TW527778B - Phase lock loop circuit and wireless communication terminal machine - Google Patents

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TW527778B
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Taizo Yamawaki
Satoshi Tanaka
Norio Hayashi
Kazuo Watanabe
Robert Astle Henshaw
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Hitachi Ltd
Ttp Communications Ltd
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527778 A7 B7 五、發明説明（1 ) 【發明所屬之技術領域】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於適用在將I F (中間頻率）信號頻率轉 換爲R F (無線頻率）信號之鎖相迴圏電路之收斂的高速 化有效之技術。 【習知技術】 被使用於移動體通訊終端之發訊機存在有幾種之方式 。最爲一般者係以調制器將基頻信號轉換爲I F (中間頻 率）信號，將其以混頻器轉換爲由天線應發訊頻率之混頻 器方式。此外，存在代替該方式之混頻器，使用鎖相迴圈 電路以做頻率轉換之P L L方式。P L L方式雖有只可處 理定振幅調制之缺點，但是具有與混頻器方式相比可以大 幅降低發訊雜訊之特長，主要被使用於G S M ( Global System for Mobile communications)系統之無線通訊終端 機器。其動作原理之詳細例如被記載於：IEEE journal of solid-state circuits Vol.32，Νο·12，pp.2089-2096,”A2.7-V GSM RF Transceiver IC”。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 2係顯示該P L L方式被使用之鎖相迴圈電路之 一例圖。該鎖相迴圈電路係由：電流輸出型相位比較器 1 0 0，以及定電流源1 0 1，以及混頻器1 〇 5 ’以及 低通濾波器（L P F ) 1 0 3，以及電壓控制振盪器 1 0 4，以及開關（S W ) 1 〇 2所構成。在以下之說明 中，VC0 1 04假定爲具有正感度者。LPF1 03 — 般係使用由圖1 2所示之被動元件所形成之2次L P F。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -4- 527778 A7 B7 五、發明説明（2 ) 又，控制信號L〇G I C 1被給予S W 1 〇 2。 L〇G I C 1爲〇之情形，S W 1 0 2成爲開放狀態， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) L〇G I C 1爲1之情形，S W 1 0 2係短路於接地。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電流輸出型相位比較器1 〇 〇不是相位頻率比較器而 係使用可以高速動作之混合型之相位比較器。藉由此’可 以提升發訊機之頻率構成的自由度。相位比較器的缺點爲 :2個之輸入的頻率差大之情形，輸出電壓由於 L P F 1 0 3而被抑壓，不傳達於V C〇1 0 4。即，由 於在收斂初期階段之V C〇1 0 4之輸出頻率，該鎖相迴 圈電路無法收斂。爲了解除此缺點，定電流源1 〇 1與 S W 1 〇 2被接續著。在該鎖相迴圏電路收斂前，一定使 S W 1 〇 2接續於接地，使V C 0 1 0 4之輸入電位設定 爲接地電位。之後，開放S W 1 0 2，開始收斂。電流輸 出型相位比較器1 0 0之輸出即使不傳達於V C〇1 〇 4 之情形，藉由定電流源1 0 1充電L P F 1 0 3之電容， V C ◦ 1 〇 4之輸入電位上升。藉由此，可以使電流輸出 型相位比較器1 0 0之2個輸入頻率接近。該輸入頻率如 十分接近，電流輸出型相位比較器1 0 0之輸出傳達於 VC〇1〇4，收斂成爲可能。 G S Μ 系統係使用 T D MA (Time Division Multiple Access)方式。1 訊框爲 1 20/26ms ，由 1 5/ 2 6 m s之8個的時間槽構成。使用1槽於接收，其它之 1槽於發訊。圖1 3係顯示終端之發收訊定時（tuinng ) 之一例。在此例中，將時間槽1分配於接收，時間槽4分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -5- 527778 Α7 Β7 五、發明説明（3 ) 配於發訊。發收訊間隔爲2個之時間槽。但是，考慮由終 端對基地局之傳播延遲，發訊提早進行最大3 0 2 4 / (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 3 // s之定時提早份。 利用前述之習知的鎖相迴圈電路與圖1 4所示之定時 圖說明前述P L L方式依循前述之G SM之TDMA動作 而如何地動作。爲了說明之方便上，設電流輸出型相位比 較器1 0 0之輸入的中心頻率爲2 7 Ο Μ Η z ，設被輸入 混頻器1 0 5之局發信號L0之頻率爲1 1 8 ΟΜΗζ。 又，VC〇1 0 4之輸入感度爲正，設輸入電位0V時之 輸出頻率爲8 5 0 Μ Η z。終端不是發訊定時之情形，1 被輸入L〇G I C 1，電流輸出型相位比較器1 〇 〇之輸 出成爲0V。藉由此，被儲存在L PF 1 〇 3之電容之電 荷被放電，V C〇1 0 4之輸入電位也成爲0V。因此， VC 0 104之輸出頻率成爲850MHz。一成爲時刻 t 1 ，0被輸入L〇G I C 1 ，S W 1 0 2成爲開放狀態 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 。此時之混頻器1 0 5之輸出頻率成爲8 5 ΟΜΗ z與 118 0 MHz之和與差，即成爲2030MHz與 3 3 0 Μ Η z 。和成分以L P F 1 0 3被抑壓，無助於收 斂之故，此處只考慮差成分。因此，電流輸出型相位比較 器1〇0之輸出頻率成爲3 3 0 — 2 7 0 = 6 01^1^2。 使用於G S Μ系統之情形，一般該鎖相迴圈電路之頻道被 設計爲約1 Μ Η ζ之故，混頻器1 0 5之輸出信號以 L P F 1 0 3被充分壓抑，無助於對前述電容器之電荷儲 存。即，成爲反饋切斷狀態。但是，藉由由定電源源 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -6- 527778 A7 B7 五、發明説明（4 ) 1 〇 1來之定電流，電荷被儲存在該電容器， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) VC01 04之輸入電位上升。其結果爲：VC〇1 04 之輸出頻率由8 5 0MHz上升。VC〇1 〇 4之輸出頻 率例如考慮上升至9 0 8 Μ Η z之情形。此時，電流輸出 型相位比較器1 0 0之輸出頻率成爲2 Μ Η ζ。因此， L P F 1 〇 3之壓抑度減少，可以有助於對前述電容器之 電荷儲存。即，反饋回復。由於反饋回復，該鎖相迴圈電 路最終收斂，V C ◦ 1 0 4之輸出頻率成爲1 1 8 0 - 2 7 〇 = 9 1 0 Μ Η ζ。收斂必須比發訊期間之開始時刻 t 2還早完了。在發訊期間終了之時刻，1被輸入 LOGIC1 ，再度使VC0104之輸入電位爲0V， 準備下一發訊期間。 圖1 5係顯示上述收斂過程之VCO 1 〇 4之輸入電 位之變化之一例。至時刻t 1爲止，該輸入電位爲〇 V。 在時刻t 1 ，S W 1 0 2成爲開放，該輸入電位直線地開 始上升。該上升之斜度主要由：定電流源1 〇 1之輸出電 流I 1 ，以及L P F 1 0 3之總電容c所決定，以I 1 / 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C所賦予。之後，回復反饋，完了收斂。如設 VC〇104之感度爲Kv、該輸入電位0V時之 VC0 1 〇4的輸出頻率爲ί 〇、收斂時之VC〇1 04 的輸出頻率爲f 1，收斂時之該輸入電位V 1由數式1所 給予。 VI 二（fl-fO)/Kv …（數式 1) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527778 A7 B7 五、發明説明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該鎖相迴圈電路之收斂時間t s可以藉由該輸出電流 I 1 ’該總電容C被充電爲V 1之時間近似之，t s以數 式2所給予。
Ts = (fl-fO)/Kv · C/I1 …（數式 2) 因此，f 1愈高，收斂時間愈長。例如，在G S Μ系 統中，收斂於發訊頻率之最高頻率9 1 5 Μ Η ζ時，收斂 時間最長。 近年來，高速資料通訊服務之要求急速提高。伴隨此 ，於G S Μ系統中，改善習知之資料率的方式有被提案幾 個，進行朝向實用之檢討。其一爲G P R S ( General
PacketRadioService) 。GPRS 如圖 1 6 所示般地，係 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉將複數的時間槽分配於發訊或接收，以提高資料率之方 式。如比較圖1 3與圖1 6可以明白，在GPRS中，前 述鎖相迴圈電路可以使用於收斂之時間與習知的G S Μ相 比，約成爲一半。因此，需要縮短前述鎖相迴圏電路之收 斂時間。 【發明欲解決之課題】 如前述般地，習知的鎖相迴圈電路之收斂時間t s由 數式2所給予。在縮短t s上，需要變更被包含在數式2 之參數。一般V C〇1 0 4以模組構件而被供給之故，其 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -8- 527778 A7 B7 五、發明説明（6 ) 之特性値f 0與K v係固定値。又，I 1 / C由於以下之 1 ) 2 )所示之限制，要自由變更有困難。1 )電流輸出 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 型相位比較器1 0 0之輸出電流與C之比係藉由系統參數 之調制頻帶寬幅或容許雜訊量而決定。2 )藉由該輸出電 流與I 1之比，決定該鎖相迴圏電路之收斂安定性。即， 在習知的鎖相迴圈電路之情形，一面滿足前述之限制，一 面縮短收斂時間有困難。 因此，本發明之目的在於：一面滿足前述之限制，一 面可以縮短習知的鎖相迴圏電路的最大收斂時間。 本發明之前述以及其它目的與新的特徵，由本詳細說 明書之記述以及所附圖面理應可以變淸楚。 【解決課題用之手段】 在本申請案所揭示之發明中，如簡單說明代表性者， 則如下述。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了達成上述目的，本發明之鎖相迴圈電路係一種至 少包含：電流輸出型相位比較器，以及低通濾波器，以及 V C 0之鎖相迴圏電路，在收斂開始前，設該V c 0之輸 入電位爲0 V，在該鎖相迴圈電路之收斂頻率比設定頻率 低之情形，使該輸入電位由0 V至收斂電位爲止，藉由 P L L反饋迴圈使之收斂，在該收斂頻率比該設定頻率高 之情形，首先，不使用該P L L反饋迴圏，使該輸入電位 由0V上升至電源電壓爲止，之後，藉由該P L L反饋迴 圈使該輸入電位由該電源電壓至收斂電位爲止地收斂。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 527778 A7 _ B7 五、發明説明（7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又’作爲達成上述目的用之其它的動作，本發明之 鎖相迴圈電路係一種至少包含：電流輸出型相位比較器， 以及低通濾波器，以及v C 0之鎖相迴圈電路，在收斂開 始則’設該V C 0之輸入電位爲電源電位，在該鎖相迴圈 電路之收斂頻率比設定頻率高之情形，藉由P L L反饋迴 圈使該輸入電位由該電源電壓至收斂電位爲止地收斂，在 該收斂頻率比設定頻率低之情形，首先，不使用該p L L 反饋迴圈，使該輸入電位由該電源電壓降低至〇 V爲止， 之後’藉由該P L L反饋迴圈使該輸入電位由〇 v至收斂 電位爲止地收斂。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又’爲了達成上述目的，本發明之鎖相迴圏電路的構 成係具備·輸出比例於第1輸入信號與第2輸入信號之相 iu差之fg號的電流輸出型相位比較器，以及被接續於該電 流輸出型相位比較器之輸出端之L P F，以及被接續於該 L P F之輸出端之V c ◦，以及被接續於該V C〇之輸出 端’輸出第2信號之混頻器，以及於該電流輸出型相位比 較器之輸出端輸出定電流之第1與第2定電流源，以及由 該電流輸出型相位比較器之輸出端吸收定電流之第3定電 流源’以及被接續於該電流輸出型相位比較器與接地之間 之第1開關，具有控制該第1、第2、第3定電流源之導 通、關閉與該第1開關之開放、短路之手段。 又，作爲達成上述目的用之其它構成，係於該本發明 之鎖相迴圈電路中，將該第2定電流源置換爲被接續於該 電流輸出型相位比較器之輸出端與電源電位之間之第2開 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 527778 A7 B7 五、發明説明（8 ) 關，追加控制該第2開關之導通、關閉之手段。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，作爲達成上述目的用之其它的構成，係於該本發 明之鎖相迴圈電路中，將該第1與第2定電流源置換爲可 變電流源，追加控制該可變電流源之導通、關閉與輸出電 流値之手段。 又，本發明之無線通訊終端機器係具有：基頻電路， 以及第1基頻信號由該基頻電路被輸入之調制器，以及被 接續於該調制器之輸出的鎖相迴圈電路，以及被接續於該 鎖相迴圏電路之輸出的電力放大器，以及於該基頻電路輸 出第2基頻信號之接收電路，以及天線，以及該天線與該 接收電路之輸入與該電力放大器之輸出被接續之天線開關 ，該基頻電路輸出無線通訊終端機器之動作的控制信號之 無線通訊終端機器，其特徵爲：該鎖相迴圈電路係由前述 記載之鎖相迴圈電路所形成。又，該選擇器爲天線開關或 收發自動轉換開關（duplexer )。 【發明之實施形態】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下，利用圖面詳細說明本發明之實施形態。又’於 說明實施形態用之全圖中，對同一構件賦予同一標號’省 略其之重複說明。進而，關於與在習知技術說明之內容重 複部份的說明也省略。 圖1係顯示本發明之鎖相迴圈電路之第1實施形態之 構成圖。 本發明之鎖相迴圈電路係由··電流輸出型相位比較器 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 527778 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 1〇0 ，以及定電流源1〇1 、2 0 0、2 0 1 ，以及混 頻器105 ，以及LPF10 3 ，以及VCO104 ，以 及s E 1 0 2所構成。定電流源1 〇 1與2 0 0之輸出電 流爲相同之値（I 1 = I 2 )。又，定電流源2 0 1之輸 出電流I 3比定電流源1 〇 1與2 0 0還大，例如，5〇 倍之値。於以下之說明中，假定V C Ο 1 0 4爲具有正感 度者。控制信號L 0 G I C 1被給予S W 1 0 2。在 L〇G I C 1爲0之情形，S W 1 〇 2成爲開放狀態，在 L〇G I C 1爲1之情形，S W 1 〇 2成爲短路於接地。 又，控制信號L Ο G I c 2、3、4分別被給予定電流源 1〇1、20〇、201。在乙〇〇1〇2、3、4爲0 之情形，L〇G I C被輸入之定電源流分別成爲關閉，在 1之情形，分別成爲導通。 電流輸出型相位比較器1 0 〇、混頻器1 0 5、 SW1〇2 、LPFl〇3 、VC〇l〇4之動作與前述 之習知的鎖相迴圈電路相同。 該鎖相迴圏電路有2種動作模式。利用圖2、3、4 、5以及6說明該動作模式之一例。圖2係不使用定電流 源2 0 0與2 0 1之動作模式1之定時圖。在非發訊期間 的時刻t 4中，使L〇G I C 1由1成爲〇 ，使 S W 1 〇 2由短路狀態成爲開放狀態。又，使 L〇G Ϊ C 2由0成爲1 ，使定電流源1 〇 1由關閉成爲 導通。L 0 G I C 3與4經常爲0，使定電流源2 0 0與 2 0 1經常爲關閉。動作模式1之該鎖相迴圈電路的動作 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-12- 527778 A7 B7 五、發明説明（10) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 與前述之習知的鎖相迴圈電路的動作相同，收斂頻率愈高 ’收斂時間愈長。發訊期間如終了，L〇G I C 1由0成 爲1 ，使S W 1 〇 2由開放狀態成爲短路狀態。又，使 LOG I C2由1成爲0，使定電流源1 0 1由導通成爲 關閉，準備下一次之發訊期間。 圖3係顯示動作模式1之V C〇1 〇 4之輸入電位的 變化之一例。收斂過程與習知之鎖相迴圈電路相同。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖4係不使用定電源源1 0 1之動作模式2之定時圖 。使L〇G I C 2經常爲◦，使定電源流1 0 1經常爲關 閉。在非發訊期間之時刻t 5中，使L〇G I C 1由1成 爲0，使S W 1 0 2由短路狀態成爲開放狀態。又，使 L0GIC3由0成爲1 ，使定電流源201由關閉成爲 導通。藉由定電流源20 1之輸出大電流，LPF 103 之電容被高速充電，VC0 1 〇 4之輸入電位急速上升至 最大電位爲止。該最大電位藉由定電流源2 0 1之電源電 壓所決定。之後，在時刻t 6中，使L〇G I C 3由1成 爲0，使定電流源2 0 1由導通成爲關閉。又，使 L〇G I C 4由0成爲1 ，使定電流源2 0 0由關閉成爲 導通。藉由定電流源200，被儲存在LPF 10 3之電 荷被放電，V C〇1 0 4之輸入電位由該最大電位下降， 最終收斂於收斂頻率。在此情形，收斂頻率愈高，收斂時 間變得愈短。發訊期間一終了，L〇G I C 1由1成爲1 ，使S W 1 〇 2由開放狀態成爲短路狀態，。又，使 乙〇0104由1成爲〇，使定電流源200由導通成爲 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -13- 527778 A7 五、發明説明（Μ 關閉，準備下一次之發訊期間。 圖5係顯示動作模式2之V C 變化之一例。至時刻t 5爲止，該 刻t 5，S W 1 〇 2成爲開放，該 升。該上升之斜度主要由：定電流 I 3以及L P F 1 〇 3之總電容C 予。如前述般地，I 3例如爲I 1 升之斜度成爲藉由該動作模式1之 / C之5 0倍。即，該輸入電位以 電位爲止。一成爲時刻t 定電 定電源流2 0 0開始動作。藉由該 入電位開始直線地下降。該下降之 2 0 0之輸出電流I 2與該C所決 。之後，該鎖相迴圈電路回復反饋 1之收斂時間t s 1與習知的鎖相 。動作模式2之收斂時間t s 2如 該輸入電位爲最大電位時之V C〇 f 2，由數式3所給予。 〇10 4 輸入電位 輸入電位 源2 0 1 決定，以 之5 0倍 I 1所決 非常高速 流源2 0 定電流源 斜度主要 定，以I ，完了收 迴圈電路 設t d二 1 0 4之 的輸入 爲0 V 開始直 之輸出 13/ 大之故 定之斜 地上升 1成爲 2 0 0 由定電 2 / C 斂。動 同樣地 t 6 -輸出頻 電位的 。在時 線地上 電流 C所給 ，該上 度I 1 至最大 關閉， ，該輸 流源 所給予 作模式 被給予 t 5、 率爲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Ts2=(f2-fl)/Kv · C/I2 + td (數式3) 圖6係就動作模式1與2顯示K v = 3 5 Μ Η z / V 、C=16nF、I 1 = 12^0 · 54mA' = 845MHz ' f2 = 943MHz ' td = l〇/is 之 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 527778 Α7 Β7 五、發明説明（12) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 情形的收斂時間t s之收斂頻率f 1依存性。假定G S Μ 系統之情形，以f 1由8 8 Ο Μ Η ζ至9 1 5 Μ Η ζ進行 計算。又，在收斂時間之計算上，使用數式2與3。由圖 可以明白地，只使用動作模式1之習知的鎖相迴圏電路的 最大收斂時間爲約6 0 // s 。但是，在f 1爲9〇〇 Μ Η z以下，如使用動作模式1 ，在9 Ο Ο Μ Η z以上， 如使用動作模式2，最大收斂時間可以縮短爲約4 7 // s 〇 圖7係顯示定電流源1 0 1 、2 0 0、2〇1之實施 例之電路圖。該電路係由基準電流產生電路6 0 0、 Ρ. 6 0 1、5個之電流鏡電路、Ρ Μ〇S電晶體Μ 1 - Μ 4 以及反相器I Ν V 1、I Ν V 2所構成。5個之電流鏡電 路分別由：（Ql— Q4、R1— R3) 、（Q5—Q8 、R4 - R6) 、（Q9 — Q11、R7、R8)、（ Q12 - Q14、R9、R10)、（Q15 - Q17、 R1 1、R1 2)所構成。基準電流產生電路6 0 0、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 0 1係由以帶隙參考（B G R )電路所產生之被溫度補 償之基準電位產生輸出定電流之電路。 圖1之I 1與12由基準電流產生電路6 0 0之輸出 電流被產生。又，I 3由基準電流產生電路6 0 1被產生 。I 1 、I 2之導通、關閉控制隙藉由由Μ 1 — Μ 4、 I Ν V 1、I Ν V 2所形成之開關電路而被實現。例如， L〇G I C 3爲1之情形，Μ 3之源極.汲極間成爲開放 ’ Μ 4之源極.汲極間成爲短路。因此，Q 5與Q 7之基 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -15- 527778 A7 B7 五、發明説明（13) 極間被短路之故，I 1由Q 7之集極被輸出。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) L〇G I C 3爲0之情形，Q 7之基極成爲電源電壓之故 ’ Q 7之集極電流幾乎成爲〇。I 3之導通、關閉控制係 藉由基準電流產生電路6 0 1之導通、關閉而進行。 電流輸出型相位比較器1 〇 〇之偏壓電流也還由基準 電流產生電路6 0 0所產生。如前述般地，藉由電流輸出 型相位比較器1 0 0之輸出電流與I 1、1 2之比，決定 該鎖相迴圈電路之收斂安定性。由同一之基準電流產生 I 1、I 2以及該偏壓電流，可以降低該輸出電流與1 1 、I 2之比的偏差。 例如，於圖7中，以L〇G I C 3被控制之I 3與 I 1、I 2相比’流出8倍之電流。此8倍係於電流鏡電 路之射極電阻比乘上由基準電流源被輸出之電流値之比。 具體爲： (R11/R12)X(R9/R1〇）X 601 之產生的電流値與 (R4/R6) X (R2/R3) X 600 之產生 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的電流値之比成爲8 : 1。 於如上述之構成中’在利用0.3 5 BiCMOS製 程之例中，與前述習知之鎖相迴圈電路相比’約只爲6 % 之電路面積的增加，可以實現本發明之鎖相迴圈電路之第 1實施形態。 圖8係顯示LOGI C1、2、3、4之產生電路的 實施例之電路圖。該電路係由：第1實施形態之鎖相迴圏 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（2丨〇>< 297公釐） -16- 527778 A7 B7 五、發明説明（14) 電路7 0 0，以及產生被輸入於第1實施形態之混頻器 1 0 5之L處用之鎖相迴圈電路7 0 1 ，以及計數器 7 1 0，以及邏輯電路7 1 1。又，鎖相迴圈電路7〇工 係由：溫度補償型水晶振盪器（T C X〇）7 〇 4，以及 分頻器7 0 5、7 0 7，以及相位比較器7 〇 6，以及 L· P F 7 0 8，以及V C〇7 0 9所構成。以點線7 0 3 所被包圍之電路係被製造在同一 I C內之電路。 T C X〇7 0 4被當成被溫度補償之頻率精度高之基準信 號源使用，例如，輸出1 3 Μ Η z之信號。分頻器7 〇 5 分頻T C X〇7 0 4之輸出信號，於相位比較器7 〇 6輸 出信號。分頻比例如爲1 / 6 5，輸出2 0 0 k Η ζ之信 號。分頻器7 0 5之輸出信號被輸入計數器7 1 〇之故， 在計數器7 1 0之輸入與輸出之間，產生分頻器7 0 5之 輸出信號之週期的整數倍之延遲。因此，利用該延遲，可 以實現由圖4之t 5往t 6之延遲。邏輯電路7 1 1由計 數器7 1 0之輸出信號與由該I C外部被輸入之 乙〇0105、6產生[〇01(：1、2、3、4，輸出 於鎖相迴圈電路7 0 0。L〇G I C 5係決定圖2、4之 t 4、t 5用之信號，L 0 G I C 6係決定前述之動作模 式用之信號。 接著，說明本發明之鎖相迴圏電路之第2實施形態。 圖9係顯示本發明之鎖相迴圈電路之第2實施形態之 構成圖。該鎖相迴圏電路係以在第1實施形態中，將定電 流源2 0 1置換爲被接續於電流電壓s w 3 0 0爲特徵之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 527778 A7 B7 五、發明説明（15 ) 電路。SW3 0 〇與L〇G I C 3以外之電路的動作與第 1實施形態相同。s W 3 0 0只在由圖4之時刻t 5至 t 6之間才成爲導通。藉由此，LP F 1 0 3之輸入端子 與電源被短路，L P F 1 〇 3之電容以由電源來之電流被 问速充電至最大電位爲止。 接著’說明本發明之鎖相迴圏電路之第3實施形態。 圖1 0係顯示本發明之鎖相迴圏電路之第3實施形態 之構成圖。該鎖相迴圈電路係以在第1實施形態中，將定 電流源1 0 1與2 0 1置換爲可變電流源5 0 0爲特徵之 電路。可變電流源500藉由L0GIC2與4，導通、 關閉控制與輸出電流値控制成爲可能。藉由可變電流源 500、L〇GI C2與4，實現與第1實施形態之定電 流源1 0 1 、2〇1與L ◦ G I C 2與3相同之機能。 圖1 1顯示本發明之無線通訊終端機器之一例。該無 線通訊終端機器係由：由基頻電路4 0 0，以及調制器 4 0 1 ，以及本發明之鎖相迴圏電路4 0 0，以及電力放 大器（P A ) 4 0 3所構成之發訊系統；以及天線開關 4 0 4 ;以及天線4 0 6 ;以及接收電路4 0 5所構成。 基頻電路4 0 0依據聲音信號或資料信號對調制器 4 0 1輸出基頻信號4 0 7，依據由接收電路4 0 5被輸 入之基頻信號4 0 8再生聲音信號或資料信號。又，輸出 控制構成該無線通訊終端機器之電路4 1 〇用之控制信號 4 0 9。關於調制器4 0 1 ，依據基頻信號4 0 7， I F頻帶之調制信號被產生。調制器4 0 1之輸出信號被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 %». 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 -18- 527778 A7 B7 五、發明説明（16 ) 輸入鎖相迴圈電路4 0 2，被施以頻率轉換後，被輸出於 PA403。關於PA403 ’信號被電力放大’通過天 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線開關4 0 4由天線4 0 6被發訊。藉由天線開關4 0 4 ，發訊時，天線4 0 6與P A 4 0 3被接續’接收時’天 線4 0 6與接收電路4 0 5被接續。在天線4 0 6被接收 之信號被輸入接收電路4 0 5 ’進行解調’基頻信號 4 0 8被輸出。 因此，如依據本實施形態’在鎖相迴圏電路之電流輸 出型相位比較器1 〇 〇之輸出接續L P F 1 〇 3充電用之 定電流源1 0 1 ，以及放電用之定電流源2 0 0，以及高 速充電用之定電流源2 0 1，在該鎖相迴圈電路之收斂頻 率低之情形，利用定電流源1 〇 1 ，使V C〇1 〇 4之輸 入電位由0 V上升而使之收斂，在該收斂頻率高之情形， 使用定電流源2 0 1 ，使該輸入電位一旦成爲最大電位， 之後，利用定電流源2 0 0，使該輸入電位由最大電位下 降而使之收斂，以收斂頻率選擇上述動作，可以縮短該鎖 相迴圏電路之最大收斂時間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以上，雖依據其之實施形態而具體說明由本發明者所 完成之發明，但是本發明並不限定於前述之實施形態者， 在不脫離其之要旨之範圍，不用說可以有種種變更可能。 【發明之效果】 在本申請案所揭示之發明之中，如簡單說明依據代表 性者所獲得之效果，則如下述。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ；297公釐） -19- 527778 A7 B7 五、發明説明（17) 如依據本發明，只在習知的鎖相迴圈電路追加2個之 定電流源’具有可以縮短最大收斂時間約一半之效果。 【圖面之簡單說明】 圖1係顯示本發明之鎖相迴圈電路之第1實施形態之 構成圖。 圖2係顯示本發明之鎖相迴圈電路之動作模式1之定 時圖。 圖3係顯示本發明之鎖相迴圏電路之動作模式1之 V C〇輸入電位之特性圖。 圖4係顯示本發明之鎖相迴圈電路之動作模式2之定 時圖。 圖5係顯示本發明之鎖相迴圈電路之動作模式2之 V C〇輸入電位之特性圖。 圖6係顯示本發明與習知的鎖相迴圈電路之收斂時間 比較之特性圖。 圖7係顯示本發明之鎖相迴圏電路之定電流源之實施 例之電路圖。 圖8係顯示本發明之鎖相迴圈電路之L〇G I C之產 生電路的實施例之電路圖。 圖9係顯示本發明之鎖相迴圈電路之第2實施形態之 構成圖。 圖1 0係顯示本發明之鎖相迴圈電路之第3實施形態 之構成圖。 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20 - 527778 A7 ______ B7 五、發明説明（18) 圖1 1係顯示利用本發明之鎖相迴圈電路之無線通訊 終端機器之一例之構成圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1 2係顯示習知的鎖相迴圏電路之構成圖。 圖1 3係顯示G S Μ系統用無線通訊終端機器之發收 訊定時之說明圖。 圖1 4係顯示習知的鎖相迴圈電路之動作之定時圖。 圖1 5係顯示習知的鎖相迴圏電路之V C ◦輸入電位 之特性圖。 圖1 6係顯示G P R S系統用無線通訊終端機器之發 收訊定時之說明圖。 【標號說明】 1 0 0 :電流輸出型相位比較器， 1 0 1 、2 0〇、2〇1 :定電流源’ 1 〇 2 、3 0 0 :開關（s W ) ’ 1 0 3 :低通濾波器C L P F ) ’ 1 0 4 ··電壓控制振盪器（V C 〇 ) ’ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 5 :混頻器， 4 0 0 :基頻電路， 4 0 1 :調制器， 4 0 2 :鎖相迴圈電路， 403:電力放大器（ΡΑ) ’ 4 0 4 :天線開關， 4 0 5 :接收電路， 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（21〇X 297公釐） -21 - 527778 A7 B7 五、發明説明（19 ) 號 信 頻 基，源 :號流 ，8 信電 線 ο 制變 天 4 控可 6 7 9 0ο 〇 〇 ο 4 4 4 5 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-£口 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -22-

Claims (1)

  1. 527778 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 2 第2信號之混頻器；以及被接續於該電流輸出型相位比較 器之輸出端之第1、第2、第3定電流源；以及被接續於 該電流輸出型相位比較器與基準電位之間之開關，具有控 制該第1、第2、第3定電流源之導通、關閉與該開關之 短路、開放之手段。 4 ·如申請專利範圍第3項記載之鎖相迴圈電路，其 中該基準電位爲〇 V，該第1與第2定電流源係於該電流 輸出型相位比較器之輸出端輸出定電流源，該第3定電流 源由該電流輸出型相位比較器之輸出端吸收定電流。 5 ·如申請專利範圍第3項記載之鎖相迴圏電路，其 中該基準電位係電源電位，該第1與第2定電流源係由該 電流輸出型相位比較器之輸出端吸收定電流，該第3定電 流源係於該電流輸出型相位比較器之輸出端輸出定電流。 6 ·如申請專利範圍第4或第5項記載之鎖相迴圈電 路，其中該電路係一種：在非動作狀態中，該第1、第2 、第3定電流源爲關閉，該開關被短路，在由該非動作狀 態往動作狀態之轉換爲第1與第2手段存在，該鎖相迴圈 電路之收斂頻率在滿足該開關之短路時之該V C 0輸出頻 率與設定頻率之間的頻率之條件的情形，該第1手段被使 用，在沒有滿足該條件之情形，該第2手段被使用之鎖相 迴圈電路，其特徵爲：於該第1手段中，該開關之開放與 該第1定電流源之導通被進行，在該第2手段中，首先， 該開關之開放與該第2定電流源之導通被進行，在其之一 定期間後，該第2定電流源之關閉與該第3定電流源之導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -^^1. "6 線； -24- ABICD 527778 六、申請專利範圍 3 通被進行。 7 .如申請專利範圍第6項記載之鎖相迴圏電路，其 中該第1、第3定電流源之輸出電流値相等，該第2定電 流源之輸出電流値至少在該第1、第3定電流源之輸出電 流値之2倍以上。 8·—種鎖相迴圈電路，包含： 一相位比較器，具有電流模式輸出，用以輸出一成比 例於調變於其頻率中之第一輸入信號及第二輸入信號之相 位差的一信號； 一低通濾波器，連接至該具有電流模式輸出之相位比 較器的一輸出端； 一電壓控制振盪器，連接至該低通濾波器之輸出端； 一混頻器，連接至該電壓控制振盪器之輸出端並將電 壓控制振盪器之輸出頻率轉換，以便輸出該具電流模式輸 出之相位比較器的第二輸入信號； 第一及第二定電流源，連接至該具電流模式輸出之相 位比較器的輸出端； 一第一開關，連接於該具電流模式輸出之相位比較器 及一第一參考電壓之間，該第一開關係爲一無關於該電壓 控制振盪器之輸入電壓的信號所控制； 一第二開關，連接於該具電流模式輸出之相位比較器 及一第二參考電壓之間，.該第二開關係爲一無關於該電壓 控制振盪器之輸入電壓的信號所控制；及 一控制器，控制該第一及第二定電流源之開-關並控 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25· 527778 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 制第一及第二開關之短路及開路。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 ·如申請專利範圍第8項記載之鎖相迴圈電路，其 中該第1基準電位係Ο V，該第2基準電位係電源電位， 該第1定電流源對該電流輸出型相位比較器之輸出端輸出 定電流，該第2定電流源由該電流輸出型相位比較器之輸 出端吸收定電流。 1 0 .如申請專利範圍第8項記載之鎖相迴圈電路， 其中該第1基準電位係電源電壓，該第2基準電位係〇 V ，該第1定電流源係由該電流輸出型相位比較器之輸出端 吸收定電流，該第2定電流源係對該電流輸出型相位比較 器之輸出端輸出定電流。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 1 .如申請專利範圍第9或第1 0項記載之鎖相迴 圈電路，其中在非動作狀態中，該第1、第2定電流源爲 關閉，該第1開關被短路，該第2開關被開放，在由該非 動作狀態往動作狀態轉換上，第1與第2手段存在，該 鎖相迴圏電路之收斂頻率在滿足該開關之短路時之該 V C 0輸出頻率與設定頻率之間的頻率之條件的情形，該 第1手段被使用，在沒有滿足該條件之情形，該第2手段 被使用之鎖相迴圏電路，其特徵爲：於該第1手段中，該 開關之開放與該第1定電流源之導通被進行，在該第2手 段中，首先，該第1開關之開放與該第2開關之短路被進 行，在其之一定期間後，該第2開關之開放與該第2定電 流源之導通被進行。 . 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項記載之鎖相迴圈電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 527778 六、申請專利範圍 5 ，其中該第1 、第2定電流源之輸出電流値相等。 1 3 . —種鎖相迴圈電路，包含： 一相位比較器，具有電流模式輸出，用以輸出一成比 例於調變於其頻率中之第一輸入信號及第二輸入信號之相 位差的一信號； 一低通濾波器，連接至該具有電流模式輸出之相位比 較器的一輸出端； 一電壓控制振盪器，連接至該低通爐波器之輸出端； 一混頻器，連接至該電壓控制振盪器之一輸出端並將 電壓控制振盪器之輸出頻率轉換，以便輸出該具電流模式 輸出之相位比較器的第二輸入信號； 一可變電流源及一定電流源，連接至該具電流模式輸 出之相位比較器的輸出端； 一開關，連接於該具有電流模式輸出之相位比較器與 一第一參考電壓之間，該開關係可以爲一無關於該電壓控 制振盪器之輸入電壓的信號所控制；及 一控制器，以控制該可變電流源之開-關、一輸出電 流値、該定電流源的開-關，及控制該關關的短路及開路 〇 1 4 .如申請專利範圍第1 3項記載之鎖相迴圈電路 ，其中該基準電位爲0 V，該可變電流源係對該電流輸出 型相位比較器之輸出端輸出電流，該定電流源係由該電流 輸出型相位比較器之輸出端吸收定電流。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項記載之鎖相迴圈電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） I-r-------^------訂-------^0— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 527778 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 e ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ’其中該基準電位爲電源電位，該可變電流源係由該電流 輸出型相位比較器之輸出端吸收電流，該定電流源係對該 電流輸出型相位比較器之輸出端輸出定電流。 1 6 .如申請專利範圍第1 4或第1 5項記載之鎖相 迴圏電路，其中在非動作狀態中，該可變電流源與該定電 流源爲關閉，該開關被短路，在由該非動作狀態往動作狀 態之轉換爲第1與第2手段存在，該鎖相迴圈電路之收斂 頻率在滿足該第1開關之短路時之該V C ◦輸出頻率與設 定頻率之間的頻率之條件的情形，該第1手段被使用·，在 沒有滿足該條件之情形，該第2手段被使用之鎖相迴圏電 路，其特徵爲：於該第1手段中，該開關之開放與該可變 電流源之導通被進行，在該第2手段中，首先，該開關之 開放與該可變電流源之導通被進行，該可變電流源輸出第 2定電流値，在其之一定期間後，該可變電流源關閉與該 定電流源之導通被進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 7 .如申請專利範圍第1 6項記載之鎖相迴圈電路 ，其中該第1定電流値與該定電流之輸出電流値相等，該 第2定電流値爲該第1定電流値與該定電流之輸出電流値 之至少2倍以上。 1 8 . —種無線通訊終端機器，包含： 一基頻帶電路； 一調變器，用以輸入來自該基頻帶電路之第一基頻帶 信號； 一相鎖迴路，連接至該調變器的一輸出； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28- 527778 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 7 一功率放大器，連接至該相鎖迴路電路的一輸出； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一接收器電路’用以輸出一第二基頻帶信號給該基頻 帶電路； 一天線；及 一選擇器，連接該天線、該接收器電路的輸入及該功 率放大器的一輸出； 其中該基頻帶電路輸出一控制信號，用以控制該無線 行動台之操作，及 其中該相鎖迴路電路包含： 一相位比較器，具有一電流模式輸出，用以輸出一成 比例於調變於其頻率中之第一輸入信號及第二輸入信號之 相位差的一信號； 一低通濾波器，連接至該具有電流模式輸出之相位比 較器的一輸出端； 一電壓控制振盪器，連接至該低通濾波器之輸出端； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一混頻器，連接至該電壓控制振盪器之一輸出端並將 電壓控制振盪器之輸出頻率轉換，以便輸出該具電流模式 輸出之相位比較器的第二輸入信號； 第一及第二定電流源，連接至該具電流模式輸出之相 位比較器的輸出端； 一第一開關，連接於該具有電流模式輸出之相位比較 器與一第一參考電壓之間，該第一開關係可以爲一無關於 該電壓控制振盪器之輸入電壓的信號所控制；· 一第二開關，連接於該具有電流模式輸出之相位比較 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29- 527778 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 8 器與一第二參考電壓之間，該第二開關係可以爲一無關於 該電壓控制振盪器之輸入電壓的信號所控制；及 一控制器，以控制該第一及第二定電流源之開-關並 控制該第一及第二關關的短路及開路。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -30-
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