DE112008000102T5 - Steuerung der Amplitude bei einem spannungsgesteuerten Oszillator - Google Patents

Steuerung der Amplitude bei einem spannungsgesteuerten Oszillator Download PDF

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    • H03L2207/06Phase locked loops with a controlled oscillator having at least two frequency control terminals

Abstract

Chip, der aufweist:
einen VCO, um ein Schwingungssignal mit einer Amplitude zu erzeugen; und
eine Amplitudensteuerschaltung, um die Signalamplitude zu steuern, wobei die Schaltung die Signalamplitude mit einer Zielamplitude vergleicht und die Signalamplitude so anpasst, dass sie ausreichend nahe an der Zielamplitude ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Schaltungen und Verfahren zum Steuern der Amplitude eines Signals, das von einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) erzeugt wird, z. B. in einem Phasenregelkreis (PLL – Phase Locked Loop) mit einem VCO vom LC-Typ.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft und nicht beschränkend in den Figuren der beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, bei denen sich gleiche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente beziehen.
  • 1 ist ein Schaubild einer Phasenregelkreisschaltung gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Steuern einer Amplitude eines VCO bei der PLL der 1 gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 3 ist ein Schaubild einer Amplitudensteuerschaltung für die PLL der 1 gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 4 ist ein Schaubild einer Amplitudenerfassungsschaltung für die Amplitudensteuerschaltung der 3 gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 5 ist ein Schaubild einer logischen Schaltung, die einen Zähler steuert, für die Amplitudensteuerschaltung der 3 gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 6 ist ein Schaubild eines Computersystems mit einer Verbindung zu wenigstens einem PLL vom LC-Typ gemäß einigen hierin offenbarten Ausführungsformen.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Spannungsgesteuerte Oszillatoren mit Induktor und Kondensator (LCVCOs – Inductor Capacitor Voltage Controlled Oscillators) können in einer großen Vielfalt von Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich innerhalb von Phasenregelkreis (PLL)-Schaltungen, um Phasen- und/oder frequenzgesteuerte Takte zu erzeugen. Sie können insbesondere in hochfrequenten Anwendungen mit niedriger Leistung gewünscht sein, da sie weniger Jitter aufgrund günstiger Immunität gegen thermisches Rauschen und Rauschenrückweisung der Energieversorgung haben können. Möglicherweise kann es herausfordernd sein, LCVCOs in kommerziellen Mengen herzustellen, aufgrund von, unter anderem, Abweichungen im Q-Faktor des Tanks (LC), was es schwierig macht, von Produkt zu Produkt konsistente Signalamplituden zu erreichen, als ein Ergebnis von Unterschieden im Prozess und in der Temperatur. Kleine Änderungen beim Q-Faktor können wesentliche Abweichungen bei der Amplitude hervorrufen, und in manchen Fällen werden Oszillationen nicht einmal beginnen. Demgemäß sind hierin Ausführungsformen zum Steuern (oder Kalibrieren) der Schwingungsamplitude offenbart.
  • 1 zeigt eine PLL-Schaltung, die einen LCVCO gemäß einigen Ausführungsformen verwendet. Sie weist im Allgemeinen einen Phasen-Frequenz-Detektor (PFD – Phase-Frequency Detector) 102, eine Ladungspumpe/Schleifenfilter (CP/LF – Charge Pump/Loop Filter) 104, einen VCO 106 vom LC-Typ (mit einer automatischen Amplitudensteuerschaltung 108 und einer automatischen Frequenzsteuerschaltung 110), eine Teile-durch-Zwei-Schaltung 112, eine Puffer/Pegelwandler (BLS – Buffer/Level Shifter)-Schaltung 114 und eine programmierbare Teilereinheit 116, die alle wie angegeben gekoppelt sind. (Es sei angemerkt, dass, obwohl aus Gründen der Dienlichkeit einzelne Linien verwendet werden, die tatsächlichen Signale nicht notwendigerweise derart beschränkt sind. Zum Beispiel können sie eine oder mehrere Leitungen aufweisen, so wie bei differentiellen Signalen oder bei digitalen Mehrbitsignalen).
  • Der PFD 102 empfängt ein Referenztaktsignal (RefClk) und erzeugt daraus Phasen- und/oder frequenzgerichtete Version des Referenztaktes am Ausgang (OutClk) der BLS-Schaltung 114. Er empfingt eine rückgekoppelte Version (FbClk) des erzeugten Taktes (in diesem Fall abgenommen von dem Ausgang der Teile-durch-Zwei-Schaltung) und vergleicht dessen Phase und/oder Frequenz mit der des Referenztaktes, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das die Phasen-/Frequenzdifferenz wiedergibt. In diesem Fall weist das Fehlersignal ein Up-Signal auf, das geltend gemacht wird, wenn der Referenztakt dem Rückkopplungstakt voraus ist, und ein Dn-Signal, das geltend gemacht wird, wenn der Rückkopplungstakt dem Referenztakt voraus ist. Eine Geltendmachung des Up- oder des Dn-Signals lädt oder entlädt die Ladungspumpe/Schleifenfilter 104, um in geeigneter Weise eine Steuerspannung (Vctl) des VCO zu erhöhen oder zu senken. Dies bewirkt, dass der LCVCO 106 die Phase/Frequenz seines erzeugten Taktes vergrößert oder verkleinert, um sie bezüglich der Differenz zwischen dem Referenz- und dem Rückkopplungstakt anzupassen.
  • Die automatische Frequenzsteuerschaltung 110 ist mit dem LCVCO gekoppelt, um seine Frequenz zu steuern, während die automatische Amplitudensteuerschaltung (AAC – Automatic Amplitude Control) 108 mit dem LCVCO gekoppelt ist, um die Amplitude des von ihm erzeugten Signals zu steuern. (Es sei angemerkt, dass aus Gründen der Einfachheit externe Signale, so wie Steuersignale an die AFC- und AAC-Schaltung nicht gezeigt sind, jedoch für die anpassbare Steuerung von Parameter innerhalb jeder Schaltung benutzt werden können. Zusätzlich braucht die AFC-Schaltung bei manchen Ausführungsformen nicht verwendet zu werden, abhängig von bestimmten Betrachtungen hinsichtlich der Gestaltung.) Wie hiernach diskutiert, kann bei manchen Ausführungsformen die AAC-Schaltung beim Hochfahren verwendet werden, um den LCVCO so zu steuern, dass er einen Takt mit einer bestimmten „Ziel”-Amplitude erzeugt. Sobald sie erreicht ist, kann die Amplitudensteuerschaltung 108 bei stationärem PLL-Betrieb ausgekoppelt werden, um Jitter zu verringern, der ansonsten durch Amplitudenanpassungen bei dem erzeugten Takt auftreten könnten. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Bei anderen Ausführungsformen kann er gelegentlich oder kontinuierlich aktiviert sein, abhängig von Betrachtungen zur Gestaltung und der betrieblichen Umgebung.) Das Taktsignal, das von dem LCVCO erzeugt wird, wird in die Teile-durch-Zwei-Schaltung gespeist, die einen Takt mit der halben Frequenz dessen, der von dem LCVCO erzeugt worden ist, erzeugt. Für verschiedene Vorteile hinsichtlich des Leistungsverhaltens kann dieses (oder ähnliche Ansätze) wünschenswert sein, um den LCVCO zu zwingen, bei einer höheren Frequenz zu arbeiten als der schließlich zur Verfügung gestellten Ausgangstaktfrequenz. Von hier aus wird der erzeugte Takt gepuffert und im Pegel geändert, damit er für den Einsatz bei einer gegebenen Anwendung (z. B. Taktbaumquelle (clock tree source), Kommunikationsverbindung usw.) geeignet wird.
  • 2 zeigt allgemein eine Routine, um die Amplitude des VCO mit einer Amplitudensteuerschaltung (so wie der AAC-Schaltung 108) zu steuern. Anfangs, bei 202, wird die Signalamplitude des LCVCO eingestellt (z. B. über ein Amplitudensteuersignal, so wie ein Stromquellen-Vorspannungssignal). Zum Beispiel kann sie auf einen maximalen Wert eingestellt werden, um im Wesentlichen sicherzustellen, dass der Anfangswert oberhalb eines stationären Zieles liegt, und auch, um sicherzustellen, dass der Oszillator hochfährt, selbst wenn Q-Faktoren für den Tank „im schlimmsten Fall” begegnet wird. Als nächstes, bei 204, wird festgestellt, ob die gemessene Signalamplitude des VCO kleiner oder gleich dem Zielwert ist. Wenn nicht, wird dann bei 206 die Signalamplitude des VCO verringert (z. B. dekrementiert), und die Routine schreitet zurück zu 204, um die neue Signalamplitude mit dem Ziel zu vergleichen.
  • Dieser Schleifenlauf wird fortgeführt, bis die Signalamplitude tatsächlich kleiner oder gleich dem Ziel ist. Sobald dies geschieht, geht die Routine zu 208, wo die Amplitude des VCO auf ihren gegenwärtigen Wert eingestellt wird, und die Routine wird dann typischerweise für den stationären Betrieb des PLL ausgesetzt.
  • 3 zeigt eine genauere Implementierung einer automatischen Amplitudensteuereinheit 108 für Mischsignale, die an den LCVCO 106 gekoppelt ist, gemäß einigen Ausführungsfor men. Sie weist einen Amplitudendetektor 302, einen Komparator 304, eine logische Schaltung 306, einen Zähler 308, einen ersten D/A-Wandler (DAC – D-to-A-Converter) 310, um die Signalamplitude des VCO zu steuern, und einen zweiten DAC 312, um Vref (welches die Zielamplitude einrichtet) zu steuern, auf, die alle wie gezeigt miteinander gekoppelt sind. Betriebssteuersignale (Op. Control) sind mit dem Komparator 304, der logischen Schaltung 306 und dem Zähler 308 gekoppelt, um ihren Betrieb zu steuern (z. B. zu aktivieren, rückzusetzen usw.). In ähnlicher Weise ist ein Zielsteuer (Tgt. Control)-Signal an den DAC 312 für Vref und an den Zähler 308 gekoppelt, um den Zielwert durch Vref einzustellen. Ein Steuertakt (Ctl. Clk)-Signal wird der Logik 306 zur Verfügung gestellt und zu dem Zähler 308 geleitet, um die Logik und den Zähler zu takten, und er ist typischerweise kleiner als die Frequenz des erzeugten VCO-Taktes. Zum Beispiel kann bei einem VCO-Takt in dem Bereich von 5 bis 10 GHz ein Steuertakt mit ungefähr 25 MHz verwendet werden.
  • Der VCO erzeugt ein differentielles Taktsignal, O/O#, das mit dem Amplitudendetektor 302 in der AAC-Schaltung gekoppelt ist. Die AAC-Schaltung vergleicht den Wert des oszillierenden Signals mit der Zielamplitude und steuert den LCVCO entsprechend, wobei ein angelegtes Amplitudensteuersignal (Acntl) verwendet wird. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird die Größe des oszillierenden Signals durch eine Stromquelle innerhalb des VCO gesteuert, und somit entspricht in diesem Fall das Signal Acntl einem Vorspannungssignal zum Steuern der Stromquelle, um die Amplitude des vom VCO erzeugten Signals zu steuern.
  • Der Amplitudendetektor 320 empfängt das oszillierende differentielle Signal, O/O#, und vergleicht seine Amplitude mit einer internen Spannung (die proportional zu Vref ist), um differentielle, im Wesentlichen gleichstromige, Ausgaben D und Db zu erzeugen. D und Db geben die relativen Größen von Vref und von O/O# wieder. Da Vref dem Zielwert entspricht, liefern D und Db somit Information über die relative Beziehung von Größen für die Amplituden des tatsächlichen Signals und des Zielsignals. Das heißt für die dargestellte Ausführungsform, falls D größer als Db ist, dann überschreitet die Größe von VCO den Zielwert, und umge kehrt, falls D kleiner oder gleich groß Db ist, dann ist die Signalamplitude kleiner oder gleich dem Zielwert.
  • Die Zielamplitude wird durch Vref eingestellt, welches angepasst werden kann, indem das angegebene Zielsteuer (Tgt. Control)-Signal verwendet wird. Zum Beispiel können bei DACs mit 4 Bit und einem 4 Bit-Zähler skalierbare 4 Bit-Register verwendet werden, um das Zielsteuersignal zu implementieren, um den Zielwert ebenso wie andere Parameter des Zählers einzustellen.
  • Der Komparator 306 empfängt D und Db und vergleicht ihre Größen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform, falls D größer ist Db (was angibt, dass die Größe des vom VCO erzeugten Signals größer ist als das Ziel), liefert dann der Ausgang des Komparators (CO – Comparator Output) ein logisches High. Umgekehrt, falls Db größer ist als D (was angibt, dass die Größe des Signals des VCO kleiner oder gleich dem Zielwert ist), dann gibt der Komparator ein logisches Low aus.
  • Die logische Schaltung 306 steuert den Zähler, nach oben oder nach unten zu zählen, jeweils abhängig davon, ob die Ausgabe des Komparators High oder Low ist. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist der Zähler einen Up/Down-Zähler mit 4 Bit auf, der anfänglich so eingestellt ist, dass er nur Nullen ausgibt, wenn die AAC-Schaltung initiiert wird. Die logische Schaltung steuert den Zähler hinaufzuzählen, wenn D größer ist Db, was angibt, dass die Größe des erzeugten Taktes größer ist als das Ziel. Bei der veranschaulichten Ausführungsform bewirkt dies, dass der DAC 410 des VCO (der anfänglich auf einen maximalen oder ansonsten hohen Wert gesetzt ist) eine niedrigere Spannung (Acntl) ausgibt. Da die Spannung Acntl eine Stromquelle in dem VCO steuert, die proportional zu der Größe eines erzeugten Signals ist, führt dies dazu, dass die Signalamplitude des VCO abnimmt.
  • Andererseits, sobald Db größer oder gleich D ist (was angibt, dass die Schwingungsgröße des VCO unmittelbar unter dem Zielwert liegt), gibt der Komparator ein Low aus. Dies bewirkt, dass die Logik 306 den Zähler 308 so steuert, dass er ein Inkrement hinunter (oder zurück) zählt. Bei manchen Ausführungsformen „friert” die logische Schaltung 306, sobald dieses geschieht, den Zähler ein und sperrt im Wesentlichen den Ausgang des DAC 310 des VCO, um die Schwingungsgröße des VCO auf ihrem gegenwärtigen Wert zuhalten, der typischerweise leicht oberhalb oder unterhalb dem Zielwert (ausreichend nahe daran) liegt, abhängig von der bestimmten Implementierung der logischen Schaltung.
  • 4 zeigt eine genauere Implementierung einer Amplitudenerfassungsschaltung 320 gemäß einigen Ausführungsformen. Sie weist im Allgemeinen eine Vorspannungsschaltung 402, Widerstände R1, R2, R3, NMOS-Transistoren N1–N7 und Kondensatoren C1 auf, die alle wie gezeigt gekoppelt sind. Anpasstransistoren N1–N4, ein Transistor N6 und Widerstände R2 bilden einen Differentialverstärker, wobei der Transistor N6 als seine gemeinsame Stromquelle arbeitet. Ein erstes (Signal-)Seitenbein ist aus in Reihe geschalteten Widerständen R2 gebildet, die mit parallel geschalteten Transistoren N1 und N2 gekoppelt sind. Der Db-Knoten (von den Gleichstromgrößenknoten D/Db) befindet sich an den Senken von N1 und N2, während ein Signal des VCO über Widerstände R3 und Kondensatoren C1 an ihre Gatter wechselstrommäßig gekoppelt ist. Ein Gleichtakt-Anpassknoten Vcm befindet sich an dem Übergang der Widerstände R1, wie gezeigt. Bei manchen Ausführungsformen wird der Wert von Vcm so gesetzt, dass er unmittelbar über den Schwellen (VT)-Werten der N-Transistoren N1–N4 liegt.
  • Das andere (Referenz-)Seitenbein ist aus in Reihe geschalteten Widerständen R2 gebildet, die mit parallel geschalteten Transistoren N3 und N4 gekoppelt sind. Der D-Knoten (von den Gleichstromgrößenknoten D/Db) liegt an den Senken von N3 und N4, während ihre Eingänge an ein Vorspannungssignal Vrefdiff gekoppelt sind, das Vref (der Zielgröße) entspricht, welches von der Vorspannungsschaltung 402 kommt. Vrefdiff entspricht Vref, angepasst bezüglich Variationen der Parameter usw.
  • Der Differentialverstärker dient dazu, die Größe von O/O# mit der von Vrefdiff (Ziel) zu vergleichen. Wenn die Größe von O/O# größer als die Zielamplitude ist, dann arbeitet das erste (Signal-)Bein stärker und Db wird kleiner als D. Umgekehrt, wenn O/O# kleiner ist als die Zielamplitude, dann arbeitet das zweite (Referenz-)Bein stärker und Db wird größer als D. Demgemäß sollte Vrefdiff einen solchen Wert haben, dass er N3 und N4 auf solche Werte treibt, dass, wenn O/O# oberhalb des Zielwerts liegt, Db kleiner ist D, und wenn es unter dem Zielwert liegt, Db größer ist als D.
  • Die Vorspannungsschaltung 402, die Widerstände R1 und die Transistoren N5 und N7 bilden einen Vorspannabschnitt, um geeignete Werte für Vrefdiff, Nbias-AD und Vcm zur Verfügung zu stellen. Die Vorspannungsschaltung 402 kann Schaltung aufweisen, die auf dem Gebiet bekannt ist, um Vrefdiff und Nbias-AD bezüglich Variationen in Prozess, Spannung und Temperatur (PFT-Process, Voltage, Temperature) kompensiert sind. Vrefdiff und Nbias werden beide basierend auf Vref erzeugt, wobei Vrefdiff = Vref + C, wobei C eine PVT-abhängige Konstante ist. Im Hinblick auf die Gleichtaktspannung (Vcm) sollen R1, N5 und N7 so konfiguriert sein, dass Vcm auf einem geeigneten Wert ist. Wie oben angesprochen kann er bei manchen Ausführungsformen so eingestellt werden, dass er nahe an oder gerade über den Schwellenwerten der Transistoren des Differentialverstärkers ist.
  • 5 zeigt eine logische Schaltung 306 gemäß einigen Ausführungsformen. Sie weist im Allgemeinen Flip-Flops vom D-Typ: U1–U3, U9; NOR-Gatter: U4, U7, U8, U11, U14; NAND-Gatter: U5, U6; und Invertierer: U10, U121, U13 auf, die alle miteinander wie gezeigt gekoppelt sind. Die logische Schaltung steuert stabil Up- und Down-Befehle an den Zähler und sie stellt eine selbsteinfrierende Funktion zur Verfügung, um die Anpassung der Signalgröße des VCO zu deaktivieren, sobald sie befriedigend nahe am Zielwert ist.
  • Bei der veranschaulichten Ausführungsform gibt es mehrere Eingangs- und Ausgangssignale. Ein Steuertakt (Ctl Clk) ist so gekoppelt, dass er die Flip-Flops U1 – U3 treibt. Dies ist derselbe Takt, der für den Zähler verwendet wird. Ein Rücksetzsignal (RESETB, active Low) ist auch mit diesen Flip-Flops gekoppelt, ebenso wie mit dem Flip-Flop U9 durch U13 und U14, um die Flip-Flops rückzusetzen (Low) z. B. beim Hochfahren. Die Ausgabe (CO) aus dem Komparator legt fest, ob der Zähler herauf, herunter, überhaupt nicht zählen soll oder in einem Selbsteinfriermodus sein soll. Eine ACC-Freigabe (ACC EN) ist vorgesehen, um die Schaltung zu aktivieren (High) oder zu deaktivieren (Low) und den Zähler beim Zählen anzuhalten. (Man bemerke, dass falls AAC deaktiviert ist, die Amplitude des VCO durch das Signal Tgt. Control) eingestellt werden kann. Ein AAC-Einfriersignal (AACFZDIS) ist vorgesehen, um die Selbsteinfrierfunktion zu deaktivieren, wenn es High ist.
  • Um den Zähler zu steuern, liefert die logische Schaltung ein Up-Befehlssignal (Upc) und ein Down-Befehlssignal (Dnb). Wenn beide Signale Upc und Dnb High sind, zählt der Zähler hinauf. Umgekehrt, wenn beide Signale Low sind, zählt er herunter. Wenn ein Signal Low ist und das andere High ist, zählt er weder nach oben noch nach unten und bleibt bei seinem letzten Zählwert (z. B. wenn Upc Low ist und Dnb High ist, dann gibt es keine Änderung).
  • Die Ausgabe (CO) aus dem Komparator wird an die Eingänge von U1, dem NOR-Gatter U4 und dem NAND-Gatter U5 gekoppelt. Wie oben angesprochen, soll wenn CO High ist, der Zähler hinauf zählen, und wenn es Low ist, soll der Zähler herabzählen. Wenn CO auf High geht, (z. B. nach dem Hochfahren, wenn die Signalgröße größer ist als der Zielwert), geht Dnb auf High. Dies bewirkt auch, dass die Takteingabe des D-Flip-Flops U9 Low wird. Wenn die AC-Freigabe (ACC-EN) geltend gemacht wird (High) und die CO High bleibt, dann geht nach drei Taktzyklen U5 auf Low, was bewirkt, dass Upc auf High geht. Da Dnb bereits High ist, bewirkt dies, dass der Zähler hochzählt (z. B. aus seinem Anfangszustand mit allen Nullen).
  • Wenn das Signal CO auf Low geht, geht das Signal Upc auf Low. Wenn das Signal CO über drei aufeinander folgende Taktzyklen Low gewesen ist, dann geht Dnb ebenfalls auf Low. Dies bewirkt, dass der Zähler einen Schritt herabzählt. Man bemerke, dass, damit der Zähler hinauf oder herabzählt, das Signal CA über drei aufeinander folgende Taktzyklen konsistent sein muss, da die Änderung nicht auftritt, bis es auf die Ausgabe von U3 getaktet ist. Dies dient als ein „Filter”, um bei CO Rauschen herauszufiltern. Wenn zum Beispiel D nahe bei Db ist, kann das Rauschen in dem Komparator bewirken, dass die Ausgabe „zurückprallt”. Dieses Rauschen jedoch sollte den Zähler nicht fehlleitend beeinflussen, da ein Zustand über drei aufeinander folgende Zyklen bei CO vorliegen muss, um die Signale Upc und Dnb zu beeinflussen.
  • Wenn das Signal (AACFZDIS) auf dem Taktzyklus nicht geltend gemacht wird (Low), nachdem Upc und Dnb Low sind, geht die Ausgabe von U8 auf High, was eine High durch zu der Ausgabe von U9 taktet (selbsteinfrierend). Dies bewirkt, dass die Ausgabe von U11 auf High geht, was bewirkt, dass Dnb auf High geht und Upc auf Low geht. Dieses „friert” den Zähler ein, ebenso wie U9, um den Zähler in diesem Zustand zu halten, bis die Schaltung rückgesetzt wird. Dieses Merkmal kann wünschenswert sein, insbesondere in gegen Jitter empfindlichen PLL-Anwendungen, da die ACC die Größe des VCO nicht ändert, nachdem das Selbsteinfrieren aktiviert ist, was Jitter in dem PLL reduzieren kann.
  • Der Betrieb der Schaltung gemäß einigen Ausführungsformen wird nun kurz beschrieben. Vor dem Hochfahren wird jedes Flip-Flop (und der Zähler) auf Low zurückgesetzt. Dieses entspricht einer maximalen Signalamplitude des VCO für „schnelles” Hochfahren. Wenn die Amplitude größer sein wird (oder typischerweise größer sein wird) als der Zielwert, wird Upc High sein und Dnb wird High sein. Der Zähler wird sich nach oben bewegen, bitweise, bis die Signalamplitude etwas geringer ist als der Zielwert. Wenn die Amplitude geringer ist als der Zielwert, geht Upc auf Low und der Zähler beendet das Hochzählen. Wenn die Ausgabe des Komparators über drei aufeinander folgende Taktzyklen Low bleibt, geht Dnb von High auf Low, was eine klebrige Eins an dem Selbsteinfrierausgang (U9 Out) auslöst. Diese setzt Upc auf Low und Dnb auf High, was bewirkt, dass der Zähler bei einem gewünschten Wert bleibt. Man bemerke, dass in einem Fall, bei der die anfängliche maximale Amplitude kleiner ist als der Zielwert (dies kann passieren, wenn der Zielwert sehr hoch gesetzt ist oder wenn das Q für den Tank bei einem gegebene Chip viel kleiner ist als erwartet), die Steuerschleife den Zähler bei Null halten wird und der LCVCO die maximale Amplitude ausgibt.
  • Mit Bezug auf 6 ist ein Beispiel eines Computersystems gezeigt. Das veranschaulichte System weist im Allgemeinen einen Prozessor 602 auf, der mit einer Energieversorgung 604, einer drahtlosen Schnittstelle 608 und einem Speicher 606 gekoppelt ist. Er ist mit der Energieversorgung 604 gekoppelt, um von ihr Energie zu erhalten, wenn er im Betrieb ist. Die drahtlose Schnittstelle 608 ist mit einer Antenne 609 gekoppelt, um den Prozessor durch den drahtlosen Schnittstellenchip 608 mit einem Drahtlos-Netzwerk (nicht gezeigt) zur Kommunikation zu verbinden. Der Mikroprozessor 602 weist einen oder mehrere amplitudengesteuerte VCO-Schaltungen 603 vom LC-Typ auf. Zum Beispiel kann er einen PLL mit solcher Schaltung aufweisen, um eine Kommunikationsverbindung mit dem Speicher 606 zu implementieren.
  • Es sollte angemerkt werden, dass das veranschaulichte System in verschiedenen Formen implementiert werden könnte. Das heißt, es könnte in einem Einzelchipmodul, einer Schaltkarte oder einem Chassis mit mehreren Schaltkarten implementiert werden. Ähnlich könnte es einen oder mehrere vollständige Computer bilden oder als Alternative könnte es eine Komponente bilden, die innerhalb eines Verarbeitungssystems hilfreich ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann mit Modifikation und Änderung innerhalb des Gedankens und Umfang der angefügten Ansprüche in die Praxis umgesetzt werden. Zum Beispiel sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung zur Verwendung mit allen Typen von Halbleiterchips mit integrierter Schaltung („IC”) anwendbar ist. Beispiele für diese IC-Chips umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Prozessoren, Controller, Chipsatz-Komponenten, programmierbare logische Anordnungen (PLA – Programmable Logic Arrays), Speicherchips, Netzwerkchips und dergleichen.
  • Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass beispielhafte Größen/Modelle/Werte/Bereiche angegeben worden sein können, obwohl die vorliegende Erfindung auf diese nicht beschränkt ist. Da Herstellungstechniken (z. B. Fotolithografie) über die Zeit reifen, wird erwartet, dass Baugruppen mit geringerer Größe hergestellt werden könnten. Zusätzlich können gut bekannte Energie/Masse-Verbindungen zu IC-Chips und andere Komponenten in den Figuren wegen der Einfachheit der Veranschaulichung und Diskussion und um nicht die Erfindung zu verschleiern, gezeigt sein oder nicht. Weiter können Anordnungen in Blockschaubildform gezeigt sein, um das Verschleiern der Erfindung zu vermeiden, und auch im Hinblick auf die Tatsache, dass bestimmte Einzelheiten mit Bezug auf die Implementierung solcher Blockschaubildanordnungen stark von der Plattform abhängig sind, in der die vorliegende Erfindung implementiert werden soll, d. h. solche bestimmten Einzelheiten sollten im Bereich eines Fachmanns liegen. Wenn bestimmte Einzelheiten (z. B. Schaltungen) aufgeführt sind, um beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung zu beschreiben, sollte es einem Fachmann deutlich sein, dass die Erfindung ohne oder mit Abänderung dieser bestimmten Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden kann. Die Beschreibung soll daher als veranschaulichend und nicht als beschränkend betrachtet werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Offenbart werden Schaltungen und Verfahren, um die Amplitude eines Signals zu steuern, das von einem VCO erzeugt wird.

Claims (20)

  1. Chip, der aufweist: einen VCO, um ein Schwingungssignal mit einer Amplitude zu erzeugen; und eine Amplitudensteuerschaltung, um die Signalamplitude zu steuern, wobei die Schaltung die Signalamplitude mit einer Zielamplitude vergleicht und die Signalamplitude so anpasst, dass sie ausreichend nahe an der Zielamplitude ist.
  2. Chip nach Anspruch 1, bei dem die Amplitudensteuerschaltung eine Amplitudendetektorschaltung aufweist, um ein oder mehrere im Wesentlichen gleichstromige Signale zu erzeugen, die Amplituden haben, welche den Amplituden des Signals des VCO und des Zieles entsprechen.
  3. Chip nach Anspruch 2, bei dem die Amplitudendetektorschaltung einen differentiellen Verstärker aufweist, der ein Signalbein mit Strom entsprechend der Signalgröße und ein Referenzbein mit Strom entsprechend der Zielamplitude hat.
  4. Chip nach Anspruch 3, bei dem das Signalbein wenigstens einen Transistor mit einem Eingang, der an das Signal des VCO gekoppelt ist, aufweist.
  5. Chip nach Anspruch 4, bei dem das Signal des VCO differentiell ist und das Signalbein des Amplitudendetektors einen ersten und einen zweiten Transistor, die parallel gekoppelt sind, aufweist, wobei die Eingänge mit dem differentiellen Signal des VCO gekoppelt sind.
  6. Chip nach Anspruch 1, bei dem die Amplitudensteuerschaltung ein Selbsteinfriermerkmal aufweist, um das Steuern der Signalamplitude auszusetzen, sobald sie ausreichend nahe an der Zielamplitude ist.
  7. Chip nach Anspruch 1, bei dem die Amplitudensteuerschaltung einen Zähler, um die Signalamplitude des VCO zu steuern, und eine logische Schaltung, um den Zähler an sprechend auf die relative Größe der Signalamplitude im Vergleich mit der Zielamplitude zu steuern, aufweist.
  8. Chip nach Anspruch 7, bei dem die logische Schaltung eine Filterschaltung aufweist, um Rauschen aus einem Vergleichssignal herauszufiltern, das den Vergleich zwischen den relativen Größen von Signal- und Zielamplitude angibt.
  9. Chip nach Anspruch 8, bei dem die Filterschaltung eine oder mehrere kaskadierte Flip-Flops aufweist, die zwischen das Vergleichssignal und Steuersignale des Zählers gekoppelt sind, um das Zählen des Zählers zu steuern.
  10. Chip nach Anspruch 9, bei dem die logische Schaltung eine Selbsteinfrierschaltung aufweist, um beim Zähler das Zählen zu beenden und seinen Wert zu halten, wenn die Signalamplitude der Zielamplitude ausreichend nahe ist.
  11. Chip nach Anspruch 1, bei dem der VCO ein VCO vom LC-Typ ist.
  12. Verfahren zum Steuern der Amplitude eines Signals, das von einem VCO erzeugt wird, das aufweist: Setzen der Signalamplitude des VCO auf einen hohen Wert; und Verringern der Signalamplitude, bis sie einer Zielamplitude geeignet nahe ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Vorgang des Einstellens der Amplitude auf einen hohen Wert das Einstellen derselben auf einen maximalen Wert aufweist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Vorgang des Verringerns Dekrementieren aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, das das Bestimmen, ob die Signalamplitude größer ist als die Zielamplitude, aufweist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Vorgang des Bestimmens, ob die Signalamplitude größer ist als die Zielamplitude, das Erzeugen eines Gleichstromsignals mit einer Amplitude, die der Amplitude des Signals des VCO entspricht, aufweist.
  17. Computersystem, das aufweist: einen Prozessor mit einer oder mehreren PLL-Schaltungen, jede mit einem VCO, um ein Schwingungssignal mit einer Amplitude zu erzeugen und eine Amplitudensteuerschaltung, um die Signalamplitude zu steuern, wobei die Schaltung die Signalamplitude mit der Zielamplitude vergleicht und die Signalamplitude so anpasst, dass sie ausreichend nahe an der Zielamplitude ist; eine Antenne, die mit dem Prozessor gekoppelt ist; und Speicher, der mit dem Prozessor gekoppelt ist, um ihn mit einem zusätzlichen Speicher mit wahlfreiem Zugriff auszustatten.
  18. System nach Anspruch 17, bei dem die Amplitudensteuerschaltung eine Amplitudendetektorschaltung aufweist, um ein oder mehrere im Wesentlichen gleichstromige Signale zu erzeugen, die Amplituden haben, welche den Amplituden des Signals vom VCO und des Ziels entsprechen.
  19. System nach Anspruch 17, bei dem die Amplitudensteuerschaltung ein Selbsteinfriermerkmal aufweist, um das Steuern der Signalamplitude auszusetzen, sobald sie ausreichend nahe an der Zielamplitude ist.
  20. System nach Anspruch 17, bei dem die Amplitudensteuerschaltung einen Zähler aufweist, um die Signalamplitude des VCO zu steuern, und eine logische Schaltung, um den Zähler entsprechend der relativen Größe der Signalamplitude im Vergleich mit der Zielamplitude zu steuern.
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