsquelle 501 eingerichtet sein, um den Wert der ersten Steuerspannung VDD im Bereich von 0 %-200 % des Werts der zweiten Steuerspannung Vtune zu verändern. Dadurch kann ein großer Regelbereich implementiert werden und gleichzeitig können Betriebspunkte über einen großen Frequenzbereich implementiert werden.
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Die Spannungsquelle 501 kann beispielsweise eingerichtet sein, um den Wert der ersten Steuerspannung VDD während eines Regelvorgangs des Regelkreises 500 konstant zu halten. Damit wird sichergestellt, dass die Regelung-Funktionalität des Regelkreises 500 nicht durch eine veränderliche erste Steuerspannung eingeschränkt wird.
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6 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens.
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In Schritt 1001 wird ein Signal empfangen. Zum Beispiel kann das Signal indikativ für einen Betriebsmodus eines Regelkreises sein. Der Regelkreis kann zum Beispiel ein PLL-Regelkreis mit einem Ringoszillator als Regelstrecke gemäß verschiedene hierin beschriebener Beispiele sein.
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Der Betriebsmodus kann dabei zum Beispiel in Bezug auf eine Grundfrequenz des Ringoszillators definiert sein: Die Regelung kann um die Grundfrequenz herum erfolgen. Der Betriebsmodus kann also einen Betriebspunkt des Ringoszillators, um welchen herum der Regelvorgang die Frequenz anpassen kann, bestimmen.
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In Schritt 1002 wird eine erste Steuerspannung verändert. Die erste Steuerspannung wird mehreren Invertern einer rückgekoppelten Kette des Ringoszillators des Regelkreises bereitgestellt. Dabei wird die erste Steuerspannung in Abhängigkeit des Betriebsmodus bestimmt. Zum Beispiel kann die erste Steuerspannung so bestimmt werden, dass der Ringoszillator eine Frequenz aufweist, die den Betriebsmodus entspricht. Zum Erzeugen der ersten Steuerspannung kann beispielsweise eine digital-steuerbare Spannungsquelle vorgesehen sein und/oder ein variabler Spannungsteiler, etc..
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In Schritt 1003 wird ein Eingangssignal als Führungsgröße des Regelkreises empfangen. Basierend auf dem Eingangssignal wird in Schritt 1004 eine zweite Steuerspannung als Stellgröße des Regelkreises bestimmt. Dazu kann z.B. ein Komparator vorgesehen sein, der eine Ausgabe des Ringoszillators mit der Führungsgröße vergleicht. Die zweite Steuerspannung wird dann wiederum dem Ringoszillator bereit gestellt. Insbesondere wird mittels der zweiten Steuerspannung mindestens ein weiterer Inverter des Ringoszillators versorgt.
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Jeder des mindestens einen weiteren Inverters ist parallel mit einem Inverter der Kette des Ringoszillators geschaltet, zum Beispiel über einen Kondensator. Der Kondensator kann eine DC-Entkopplung bewirken, so dass die erste Steuerspannung und die zweite Steuerspannung stark unterschiedliche Werte aufweisen können. Dadurch kann der Regelkreis sehr flexibel und mit großem Dynamikbereich betrieben werden.
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Durch die zweite Steuerspannung wird der Regelvorgang implementiert. Zum Beispiel kann die Frequenz des Ringoszillators so lange verändert werden, bis eine Phasenverschiebung zwischen der Frequenz des Ringoszillators und dem Eingangssignal verschwindet.
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Zusammenfassend wurden voranstehend Techniken beschrieben, um eine vergleichsweise flachen Frequenzkennlinie für einen Ringoszillator zu erhalten. Dabei wird einem Inverter der Kette des Ringoszillators ein weiterer Inverter parallel geschaltet. Die Anpassung der Frequenz des Ringoszillators erfolgt dann über eine Veränderung der Versorgungsspannung des parallel geschalteten weiteren Inverters - und nicht über eine Anpassung der Versorgungsspannung der Inverter der Kette. Die Grundfrequenz kann aber über die Veränderung der Versorgungsspannung der Inverter der Kette eingestellt werden.
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Die verschiedenen hierin beschriebenen Techniken können z.B. in Transmittern eingesetzt werden, die zur drahtlosen Übertragung eine Antenne aufweisen. Z.B. könnten solche Transmitter in Funkschlüsseln für ein Fahrzeug eingesetzt werden. Es wären aber auch andere Anwendungsgebiete denkbar.
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Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.
