DE102021102539A1

DE102021102539A1 - Schaltkreis einschliesslich eines ringoszillators, verfahren zum betreiben eines schaltkreises und phasenregelschleife

Info

Publication number: DE102021102539A1
Application number: DE102021102539.7A
Authority: DE
Inventors: Alessandro Garghetti; Luigi Grimaldi; Matteo Bassi; Dmytro Cherniak
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2021-09-02
Also published as: CN113346900A; US10944410B1

Abstract

Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Ringoszillator mehrere Stufen, die in einer Ringkonfiguration gekoppelt sind, wobei eine Stufe der mehreren Stufen einen Eingangsknoten aufweist, der mit einem Ausgangsknoten einer vorherigen Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist. Jede Stufe der mehreren Stufen beinhaltet Folgendes: einen Ringoszillatortransistor mit einem Steuerknoten, der mit dem Eingangsknoten gekoppelt ist, und einen Lastpfad, der mit dem Ausgangsknoten gekoppelt ist; einen Direktinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Steuerknoten des Ringoszillatortransistors und dem Ausgangsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit einem ersten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist; und einen Tailinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Ausgangsknoten und einem ersten Leistungsversorgungsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit einem zweiten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Injektionsschaltkreissystem und Verfahren.
Hintergrund
Phasenregelschleifen(PLL: Phase Locked Loop)-Schaltkreise werden häufig in Hochfrequenz(HF)-Systemen zum Erzeugen von Hochfrequenzsignalen verwendet, die entweder in dem Fall von Radarsystemen direkt übertragen werden oder in dem Fall von HF-Kommunikationssystemen zum Modulieren übertragener HF-Signale und Demodulieren empfangener HF-Signale verwendet werden. Im Grunde ist der PLL-Schaltkreis eine Rückkopplungsschleife, die die Frequenz eines Hochfrequenzoszillators, wie etwa eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO: Voltage Controlled Oscillator) durch Vergleichen der Phase eines Referenzsignals mit niedrigerer Frequenz mit einem frequenzgeteilten Ausgang des Hochfrequenzoszillators steuert. Zum Beispiel könnte ein 10-MHz-Kristalloszillator zum Steuern der Frequenz eines 1-GHz-VCO durch Teilen der Frequenz des 1-GHz-VCO durch 100 und Vergleichen des 10-MHz-Kristalloszillator-Signals mit dem geteilten VCO-Signal unter Verwendung eines Phasendetektorschaltkreises verwendet werden.
Die zum Teilen der Frequenz des VCO verwendeten Schaltkreise beinhalten typischerweise einen Vorteiler, gefolgt von einem programmierbaren Teiler. Die Gestaltung des Vorteilers ist insbesondere herausfordernd, weil wenigstens ein Teil des Vorteilers mit der gleichen Frequenz wie der VCO arbeitet. Viele Systeme verwenden Stromschaltlogik(CML: Current Mode Logic)-Vorteiler; jedoch neigen CML-basierte Vorteiler zu einem hohen Leistungsverbrauch, der mit der Frequenz zunimmt.
Eine Option mit geringerer Leistung für den Vorteiler ist ein injektionseingerasteter Frequenzteiler (ILFD: Injection Locked Frequency Divider); jedoch ist ein Problem bei der Verwendung von ILFD-basierten Vorteilern (auch als ein injektionseingerasteter Vorteiler bezeichnet) ein verringerter Frequenzbetriebsbereich im Vergleich zu CMLbasierten Vorteilern.
KURZDARSTELLUNG
Es sind ein Schaltkreis wie in Anspruch 1 definiert, ein Verfahren wie in Anspruch 9 definiert und eine Phasenregelschleife wie in Anspruch 16 definiert bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere Ausführungsformen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Ringoszillator mehrere Stufen, die in einer Ringkonfiguration gekoppelt sind, wobei eine Stufe der mehreren Stufen einen Eingangsknoten aufweist, der mit einem Ausgangsknoten einer vorherigen Stufe der mehreren Stufe gekoppelt ist. Jede Stufe der mehreren Stufen beinhaltet Folgendes: einen Ringoszillatortransistor mit einem Steuerknoten, der mit dem Eingangsknoten gekoppelt ist, und einen Lastpfad, der mit dem Ausgangsknoten gekoppelt ist; einen Direktinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Steuerknoten des Ringoszillatortransistors und dem Ausgangsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit einem ersten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist; und einen Tailinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Ausgangsknoten und einem ersten Leistungsversorgungsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit einem zweiten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Schaltkreises, der einen injektionseingerasteten Frequenzteiler (ILFD) mit mehreren Stufen umfasst, die in einer Ringkonfiguration gekoppelt sind, Folgendes: Injizieren eines Oszillatorsignals in jeder Stufe der mehreren Stufen unter Verwendung eines jeweiligen Direktinjektionsschaltkreises, der zwischen einem Eingangsknoten und einem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist; und Injizieren des Oszillatorsignals an einem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen unter Verwendung eines jeweiligen Tailinjektionsschaltkreises, der zwischen einem ersten Leistungsversorgungsknoten und dem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet eine Phasenregelschleife Folgendes: einen injektionseingerasteten Vorteiler, der einen Ringoszillator umfasst, wobei jede Stufe des Ringoszillators einen jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis, der zwischen einem Eingang und Ausgang jeder jeweiligen Stufe gekoppelt ist, und einen Tailinjektionsschaltkreis, der zwischen dem Ausgang jeder jeweiligen Stufe und einem Leistungsversorgungsknoten gekoppelt ist, umfasst; einen Phasendetektor mit einem Eingang, der mit einem Ausgang wenigstens einer Stufe des Ringoszillators gekoppelt ist; und einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einem Oszillatorsignalausgang, der mit jedem jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis und jedem jeweiligen Tailinjektionsschaltkreis gekoppelt ist, und einem Frequenzsteuereingang, der mit einem Ausgang des Phasendetektors gekoppelt ist.
Figurenliste
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und der Vorteile davon wird nun auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen gilt:

1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer PLL;
2A ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines injektionseingerasteten Frequenzteilers (ILFD); 2B ist eine schematische Darstellung einer Schaltkreisimplementierung einer Stufe des ILFD aus 2A; und 2C ist ein Wellenformdiagramm, das den Betrieb des ILFD aus 2A veranschaulicht;
3A ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines ILFD; und 3B und 3C sind schematische Darstellungen von Schaltkreisimplementierungen einer Stufe des ILFD aus 3A;
4A ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines ILFD, der einen Phasenschieber nutzt; und 4B ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Phasenschiebers;
5A veranschaulicht eine schematische Darstellung eines ILFD gemäß einer weiteren Ausführungsform; und 5B veranschaulicht ein Wellenformdiagramm, das den Betrieb des ILFD aus 5A zeigt;
6A und 6B veranschaulichen schematische Darstellungen eines ILFD gemäß einer anderen Ausführungsform;
7 veranschaulicht ein Radarsystem, das eine Ausführungsform eines ILFD nutzt; und
8 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines ausführungsgemäßen Verfahrens.

Entsprechende Ziffern und Symbole in unterschiedlichen Figuren verweisen allgemein auf entsprechende Teile, sofern nichts anderes angegeben ist. Die Figuren sind gezeichnet, um die relevanten Aspekte der bevorzugten Ausführungsformen deutlich zu veranschaulichen, und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. Um gewisse Ausführungsformen klarer zu veranschaulichen, kann ein Buchstabe, der Varianten der gleichen Struktur, des gleichen Materials oder Prozessschrittes angibt, auf eine Figurenzahl folgen.
Ausführliche Beschreibung veranschaulichender Ausführungsformen
Die Fertigung und Verwendung der vorliegend bevorzugten Ausführungsformen werden unten ausführlich erörtert. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfindungsgemäße Konzepte bereitstellt, welche in einer großen Vielzahl spezieller Zusammenhänge umgesetzt werden können. Die besprochenen speziellen Ausführungsformen dienen lediglich der Veranschaulichung spezieller Arten zum Fertigen und Verwenden der Erfindung und beschränken den Schutzumfang der Erfindung nicht.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen in einem speziellen Zusammenhang beschrieben, einem System und einem Verfahren für einen Vorteiler zur Verwendung in einer Phasenregelschleife, die unter Verwendung eines injektionseingerasteten Frequenzteilers (ILFD) implementiert ist. Die Erfindung kann jedoch auf injektionseingerastete Oszillatoren zur Verwendung in anderen Anwendungen angewandt werden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Ringoszillator mehrere Stufen, die in einer Ringkonfiguration angeordnet sind. Zusätzlich zu den Schaltkreisen, die den Ringoszillator umfassen, werden zusätzliche Vorrichtungen verwendet, um einen Injektionssignalpfad in den Ringoszillator bereitzustellen. Zum Beispiel beinhaltet bei manchen Ausführungsformen jede Stufe des Ringoszillators einen Direktinjektionsschaltkreis, der zwischen einem Eingang und einem Ausgang jeder Stufe gekoppelt ist, und einen Tailinjektionsschaltkreis, der mit dem Ausgang jeder Stufe gekoppelt ist. Durch das Verwenden mehrerer Injektionspfade für jede Stufe des Ringoszillators kann der Einrastbereich des Ringoszillators erhöht werden. Entsprechend stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Weg zum Implementieren eines Vorteilerschaltkreises bereit, der eine kleine Chipfläche, einen geringen Leistungsverbrauch und einen breiten Einrastbereich aufweist. Zum Beispiel weisen manche Ausführungsformen von ILFD-Schaltkreisen einen Leistungsverbrauch, der geringer als 10 mW ist, und einen Einrastbereich von wenigstens 30 % auf.
1 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines PLL-Schaltkreises 100, der einen Phasendetektor 102, ein Tiefpassfilter 104, einen VCO 106, einen Vorteiler 108 und einen Teilen-durch-N-Zähler 110 beinhaltet. Bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der PLL-Schaltkreis 100 verwendet werden, um ein VCO-Signal an einem Knoten OUT mit einer höheren Frequenz als das Referenztaktsignal an dem Knoten REF bereitzustellen. Während des Betriebs vergleicht der Phasendetektor 102 eine Phase des Referenztaktsignals an dem Knoten REF mit einem geteilten Oszillatorsignal an dem Knoten DIV und liefert ein Phasendetektionssignal an einen Frequenzsteuereingang des VCO 106. Falls die Phase des Referenztaktsignals an dem Knoten REF der Phase des Teileroszillatorsignals an dem Knoten DIV vorauseilt, wird das Ausgangssignal (auch als ein „Phasendetektionssignal“ bezeichnet) des Phasendetektors 102 erhöht, was eine entsprechende Zunahme der Frequenz des VCO 106 bewirkt. Die Eingabe in den VCO kann als ein „VCO-Steuersignal“ oder eine „Frequenzsteuereingabe“ bezeichnet werden. Andererseits wird, falls die Phase des Referenztaktsignals an dem Knoten REF der Phase des Teileroszillatorsignals an dem Knoten DIV nacheilt, das Ausgangssignal des Phasendetektors 102 verringert, was zu einer entsprechenden Abnahme der Frequenz des VCO 106 führt. Der Phasendetektor 102 kann unter Verwendung von in der Technik bekannten Phasendetektorschaltkreisen und/oder Phasenfrequenzdetektorschaltkreisen implementiert werden. Ein allgemein üblicher Phasenfrequenzdetektorschaltkreis beinhaltet einen oder mehrere digitale Latch-Schaltkreise, gefolgt von einer Ladungspumpe. In einem solchen Schaltkreis ist die Ladungspumpe zum Bereitstellen eines Stroms einer ersten Polarität während der Zeitperiode zwischen der Zeit, wenn das Referenztaktsignal auf aktiv gesetzt ist, und der Zeit, wenn das geteilte Oszillatorsignal auf aktiv gesetzt ist, (wenn das Referenztaktsignal an dem Knoten REF dem geteilten Taktsignal an dem Knoten DIV vorauseilt) konfiguriert und ist zum Bereitstellen eines Stroms einer zweiten Polarität, die entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist, während der Zeitperiode zwischen der Zeit, wenn das geteilte Oszillatorsignal auf aktiv gesetzt ist, und der Zeit, wenn das Referenztaktsignal auf aktiv gesetzt ist, (wenn das Referenztaktsignal an dem Knoten REF dem geteilten Taktsignal an dem Knoten DIV nacheilt) konfiguriert.
Bei manchen Ausführungsformen werden die durch die Ladungspumpe des Phasendetektors 102 bereitgestellten Strompulse durch das Tiefpassfilter 104 gefiltert, das auch als ein Schleifenfilter bezeichnet werden kann. Das Tiefpassfilter 104 kann unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Tiefpassfilterschaltkreises implementiert werden, der in der Technik bekannt ist. Zum Beispiel kann das Tiefpassfilter 104 unter Verwendung wenigstens eines Kondensators zum Filtern der Strompulse implementiert werden. Das Tiefpassfilter 104 kann auch zusätzliche Komponenten, wie etwa einen zusätzlichen Kondensator und einen oder mehrere Widerstände beinhalten, die zum Formen der Schleifendynamik der PLL verwendet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann ein aktives Schleifenfilter verwendet werden.
Der VCO 106, der zum Erzeugen eines HF-Oszillatorsignals an einem Oszillatorsignalausgang verwendet wird, kann unter Verwendung eines beliebigen geeigneten HF-VCO-Signals implementiert werden, das in der Technik bekannt ist. Zum Beispiel kann der VCO 106 bei manchen Ausführungsformen unter Verwendung eines Colpitts- oder eines Negativwiderstandoszillators implementiert werden, der einen LC-Schwingkreis beinhaltet. Bei manchen Ausführungsformen ist der VCO 106 zum Oszillieren bei Frequenzen von etwa 30 GHz und mehr konfiguriert, obwohl niedrigere Frequenzen ebenfalls möglich sind.
Der Vorteiler 108 ist zum Teilen der Frequenz des HF-Oszillatorsignals in eine niedrigere Frequenz konfiguriert. Zum Beispiel ist der Vorteiler 108 bei manchen Ausführungsformen als ein ILFD implementiert, der zum Teilen durch einen Faktor von Fünf oder Sieben konfiguriert ist, obwohl andere Teilungsverhältnisse implementiert werden können. Bei manchen Ausführungsformen kann der Vorteiler 108 ein programmierbares Teilungsverhältnis haben und kann als ein Dual-Modulus-Vorteiler betrieben werden. Die Schaltkreisimplementierung des Vorteilers 108 ist ferner mit Bezug auf hier offenbarte Ausführungsformen beschrieben.
Der Teilen-durch-N-Zähler 110 ist zum Bereitstellen einer weiteren Teilung des geteilten HF-Oszillatorsignals, das durch den Vorteiler 108 bereitgestellt wird, konfiguriert und kann unter Verwendung in der Technik bekannter Teilerschaltkreise implementiert sein. Bei einem Beispiel ist der Teilen-durch-N-Zähler 110 unter Verwendung eines solchen Zählers implementiert, dass die Frequenz an dem Eingang des Teilen-durch-N-Zählers 110 ein ganzzahliges Vielfaches der Ausgabe des Teilen-durch-N-Zählers 110 ist. Bei manchen Ausführungsformen kann der Teilen-durch-N-Zähler 110 unter Verwendung eines Puls-Swallow-Zählers, eines Dual-Modulus-Zählers oder einer Kombination daraus implementiert werden, um einen Fraktional-N-Zähler zu bilden. Bei manchen Ausführungsformen ist das Teilungsverhältnis des Teilen-durch-N-Zählers 110 programmierbar.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die gesamte oder ein Teil der PLL 100 als ein integrierter Schaltkreis implementiert sein, der auf einem Signalhalbleitersubstrat, wie etwa einem Siliciumsubstrat, angeordnet ist. Bei anderen Ausführungsformen können die verschiedenen Komponenten der PLL 100 über mehrere integrierte Schaltkreise und passive Komponenten aufgeteilt werden. Bei einer speziellen Ausführungsform sind der Phasendetektor 102, der VCO 106, der Vorteiler 108 und der Teilen-durch-N-Zähler auf einem integrierten Schaltkreis implementiert, während wenigstens ein Teil des Tiefpassfilters 104 unter Verwendung externer Komponenten, wie etwa eines oder mehrerer externer Kondensatoren, implementiert ist. Bei manchen Ausführungsformen sind die in der PLL 100 enthaltenen Komponenten auf einer Leiterplatte (PCB: Printed Circuit Board) angeordnet. Die PLL 100 kann auch zusammen mit anderen Komponenten eines HF-Systems integriert sein.
2A veranschaulicht einen ILFD 200, der verwendet werden kann, um den in 1 gezeigten Vorteiler 108 zu implementieren. Wie gezeigt, ist der ILFD 200 als ein Ringoszillator implementiert und beinhaltet mehrere Ringoszillatorstufen 206, die in einer Ringkonfiguration gekoppelt sind. Zum Beispiel ist der Ausgang jeder Ringoszillatorstufe 206 mit dem Eingang einer unmittelbar folgenden Ringoszillatorstufe gekoppelt. Bei der Ausführungsform aus 2A sind fünf Ringoszillatorstufen gezeigt. Jedoch kann bei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine beliebige ungerade Anzahl an Stufen verwendet werden. Jede Ringoszillatorstufe 206 ist mit einem entsprechenden Direktinjektionsschaltkreis 204 und einem Tailinjektionsschaltkreis 202 gekoppelt. Jeder entsprechende Direktinjektionsschaltkreis ist zwischen einem Eingang seiner entsprechenden Ringoszillatorstufe und einem Ausgang seiner entsprechenden Ringoszillatorstufe verbunden. Jeder Tailinjektionsschaltkreis 202 ist mit dem Ausgang seiner entsprechenden Ringoszillatorstufe 206 gekoppelt.
Während des Betriebs wird ein VCO-Signal, wie etwa das durch den in 1 gezeigten VCO 106 bereitgestellte HF-Oszillatorsignal, an Tailinjektionsschaltkreise 202 und Direktinjektionsschaltkreise 204 geliefert. Jeder dieser Injektionsschaltkreise injiziert einen Teil des HF-Oszillatorsignals, das an dem Knoten INJ bereitgestellt wird, der auch als ein „Oszillatoreingangsknoten“ bezeichnet wird. Infolgedessen wird die Frequenz des ILFD 200 auf eine Subharmonische des HF-Oszillatorsignals eingerastet. In dem speziellen Fall der Ausführungsform aus 2A ist die Betriebsfrequenz des ILFD 200 ein Fünftel der Frequenz des HF-Oszillatorsignals. Entsprechend arbeitet der ILFD 200 als ein Teilen-durch-Fünf-Vorteiler mit Bezug auf das HF-Oszillatorsignal. Falls zum Beispiel das HF-Oszillatorsignal 30 GHz beträgt, oszilliert der ILFD 200 bei einer Frequenz von 6 GHz.
Bei manchen Ausführungsformen sind der Direktinjektionsschaltkreis 204 und der Tailinjektionsschaltkreis 202 so konfiguriert, dass sie eine Impedanz haben, die mit Bezug auf das HF-Oszillatorsignal variiert. Zum Beispiel kann der Tailinjektionsschaltkreis 202 so konfiguriert sein, dass er eine niedrige Impedanz hat, wenn das HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJ auf einer niedrigeren Spannung ist, und kann der Direktinjektionsschaltkreis 204 so konfiguriert sein, dass er eine niedrige Impedanz hat, wenn sich das HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJ seiner Spitzenspannung annähert. Ein Beispiel für einen solchen Schaltkreis ist in 2B gezeigt, die einen Schaltkreis 220 veranschaulicht, der eine Ringoszillatorstufe 206 und ihren assoziierten Direktinjektionsschaltkreis 204 und Tailinjektionsschaltkreis 202 implementiert.
Bei der Ausführungsform aus 2B ist das Ringoszillatorelement 206 unter Verwendung eines NMOS-Transistors M2 implementiert, ist der Tailinjektionsschaltkreis 202 unter Verwendung eines PMOS-Transistors M1 implementiert und ist der Direktinjektionsschaltkreis 204 unter Verwendung eines NMOS-Transistors M3 implementiert. Das HF-Oszillatorsignal wird an Knoten INJ1 und INJ2 bereitgestellt. Wie gezeigt, wird das HF-Oszillatorsignal INJ1 über einen AC-Kopplungskondensator C1 an das Gate des PMOS-Transistors M1 geliefert. Gleichermaßen wird das HF-Oszillatorsignal INJ2 über einen AC-Kopplungskondensator C2 an das Gate des NMOS-Transistors M3 geliefert. Ein Widerstand R1 wird verwendet, um eine DC-Vorspannung an das Gate des PMOS-Transistors M1 zu liefern, und ein Widerstand R2 wird verwendet, um eine DC-Vorspannung an das Gate des NMOS-Transistors M3 zu liefern.
Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier unter Verwendung einer NMOS- und PMOS-Vorrichtung beschrieben sind, die unter Verwendung einer CMOS-Technologie implementiert werden können, die auf einem Halbleitersubstrat, wie etwa einem Siliciumsubstrat, gefertigt ist, versteht es sich, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in anderen Technologien unter Verwendung anderer Vorrichtungstypen implementiert werden können. Zum Beispiel können JFETs und/oder Bipolartransistoren BJTs anstelle von MOS-Vorrichtungen verwendet werden. Die Gates der hier beschriebenen NMOS- und PMOS-Transistoren können auch als ein „Steuerknoten“ bezeichnet werden und der Schaltkreispfad zwischen dem Drain und der Source der NMOS- und PMOS-Transistoren können als ein „Lastpfad“ bezeichnet werden. Die Terminologie von „Steuerknoten“ und „Lastpfad“ gilt auch für Nicht-MOS-Vorrichtungen. Zum Beispiel kann eine Basis eines Bipolartransistors auch als ein „Steuerknoten“ bezeichnet werden und kann ein Schaltkreispfad zwischen dem Kollektor und Emitter als ein „Lastpfad“ bezeichnet werden.
Während des Betriebs verstärkt der NMOS-Transistor M2 (der auch als ein „Ringoszillatortransistor“ bezeichnet wird) das Eingangssignal an dem Eingangsknoten IN und stellt ein verstärktes und invertiertes Signal an dem Ausgangsknoten OUT bereit. Dieses verstärkte Signal propagiert um den Ringoszillator herum. Mit Bezug auf den Tailinjektionsschaltkreis 202, der durch den PMOS-Transistor M1 implementiert ist, beginnt der PMOS-Transistor M1 sich einzuschalten, wenn die Spannung des HF-Oszillatorsignals an dem Knoten INJ1 abnimmt, und stellt einen Niederimpedanzpfad zwischen dem Ausgangsknoten OUT und dem Leistungsversorgungsanschluss VDD bereit. Andererseits schaltet sich der PMOS-Transistor M1 aus, wenn die Spannung des HF-Oszillatorsignals an dem Knoten INJ1 zunimmt, und stellt einen Pfad mit höherer Impedanz zwischen dem Ausgangsknoten OUT und dem Leistungsversorgungsanschluss VDD bereit. Entsprechend wird der Betrieb des Ringoszillators derart, dass das Timing der Spitzenspannung an dem Knoten OUT mit den negativen Spitzen des HF-Oszillatorsignals synchronisiert wird, das mit dem Knoten INJ1 gekoppelt ist.
Mit Bezug auf den Direktinjektionsschaltkreis 202, der durch den NMOS-Transistor M3 implementiert ist, beginnt der NMOS-Transistor M3 sich einzuschalten, wenn die Spannung des HF-Oszillatorsignals an dem Knoten INJ2 zunimmt, und stellt einen Niederimpedanzpfad zwischen dem Eingangsknoten IN und dem Ausgangsknoten OUT bereit. Wenn die Spannung des HF-Oszillatorsignals an dem Knoten INJ2 abnimmt, schaltet sich der NMOS-Transistor M3 aus und stellt einen Pfad mit höherer Impedanz zwischen dem Eingangsknoten IN und dem Ausgangsknoten OUT bereit. Entsprechend wird der Betrieb des Ringoszillators derart, dass eine Zeit während des Oszillationszyklus, zu der die Spannung an dem Knoten OUT gleich der Spannung an dem Knoten IN ist, mit einer positiven Spitze des HF-Oszillatorsignals synchronisiert wird, das mit dem Knoten INJ2 gekoppelt ist.
Bei manchen Ausführungsformen sind die beiden Knoten INJ1 und INJ2 mit dem Ausgang des VCO 106 gekoppelt und sind so konfiguriert, dass sie die gleichen Phasen haben. Bei anderen Ausführungsformen können ein oder mehrere Phasenschieber verwendet werden, um die relative Phase der Signale an den Knoten INJ1 und INJ2 anzupassen. Zum Beispiel kann das HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJ1 bei manchen Ausführungsformen zu dem HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJ2 um 180 Grad phasenverschoben sein. Es versteht sich, dass die in 2B gezeigte Schaltkreisebenenimplementierung nur eine von vielen Arten zum Implementieren der verschiedenen Komponenten des in 2A gezeigten ILFD 200 ist. Bei alternativen Ausführungsformen können andere Schaltkreise verwendet werden. Zum Beispiel kann die Ringoszillatorstufe 206 unter Verwendung eines PMOS-Transistors anstelle des NMOS-Transistors M2 implementiert werden oder kann unter Verwendung anderer in der Technik bekannter Transistortypen implementiert werden; der NMOS-Transistor M3, der zum Implementieren des Direktinjektionsschaltkreises 204 verwendet wird, kann unter Verwendung eines PMOS-Transistors oder anderer Transistortypen implementiert werden; und der PMOS-Transistor M1, der zum Implementieren des Tailinjektionsschaltkreises 202 verwendet wird, kann unter Verwendung anderer Transistortypen implementiert werden. Bei manchen Ausführungsformen kann der Tailinjektionsschaltkreis 202 unter Verwendung eines NMOS-Transistors implementiert werden, der zwischen den Knoten OUT und Masse gekoppelt ist.
2C veranschaulicht ein Wellenformdiagramm, das die Beziehung zwischen dem HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJ und den verschiedenen Ausgangsspannungen o1, o2, o3, o4 und o5 der Ringoszillatorstufen 206 für den in 2A gezeigten ILFD 200 zeigt, wenn der Schaltkreis aus 2B verwendet wird, um jede Stufe des Ringoszillators zu implementieren. Aufgrund des Tailinjektionsschaltkreises 202, der eine niedrigere Impedanz zwischen einem Leistungsversorgungsknoten und Ringoszillatorausgängen 01, 02, 03, 04 und 05 über den PMOS-Transistor M1 bereitstellt, entspricht jede negative Spitze des HF-Oszillatorsignals an dem Knoten INJ einer positiven Spitze eines der Ringoszillatorausgangssignale an den Knoten 01, 02, 03, 04 und 05. Zum Beispiel entsprechen die negativen Spitzen des HF-Oszillatorsignals an dem Knoten INJ zu Zeiten t1, t3, t5, t7 und t9 positiven Spitzen der Ringoszillatorausgangssignale an den Knoten o1, o3, o5, o2 bzw. o4.
Mit Bezug auf Direktinjektionsschaltkreise 204, die eine niedrigere Impedanz zwischen dem Eingang und Ausgang jeder Stufe 206 des Ringoszillators über den NMOS-Transistor M3 bereitstellen, entspricht jede Zeit, zu der die Spannung zwischen dem Eingang und Ausgang einer Ringoszillatorstufe 206 etwa gleich ist, einer positiven Spitze des HF-Oszillatorsignals an dem Knoten INJ. Zum Beispiel sind zur Zeit t2 Signale o4 und o5, die dem Eingang und Ausgang der fünften Oszillatorstufe 206 entsprechen, etwa gleich; zur Zeit t4 sind Signale o1 und o2, die dem Eingang und Ausgang der ersten Oszillatorstufe 206 entsprechen, etwa gleich; zur Zeit t6 sind Signale o3 und o4, die dem Eingang und Ausgang der fünften Oszillatorstufe 206 entsprechen, etwa gleich; zur Zeit t8 sind Signale o4 und o5, die dem Eingang und Ausgang der fünften Oszillatorstufe 206 entsprechen, etwa gleich.
3A veranschaulicht einen ILFD 300, der auch verwendet werden kann, um den in 1 gezeigten Vorteiler 108 zu implementieren. Der ILFD ist dem in 2A gezeigten ILFD 200 ähnlich, mit der Hinzufügung eines Seiteninjektionsschaltkreises 306, der mit jedem Direktinjektionsschaltkreis 204 in Reihe gekoppelt ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird eine Seiteninjektion durch Verwenden des geteilten Signals mit niedrigerer Frequenz innerhalb des Ringoszillators implementiert, um den Verstärkungsfaktor des injizierten HF-Oszillatorsignals zu modulieren. Bei einer Ausführungsform variiert die Impedanz des Seiteninjektionsschaltkreises 306 gemäß dem Signalpegel an dem Eingang seiner entsprechenden Ringoszillatorstufe 206. Dementsprechend wird bei dem ILFD 300, bei dem der Direktinjektionsschaltkreis 204 mit dem Seiteninjektionsschaltkreis 306 in Reihe gekoppelt ist, die effektive Verstärkung des Direktinjektionsschaltkreises 204 durch die Eingangs- oder Ausgangsspannung der Ringoszillatorstufe 206 gesteuert, mit der der spezielle Direktinjektionsschaltkreis 204 und der Seiteninjektionsschaltkreis 306 verbunden ist.
Bei manchen Ausführungsformen ist der Seiteninjektionsschaltkreis 306 zum effektiven Erhöhen des Verstärkungsfaktors des Direktinjektionsschaltkreises 204 während Teilen des Wellenformzyklus, in denen die Eingangs- und Ausgangsspannungen einander wahrscheinlich kreuzen, und Verringern des Verstärkungsfaktors des Direktinjektionsschaltkreises 204 während Teilen seines assoziierten Ringoszillatorzyklus, in denen die Eingangs- und Ausgangsspannung einander weniger wahrscheinlich kreuzen, konfiguriert. Dementsprechend kann durch Anwenden einer gewissen Ausgangssequenz auf die Seiteninjektionsschaltkreise 306 eine Verstärkungsfaktorkonversion optimiert werden und die nutzbare Injektion des Systems kann bei manchen Ausführungsformen optimiert werden.
Es versteht sich, dass der ILFD 300 aus 3A nur eine von vielen möglichen Konfigurationen eines ILFD ist, der eine Seiteninjektion nutzt. Bei alternativen Ausführungsformen können die relativen Positionen des Direktinjektionsschaltkreises 204 und des Seiteninjektionsschaltkreises 306 umgekehrt werden. Zum Beispiel kann der Seiteninjektionsschaltkreis 306 seinen Eingang mit dem Eingang des Ringoszillatorelements 206 gekoppelt aufweisen und kann der Direktinjektionsschaltkreis 204 seinen Eingang mit dem Ausgang des Seiteninjektionsschaltkreises 306 gekoppelt und seinen Ausgang mit dem Ausgang seines jeweiligen Ringoszillatorelements 206 gekoppelt aufweisen. Zusätzlich zu dem oder anstelle des Seiteninjektionsschaltkreises 306, der mit dem Direktinjektionsschaltkreis 204 in Reihe gekoppelt ist, kann ein Seiteninjektionsschaltkreis auch mit dem Tailinjektionsschaltkreis 202 in Reihe gekoppelt sein. Es versteht sich auch, dass der ILFD 300 mehr oder weniger als die dargestellten fünf Ringoszillatorelemente 206 aufweisen kann, um andere Teilungsverhältnisse zu implementieren.
3B veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Schaltkreises 320, der ein Implementierungsbeispiel eines Direktinjektionsschaltkreises 204, eines Tailinjektionsschaltkreises 202, eines Seiteninjektionsschaltkreises 306 und eines Ringoszillatorelements 206 ist, die in 3A gezeigt sind. Wie gezeigt, ist das Ringoszillatorelement 206 unter Verwendung eines NMOS-Transistors M2 implementiert, ist der Tailinjektionsschaltkreis 202 unter Verwendung eines PMOS-Transistors M1 implementiert, ist der Direktinjektionsschaltkreis 204 unter Verwendung eines NMOS-Transistors M3 implementiert und ist der Seiteninjektionsschaltkreis 306 unter Verwendung eines PMOS-Transistors M4 implementiert. Das HF-Oszillatorsignal an INJ1 wird über einen AC-Kopplungskondensator C1 an das Gate des PMOS-Transistors M1 geliefert und ein Widerstand R1 wird verwendet, um eine DC-Vorspannung für das Gate des PMOS-Transistors M1 bereitzustellen. Das Gate des PMOS-Transistors, der zum Implementieren des Seiteninjektionsschaltkreises 306 verwendet wird, ist mit dem Knoten IN gekoppelt.
Ein Betrieb des Schaltkreises 320 aus 3B ist dem Betrieb des in 2B gezeigten Schaltkreises 220 ähnlich, mit der Ausnahme, dass eine Reihenkombination aus dem NMOS-Transistor M3 und dem PMOS-Transistor M4 verwendet wird, um einen Niederimpedanzpfad zwischen dem Knoten IN und dem Knoten OUT bereitzustellen, wenn die Spannung an dem Knoten IN niedrig ist (wodurch der PMOS-Transistor M4 eingeschaltet wird) und die Spannung an dem Knoten INJ1 hoch ist (wodurch der NMOS-Transistor M3 eingeschaltet wird). Es versteht sich, dass bei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der NMOS-Transistor M3 unter Verwendung eines PMOS-Transistors implementiert werden könnte und/oder der PMOS-Transistor M4 unter Verwendung eines NMOS-Transistors implementiert werden kann. Zudem könnten die Signale der Seiteninjektionsschaltkreise 306 verschieden davon sein, was in den speziellen Beispielen aus 3A und 3B gezeigt ist. Zum Beispiel kann das Gate des Transistors M4 durch eine von der unmittelbar vorhergehenden Stufe verschiedene Stufe angesteuert werden und/oder das Signal, das das Gate des Transistors M4 ansteuert, kann phasenverschoben sein.
3C veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Schaltkreises 330, der ein Implementierungsbeispiel eines Direktinjektionsschaltkreises 204, eines Seiteninjektionsschaltkreises 306 und eines Ringoszillatorelements 206 ist, wobei der Seiteninjektionsschaltkreis 306 in Reihe mit dem Tailinjektionsschaltkreis 202 gekoppelt ist. Wie gezeigt, ist das Ringoszillatorelement 206 unter Verwendung eines NMOS-Transistors M2 implementiert, ist der Tailinjektionsschaltkreis 202 unter Verwendung eines PMOS-Transistors M1 implementiert, ist der Direktinjektionsschaltkreis 204 unter Verwendung eines NMOS-Transistors M3 implementiert und ist der Seiteninjektionsschaltkreis 306 unter Verwendung eines PMOS-Transistors M5 implementiert. Das HF-Oszillatorsignal an INJ1 wird über einen AC-Kopplungskondensator C1 an das Gate des PMOS-Transistors M1 geliefert und ein Widerstand R1 wird verwendet, um eine DC-Vorspannung für das Gate des PMOS-Transistors M1 bereitzustellen. Das Gate des PMOS-Transistors M5, der zum Implementieren des Seiteninjektionsschaltkreises 306 verwendet wird, ist mit dem Knoten IN gekoppelt.
Ein Betrieb des Schaltkreises 320 aus 3B ist dem Betrieb des in 2B gezeigten Schaltkreises 220 ähnlich, mit der Ausnahme, dass eine Reihenkombination aus dem PMOS-Transistor M1 und dem PMOS-Transistor M5 verwendet wird, um einen Niederimpedanzpfad zwischen dem Leistungsversorgungsknoten VDD und dem Knoten OUT bereitzustellen, wenn die Spannung an dem Knoten IN niedrig ist (wodurch der PMOS-Transistor M5 eingeschaltet wird) und die Spannung an dem Knoten INJ1 hoch ist (wodurch der NMOS-Transistor M4 eingeschaltet wird).
Bei manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das injizierte HF-Oszillatorsignal phasenverschoben werden, bevor es in den Ringoszillator injiziert wird. Ein Beispiel für ein solches System ist in 4A gezeigt, die einen ILFD 400 veranschaulicht, der einen Ringoszillator 402 und einen Phasenschieber 404 beinhaltet. Wie gezeigt, produziert der Phasenschieber 404 n phasenverschobene Injektionssignale INJ1 bis INJn basierend auf einem eingegebenen HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJin. Bei einer Ausführungsform wird die Phase von INJin basierend auf einem Auswahlsignal SEL selektiv um 0° oder um 180° verschoben. Dementsprechend kann jedes der n phasenverschobenen Signale eine Phasenverschiebung um entweder 0° oder 180° aufweisen. Bei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Phasenschieber 404 andere Phasenverschiebungen außer 0° oder 180° implementieren.
4B veranschaulicht einen Phasenschieberschaltkreis 406, der verwendet werden kann, um ein einziges phasenverschobenes Signal phasenzuverschieben. Bei manchen Ausführungsformen kann der Phasenschieberschaltkreis 406 verwendet werden, um einen Phasenverschiebungskanal des in 4A gezeigten Phasenschiebers 404 zu implementieren. Bei einer Ausführungsform beinhaltet der Phasenschieberschaltkreis 406 einen Multiplexer 410 und einen Inverter 412. Während des Betriebs bewirkt ein Auswahlsignal SEL, dass der Multiplexer 410 entweder das HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJin, das eine Phasenverschiebung von 0° repräsentiert, oder eine invertierte Version des HF-Oszillatorsignals auswählt, die durch den Inverter 412 produziert wird und die eine Phasenverschiebung von 180° repräsentiert. Bei verschiedenen Ausführungsformen können insgesamt n Phasenschieberschaltkreise 406 verwendet werden, um den in 4A veranschaulichten Phasenschieber 404 zu implementieren. Es versteht sich, dass der Phasenschieberschaltkreis 406 nur einer von vielen beispielhaften Phasenschieberschaltkreisen ist, die verwendet werden können, um Ausführungsformen von Phasenverschiebungsfunktionen zu implementieren.
5A veranschaulicht den ILFD 500 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der zum Implementieren des in 1 gezeigten Vorteilers 108 verwendet werden kann. Wie gezeigt, beinhaltet der ILFD 500 sieben Stufen 504, die in einer Ringkonfiguration gekoppelt sind. Jede Stufe 504 beinhaltet einen PMOS-Transistor M1, der die Funktion des Tailinjektionsschaltkreises 202 durchführt, einen NMOS-Transistor M3, der die Funktion des Direktinjektionsschaltkreises 204 durchführt, und einen NMOS-Transistor M2, der die Funktion der Ringoszillatorstufe 206 implementiert, die in Ausführungsformen oben beschrieben sind. Zusätzlich zu den sieben Stufen 504 ist der Phasenschieber 502 enthalten, um eine 180°-Phasenverschiebung des HF-Oszillatorsignals an dem Knoten INJin durchzuführen. Bei manchen Ausführungsformen ist der Phasenschieber 502 unter Verwendung des oben mit Bezug auf 4B beschriebenen Phasenschiebers 406 implementiert. Der Betrieb des ILFD 500 ist ähnlich dem Betrieb des in 2A gezeigten ILFD 200, der oben besprochen ist, mit der Ausnahme, dass der ILFD 500 im Gegensatz zu dem Teilen-durch-Fünf-Vorteiler des ILFD 200, der fünf Stufen aufweist, aufgrund seiner sieben Stufen als ein Teilen-durch-Sieben-Vorteiler fungiert. Außerdem ist die Beziehung zwischen dem HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJin und den Spitzenabweichungen der Ausgänge 01, 02, 03, 04, 05, 06 und 07 aufgrund des Phasenschiebers 502 modifiziert, wie unten mit Bezug auf das Wellenformdiagramm aus 5B gezeigt ist.
5B veranschaulicht ein Wellenformdiagramm, das die Beziehung zwischen dem HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJin und den verschiedenen Ausgangsspannungen o1, o2, o3, o4, o5, o6 und o7 der Stufen 504 für den in 5A gezeigten ILFD 500 zeigt. Aufgrund des PMOS-Transistors M1, der eine niedrigere Impedanz zwischen dem Leistungsversorgungsknoten und Ringoszillatorausgängen 01, 02, 03, 04, 05 und o6 bereitstellt, entspricht jede positive Spitze des HF-Oszillatorsignals an dem Knoten INJin einer positiven Spitze eines der Ringoszillatorausgangssignale 01, 02, 03, 04, o5, o6 und 07. Weil der Phasenschieber 502 die Phase des HF-Oszillatorsignals vor der Ansteuerung der Gates des PMOS-Transistors M1 invertiert, ist die Beziehung zwischen den Spitzen des HF-Oszillatorsignals und den Spitzen der Ausgangssignale verschieden von dem Wellenformdiagramm aus 2B, in dem die positiven Spitzen der Ausgangssignale einer negativen Spitze des HF-Oszillatorsignals entsprechen.
Wie in 5B gezeigt, ist zur Zeit t1, wenn das HF-Oszillatorsignal an dem Knoten INJin auf seinem Spitzenspannungspegel ist, der Ausgang o1 auf seinem Spitzensignalpegel, weil der PMOS-Transistor M1 eingeschaltet ist, und weisen die Ausgänge o4 und o5 im Wesentlichen die gleichen Spannungspegel auf, weil der NMOS-Transistor M3 eingeschaltet ist. Gleichermaßen befindet sich zur Zeit t2, wenn INJin auf seinem Spitzenspannungspegel ist, der Ausgang o3 auf seinem Spitzenspannungspegel und weisen die Ausgänge o6 und o7 im Wesentlichen gleiche Spannungspegel auf; zur Zeit t3 befindet sich der Ausgang o5 auf seinem Spitzenspannungspegel und weisen die Ausgänge o1 und o2 im Wesentlichen gleiche Spannungspegel auf; zur Zeit t4 befindet sich der Ausgang o7 auf seinem Spitzenspannungspegel und weisen die Ausgänge o3 und o4 im Wesentlichen gleiche Spannungspegel auf; zur Zeit t5 befindet sich der Ausgang o2 auf seinem Spitzenspannungspegel und weisen die Ausgänge o5 und o6 im Wesentlichen gleiche Spannungspegel auf; zur Zeit t6 befindet sich der Ausgang o4 auf seinem Spitzenspannungspegel und weisen die Ausgänge o7 und o1 im Wesentlichen gleiche Spannungspegel auf; und zur Zeit t7 befindet sich der Ausgang o6 auf seinem Spitzenspannungspegel und weisen die Ausgänge o2 und o3 im Wesentlichen gleiche Spannungspegel auf.
Bei manchen Ausführungsformen kann der Phasenverschiebungsschaltkreis 502 auch zum selektiven Bereitstellen einer 0°-Phasenverschiebung über das Auswahlsignal SEL konfiguriert werden. Selektives Ändern der Phase kann verwendet werden, um die Leistungsfähigkeit des IFLD 500 anzupassen oder zu optimieren, oder kann verwendet werden, um die Phase des HF-Oszillatorsignals anzupassen, um einen Dual-Modulus-Vorteiler aufzunehmen. Zum Beispiel können bei manchen Ausführungsformen zwei der Stufen 504 deaktiviert (indem z. B. das Ausgangssignal o5 anstelle des Ausgangssignals o7 zu dem Eingang der ersten Stufe 504 geführt wird) und die Phasenverschiebung des Phasenverschiebungsschaltkreises 502 so konfiguriert werden, dass er eine 0°-Phasenverschiebung hat, um einen Teilen-durch-Fünf-Vorteiler selektiv zu implementieren. Während des Betriebs als ein Teilen-durch-Sieben-Vorteiler werden alle sieben Stufen 504 aktiviert, wie dargestellt ist, und wird der Phasenverschiebungsschaltkreis 502 so konfiguriert, dass er eine 180°-Phasenverschiebung hat.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Direktinjektions-, Seiteninjektions- und Tailinjektionsschaltkreisen sind zusätzliche Injektionspfade bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, wie in 6 veranschaulicht, die zwei Instanzen der oben beschriebenen Stufe 504 zeigt, die mit zusätzlichen Vorrichtungen verknüpft sind.
Wie oben besprochen, beinhaltet die Stufe 504 einen PMOS-Transistor M1, der einen Tailinjektionsschaltkreis implementiert, einen NMOS-Transistor M2, der eine Ringoszillatorstufe implementiert, und einen NMOS-Transistor M3, der einen Direktinjektionsschaltkreis implementiert. Das Gate des Transistors M1 ist mit dem ersten Injektionsknoten INJ1 gekoppelt gezeigt, das Gate des Transistors M3 ist mit einem zweiten Injektionsknoten INJ2 gekoppelt gezeigt, und das Gate des Transistors M2 ist mit dem Ausgang der vorherigen Ringoszillatorstufe gekoppelt gezeigt. Zusätzlich zu diesen Vorrichtungen ist eine Inverterstufe 602 mit einem Ausgang, der mit dem Knoten o2 an dem Ausgang der ersten Instanz der Stufe 504 gekoppelt ist, enthalten, um eine zusätzliche Tailinjektion bereitzustellen. Die Inverterstufe 602 beinhaltet eine PMOS-Vorrichtung M8 mit einem Gate, das mit einem dritten Injektionsknoten INJ3 verbunden ist, und eine NMOS-Vorrichtung M9 mit einem Gate, das mit einem vierten Injektionsknoten INJ4 gekoppelt ist. Dementsprechend fungiert jede PMOS-Vorrichtung M8 und NMOS-Vorrichtung M9 als weitere Tailinjektionsschaltkreise. Ein weiterer Direktinjektionsschaltkreis 604 ist zwischen dem Knoten o1 an dem Eingang der ersten Instanz der Stufe 504 und dem Ausgang der zweiten Instanz der Stufe 504 gekoppelt. Der weitere Injektionsschaltkreis 604 beinhaltet einen NMOS-Transistor M7 mit einem Gate, das mit einem fünften Injektionsknoten INJ5 gekoppelt ist. Bei manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere Transistoren M1, M3, M7, M8 oder M9 weggelassen werden. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann eine Seiteninjektionsfunktionalität auch durch Koppeln eines Seiteninjektionsschaltkreises in Reihe mit dem PMOS-Transistor M1 oder dem NMOS-Transistor M1, die oben mit Bezug auf 3A bis 3C beschrieben sind, hinzugefügt werden. Dementsprechend können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine beliebige Kombination von oben beschriebenen Injektionsschaltkreisen beinhalten. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist jeder Injektionsknoten INJ1, INJ2, INJ3, INJ4 und INJ5 dazu konfiguriert, das HF-Oszillatorsignal mit einer 0°-Phasenverschiebung oder einer 180°-Phasenverschiebung bereitzustellen. Diese Phasenverschiebungen können zum Beispiel unter Verwendung des Phasenschieberschaltkreises erzeugt werden, der oben mit Bezug auf 4A und 4B beschrieben ist.
6B veranschaulicht einen ILFD 620, der auch verwendet werden könnte, um den in 1 gezeigten Vorteiler 108 zu implementieren. Wie gezeigt, beinhaltet der ILFD 620 fünf Stufen 504, fünf Inverterstufen 602 und fünf weitere Direktinjektionsschaltkreise 604, die in einer Ringkonfiguration angeordnet sind. Dementsprechend fungiert der ILFD als ein Teilen-durch-Fünf-Vorteiler. Jede Stufe 504 ist mit einer entsprechenden Inverterstufe 602 an ihrem Ausgang gekoppelt und jeder weitere Direktinjektionsschaltkreis 604 ist zwischen zwei angrenzenden Stufen 504 gekoppelt.
Allgemein ist der Einrastbereich einer Ausführungsform von ILFDs proportional zu der Anzahl an Injektionspfaden, die in der Gestaltung vorhanden sind. Jedoch versteht es sich, dass die parasitäre Belastung mit zunehmender Anzahl an Injektionsschaltkreisen zunimmt. Diese Zunahme der parasitären Belastung kann den Leistungsverbrauch des Schaltkreises erhöhen. Dementsprechend gibt es einen Kompromiss zwischen der Anzahl an in einer Gestaltung verwendeten Injektionen und der von der Gestaltung verbrauchten Leistung.
7 veranschaulicht ein Radarsystem 700, das einen Vorteiler gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet. Wie gezeigt, beinhaltet das Radarsystem 700 eine PLL 702, einen Leistungsverstärker 704, eine Sendeantenne 706, Empfangsantennen 708, einen rauscharmen Verstärker (LNA: Low Noise Amplifier) 710, einen Mischer 712 und ein Tiefpassfilter 714. Die PLL 702 kann zum Beispiel unter Verwendung der in 1 gezeigten PLL 100 einschließlich einer Ausführungsform des Vorteilers 108 implementiert werden. Während des Betriebs wird die Ausgangsfrequenz 702 unter Verwendung eines Modulationssignals MOD moduliert. Bei manchen Ausführungsformen beinhaltet das Modulationssignal MOD ein Rampensignal, um eine Reihe von Frequenz-Chirps zu implementieren, um ein frequenzmoduliertes Dauerstrichradarsystem (FMCW-Radarsystem) zu implementieren. Die PLL 702 produziert ein Lokaloszillatorsignal LO mit einer rampenartigen Frequenz. Das Lokaloszillatorsignal L0 wird dann durch den Leistungsverstärker 704 verstärkt, dessen Ausgabe über die Sendeantenne 706 an ein oder mehrere Ziele übertragen wird. HF-Signale, die von dem einen oder den mehreren Zielen reflektiert werden, werden durch die Empfangsantenne 708 empfangen. Das empfangene Signal wird durch den LNA 710 verstärkt und das verstärkte Signal wird unter Verwendung des Mischers 712 zu einer Zwischenfrequenz (IF: Intermediate Frequency) herabgewandelt, um das empfangene Signal mit dem Lokaloszillatorsignal LO zu mischen. Das herabgewandelte Signal wird dann unter Verwendung des Tiefpassfilters 714 gefiltert, um ein Zwischenfrequenzsignal IF zu bilden. Bei Ausführungsformen, die FMCW-Radartechniken verwenden, ist die Frequenzdifferenz zwischen dem bei der Antenne 706 übertragenen HF-Signal und dem bei der Empfangsantenne 708 empfangenen reflektierten Signal proportional zu der Entfernung zwischen dem Radarsystem und dem einen oder den mehreren Zielen. Es versteht sich, dass die Beispielimplementierung aus 7 nur eines von vielen möglichen Systemen ist, die eine hier beschriebene Ausführungsform von Vorteilerschaltkreisen verwenden können.
8 veranschaulicht ein Verfahren 800 zum Betreiben eines injektionseingerasteten Vorteilers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Schritt 802 wird ein Oszillatorsignal in jeder Stufe mehrerer Stufen von Ringoszillatorstufen unter Verwendung eines jeweiligen Direktinjektionsschaltkreises, der zwischen einem Eingangsknoten und einem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Ringoszillatorstufen gekoppelt ist, injiziert. Bei manchen Ausführungsformen können die Ringoszillatorstufe 206 und der Direktinjektionsschaltkreis 204, die bei Ausführungsformen hierin beschrieben sind, verwendet werden, um jede Stufe der mehreren Ringoszillatorstufen und den Direktinjektionsschaltkreis zu implementieren.
In Schritt 804 wird das Oszillatorsignal in jeder Stufe der mehreren Stufen von Ringoszillatorstufen unter Verwendung eines jeweiligen Tailinjektionsschaltkreises, der zwischen einem ersten Leistungsversorgungsknoten und einem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Ringoszillatorstufen gekoppelt ist, injiziert. Bei manchen Ausführungsformen kann der Tailinjektionsschaltkreis 202 verwendet werden, um den Tailinjektionsschaltkreis zu implementieren.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hier zusammengefasst. Andere Ausführungsformen können auch aus der Gesamtheit der Beschreibung und den hier eingereichten Ansprüchen verstanden werden.
Beispiel 1. Ein Schaltkreis, der Folgendes beinhaltet: einen Ringoszillator, der mehrere Stufen beinhaltet, die in einer Ringkonfiguration gekoppelt sind, wobei jede Stufe der mehreren Stufen einen Eingangsknoten beinhaltet, der mit einem Ausgangsknoten einer vorherigen Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist, wobei jede Stufe der mehreren Stufen Folgendes beinhaltet: einen Ringoszillatortransistor mit einem Steuerknoten, der mit dem Eingangsknoten gekoppelt ist, und einen Lastpfad, der mit dem Ausgangsknoten gekoppelt ist, einen Direktinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Steuerknoten des Ringoszillatortransistors und dem Ausgangsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit einem ersten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist, und einen Tailinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Ausgangsknoten und einem ersten Leistungsversorgungsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit einem zweiten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist.
Beispiel 2. Der Schaltkreis aus Beispiel 1, der ferner einen Phasenschieberschaltkreis mit einem ersten Ausgang, der mit dem ersten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist, und einem zweiten Ausgang, der mit dem zweiten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist, beinhaltet, wobei der Phasenschieber zum Bereitstellen eines ersten Oszillatorsignals mit einer ersten Phase an dem ersten Ausgang und eines zweiten Oszillatorsignals an dem zweiten Ausgang konfiguriert ist, wobei das erste Oszillatorsignal und das zweite Oszillatorsignal mit Bezug aufeinander um 180 Grad phasenverschoben sind.
Beispiel 3. Der Schaltkreis aus einem der Beispiele 1 oder 2, wobei der Ringoszillatortransistor, der Direktinjektionsschaltkreis und der Tailinjektionsschaltkreis jeweils einen MOS-Transistor beinhalten.
Beispiel 4. Der Schaltkreis aus einem der Beispiele 1 bis 3, wobei die mehreren Stufen aus einer ungeraden Anzahl an Stufen bestehen.
Beispiel 5. Der Schaltkreis aus einem der Beispiele 1 bis 4, wobei jede Stufe der mehreren Stufen ferner einen Seiteninjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad beinhaltet, der in Reihe mit dem Lastpfad des Direktinjektionsschaltkreises gekoppelt ist.
Beispiel 6. Der Schaltkreis aus einem der Beispiele 1 bis 5, wobei jede Stufe der mehreren Stufen ferner einen Seiteninjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad beinhaltet, der in Reihe mit dem Lastpfad des Tailinjektionsschaltkreises gekoppelt ist.
Beispiel 7. Der Schaltkreis aus einem der Beispiele 1 bis 6, wobei der Ringoszillator ferner einen weiteren Direktinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad beinhaltet, der zwischen einem Eingangsknoten einer ersten Stufe der mehreren Stufen und einem Ausgangsknoten einer zweiten Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist.
Beispiel 8. Der Schaltkreis aus einem der Beispiele 1 bis 7, wobei jede Stufe der mehreren Stufen ferner einen Tailinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Ausgangsknoten und einem zweiten Leistungsversorgungsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit dem Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist, beinhaltet.(zum Beispiel dem ersten Oszillatoreingangsknoten, dem zweiten Oszillatoreingangsknoten oder einem weiteren Oszillatoreingangsknoten, wie INJ3 oder INJ4 oben)
Beispiel 9. Ein Verfahren zum Betreiben eines Schaltkreises, der einen injektionseingerasteten Frequenzteiler (ILFD) mit mehreren Stufen beinhaltet, die in einer Ringkonfiguration gekoppelt sind, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Injizieren eines Oszillatorsignals in jeder Stufe der mehreren Stufen unter Verwendung eines jeweiligen Direktinjektionsschaltkreises, der zwischen einem Eingangsknoten und einem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist; und Injizieren des Oszillatorsignals an einem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen unter Verwendung eines jeweiligen Tailinjektionsschaltkreises, der zwischen einem ersten Leistungsversorgungsknoten und dem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist.
Beispiel 10. Das Verfahren aus Beispiel 9, das ferner Injizieren eines Eingangssignals jeder Stufe der mehreren Stufen unter Verwendung eines jeweiligen Seiteninjektionsschaltkreises beinhaltet, der mit jedem jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis in Reihe gekoppelt ist.
Beispiel 11. Das Verfahren aus einem der Beispiele 9 oder 10, wobei das Injizieren des Oszillatorsignals an einem Ausgangsknoten jeder Stufe ferner Verwenden eines jeweiligen Tailinjektionsschaltkreises beinhaltet, der zwischen einem zweiten Leistungsversorgungsknoten und dem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist.
Beispiel 12. Das Verfahren aus einem der Beispiele 9 bis 11, das ferner Injizieren des Oszillatorsignals zwischen einem Eingang einer ersten Stufe der mehreren Stufen und einem Ausgang einer zweiten Stufe der mehreren Stufen unter Verwendung eines weiteren Direktinjektionsschaltkreises beinhaltet, der zwischen dem Eingang der ersten Stufe der mehreren Stufen und dem Ausgang der zweiten Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist.
Beispiel 13. Das Verfahren aus einem der Beispiele 9 bis 12, das ferner Folgendes beinhaltet: Erzeugen des Oszillatorsignals unter Verwendung eines spannungsgesteuerten Oszillators; Teilen einer Frequenz eines Ausgangs des ILFD unter Verwendung eines Teilerschaltkreises, um ein geteiltes Signal zu bilden; Vergleichen einer Phase des geteilten Signals mit einer Phase eines Referenztaktes unter Verwendung eines Phasendetektors, um ein Phasendetektionssignal zu bilden; Filtern des Phasendetektionssignals unter Verwendung eines Schleifenfilters, um ein VCO-Steuersignal zu bilden; und Steuern einer Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators unter Verwendung des VCO-Steuersignals.
Beispiel 14. Das Verfahren aus einem der Beispiele 9 bis 13, wobei der ILFD zum Teilen einer Frequenz des Oszillatorsignals durch eine vorbestimmte Zahl konfiguriert ist.
Beispiel 15. Das Verfahren aus Beispiel 14, wobei die vorbestimmte Zahl eine ungerade Zahl ist.
Beispiel 16. Eine Phasenregelschleife, die Folgendes beinhaltet: einen injektionseingerasteten Vorteiler, der einen Ringoszillator beinhaltet, wobei jede Stufe des Ringoszillators einen jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis, der zwischen einem Eingang und Ausgang jeder jeweiligen Stufe gekoppelt ist, und einen Tailinjektionsschaltkreis, der zwischen dem Ausgang jeder jeweiligen Stufe und einem Leistungsversorgungsknoten gekoppelt ist, beinhaltet; einen Phasendetektor mit einem Eingang, der mit einem Ausgang wenigstens einer Stufe des Ringoszillators gekoppelt ist; und einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einem Oszillatorsignalausgang, der mit jedem jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis und jedem jeweiligen Tailinjektionsschaltkreis gekoppelt ist, und einem Frequenzsteuereingang, der mit einem Ausgang des Phasendetektors gekoppelt ist.
Beispiel 17. Die Phasenregelschleife aus Beispiel 16, die ferner Folgendes beinhaltet: einen Teiler, der zwischen dem Ausgang der wenigstens einen Stufe des Ringoszillators und dem Eingang des Phasendetektors gekoppelt ist; und ein Schleifenfilter, das zwischen dem Ausgang des Phasendetektors und dem Frequenzsteuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators gekoppelt ist.
Beispiel 18. Die Phasenregelschleife aus einem der Beispiele 16 oder 17, wobei jede jeweilige Stufe des Ringoszillators ferner einen jeweiligen Seiteninjektionsschaltkreis beinhaltet, der mit jedem jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis in Reihe gekoppelt ist.
Beispiel 19. Die Phasenregelschleife aus einem der Beispiele 16 bis 18, wobei: der injektionseingerastete Vorteiler einen Einrastbereich von wenigstens 30 % aufweist; und der injektionseingerastete Vorteiler einen Leistungsverbrauch von weniger als 10 mW aufweist.
Beispiel 20. Die Phasenregelschleife aus einem der Beispiele 16 bis 19, wobei der injektionseingerastete Vorteiler, der Phasendetektor und der spannungsgesteuerte Oszillator auf einem einzigen Halbleitersubstrat angeordnet sind.
Obwohl diese Erfindung unter Bezugnahme auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll diese Beschreibung nicht in einem beschränkenden Sinn ausgelegt werden. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der veranschaulichenden Ausführungsformen sowie andere Ausführungsformen der Erfindung, sind für einen Fachmann unter Bezugnahme auf die Beschreibung ersichtlich. Es ist daher beabsichtigt, dass die angehängten Ansprüche jegliche derartigen Modifikationen oder Ausführungsformen einschließen.

Claims

Schaltkreis, der Folgendes umfasst: einen Ringoszillator, der mehrere Stufen umfasst, die in einer Ringkonfiguration gekoppelt sind, wobei jede Stufe der mehreren Stufen einen Eingangsknoten umfasst, der mit einem Ausgangsknoten einer vorherigen Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist, wobei jede Stufe der mehreren Stufen Folgendes umfasst: einen Ringoszillatortransistor mit einem Steuerknoten, der mit dem Eingangsknoten gekoppelt ist, und einen Lastpfad, der mit dem Ausgangsknoten gekoppelt ist, einen Direktinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Steuerknoten des Ringoszillatortransistors und dem Ausgangsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit einem ersten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist, und einen Tailinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Ausgangsknoten und einem ersten Leistungsversorgungsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit einem zweiten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist.
Schaltkreis nach Anspruch 1, der ferner einen Phasenschieberschaltkreis mit einem ersten Ausgang, der mit dem ersten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist, und einem zweiten Ausgang, der mit dem zweiten Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist, umfasst, wobei der erste Oszillatoreingangsknoten zum Empfangen eines ersten oszillierenden Signals konfiguriert ist, wobei der zweite Oszillatoreingangsknoten zum Empfangen eines zweiten oszillierenden Signals konfiguriert ist, wobei der Phasenschieberschaltkreis zum Bereitstellen des ersten oszillierenden Signals mit einer ersten Phase an dem ersten Ausgang und des zweiten oszillierenden Signals an dem zweiten Ausgang konfiguriert ist, und wobei das erste Oszillatorsignal und das zweite Oszillatorsignal mit Bezug aufeinander um 180 Grad phasenverschoben sind.
Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ringoszillatortransistor, der Direktinjektionsschaltkreis und der Tailinjektionsschaltkreis jeweils einen MOS-Transistor umfassen.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mehreren Stufen aus einer ungeraden Anzahl an Stufen bestehen.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede Stufe der mehreren Stufen ferner einen Seiteninjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad umfasst, der in Reihe mit dem Lastpfad des Direktinjektionsschaltkreises gekoppelt ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jede Stufe der mehreren Stufen ferner einen Seiteninjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad umfasst, der in Reihe mit dem Lastpfad des Tailinjektionsschaltkreises gekoppelt ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Ringoszillator ferner einen weiteren Direktinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad umfasst, der zwischen einem Eingangsknoten einer ersten Stufe der mehreren Stufen und einem Ausgangsknoten einer zweiten Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jede Stufe der mehreren Stufen ferner einen Tailinjektionsschaltkreis mit einem Lastpfad, der zwischen dem Ausgangsknoten und einem zweiten Leistungsversorgungsknoten gekoppelt ist, und einem Steuerknoten, der mit einem Oszillatoreingangsknoten gekoppelt ist, umfasst.
Verfahren zum Betreiben eines Schaltkreises, der einen injektionseingerasteten Frequenzteiler mit mehreren Stufen umfasst, die in einer Ringkonfiguration gekoppelt sind, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Injizieren eines Oszillatorsignals in jeder Stufe der mehreren Stufen durch einen jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis, der zwischen einem Eingangsknoten und einem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist; und Injizieren des Oszillatorsignals an dem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen durch einen jeweiligen Tailinjektionsschaltkreis, der zwischen einem ersten Leistungsversorgungsknoten und dem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner ein Injizieren eines Eingangssignals jeder Stufe der mehreren Stufen unter Verwendung eines jeweiligen Seiteninjektionsschaltkreises umfasst, der mit jedem jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis in Reihe gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Injizieren des Oszillatorsignals an dem Ausgangsknoten jeder Stufe ferner Verwenden eines jeweiligen weiteren Tailinjektionsschaltkreises umfasst, der zwischen einem zweiten Leistungsversorgungsknoten und dem Ausgangsknoten jeder Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, das ferner ein Injizieren des Oszillatorsignals zwischen einem Eingang einer ersten Stufe der mehreren Stufen und einem Ausgang einer zweiten Stufe der mehreren Stufen unter Verwendung eines weiteren Direktinjektionsschaltkreises umfasst, der zwischen dem Eingang der ersten Stufe der mehreren Stufen und dem Ausgang der zweiten Stufe der mehreren Stufen gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, das ferner Folgendes umfasst: Erzeugen des Oszillatorsignals unter Verwendung eines spannungsgesteuerten Oszillators; Teilen einer Frequenz eines Ausgangs des ILFD unter Verwendung eines Teilerschaltkreises, um ein geteiltes Signal zu bilden; Vergleichen einer Phase des geteilten Signals mit einer Phase eines Referenztaktes unter Verwendung eines Phasendetektors, um ein Phasendetektionssignal zu bilden; Filtern des Phasendetektionssignals unter Verwendung eines Schleifenfilters, um ein VCO-Steuersignal zu bilden; und Steuern einer Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators unter Verwendung des VCO-Steuersignals.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der injektionseingerastete Frequenzteiler zum Teilen einer Frequenz des Oszillatorsignals durch eine vorbestimmte Zahl konfiguriert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die vorbestimmte Zahl eine ungerade Zahl ist.
Phasenregelschleife, die Folgendes umfasst: einen injektionseingerasteten Vorteiler, der einen Ringoszillator umfasst, wobei jede Stufe des Ringoszillators einen jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis, der zwischen einem Eingang und Ausgang jeder jeweiligen Stufe gekoppelt ist, und einen Tailinjektionsschaltkreis, der zwischen dem Ausgang jeder jeweiligen Stufe und einem Leistungsversorgungsknoten gekoppelt ist, umfasst; einen Phasendetektor mit einem Eingang, der mit einem Ausgang wenigstens einer Stufe des Ringoszillators gekoppelt ist; und einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einem Oszillatorsignalausgang, der mit jedem jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis wirkgekoppelt ist und mit jedem jeweiligen Tailinjektionsschaltkreis wirkgekoppelt ist, und einem Frequenzsteuereingang, der mit einem Ausgang des Phasendetektors gekoppelt ist.
Phasenregelschleife nach Anspruch 16, die ferner Folgendes umfasst: einen Teiler, der zwischen dem Ausgang der wenigstens einen Stufe des Ringoszillators und dem Eingang des Phasendetektors gekoppelt ist; und ein Schleifenfilter, das zwischen dem Ausgang des Phasendetektors und dem Frequenzsteuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators gekoppelt ist.
Phasenregelschleife nach Anspruch 16 oder 17, wobei jede jeweilige Stufe des Ringoszillators ferner einen jeweiligen Seiteninjektionsschaltkreis umfasst, der mit jedem jeweiligen Direktinjektionsschaltkreis in Reihe gekoppelt ist.
Phasenregelschleife nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei: der injektionseingerastete Vorteiler einen Einrastbereich von wenigstens 30 % aufweist; und der injektionseingerastete Vorteiler einen Leistungsverbrauch von weniger als 10 mW aufweist.
Phasenregelschleife nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei der injektionseingerastete Vorteiler, der Phasendetektor und der spannungsgesteuerte Oszillator auf einem einzigen Halbleitersubstrat angeordnet sind.