TWM459630U - 振盪電路 - Google Patents

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation

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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

振盪電路
本新型是有關於一種振盪電路，特別是指一種使用鎖頻迴路(frequency-locked loop)的振盪電路。
參閱圖1，美國專利第5994967號揭露了一種習知的使用鎖頻迴路的振盪電路，包括一個電流產生單元11、兩個雙極型接面電晶體12、13、一個頻控可變電阻14、一個參考電阻15、一個放大器16、一個低通濾波器17、一個壓控振盪器18及一個除頻器19。
由於低通濾波器17電連接在放大器16的輸出端與壓控振盪器18間，因此低通濾波器17適合採用面積較大的電阻電容架構，而不適合採用面積較小的切換電容(switched-capacitor)架構。原因在於，當採用切換電容架構時，低通濾波器17所使用的開關之切換會使得所產生的濾波電壓上有漣波(ripple)出現，這會導致壓控振盪器18根據濾波電壓所產生的振盪信號之頻率不穩定。所以，習知的振盪電路有面積較大的缺點。
另外，當頻控可變電阻14採用切換電容架構時，接點10上的電壓會有較大幅度的變化。如果接點10上 的電壓之變化幅度太大的話，會導致電流產生單元11無法正常運作。
因此，本新型之目的即在提供一種面積較小的振盪電路。
於是本新型振盪電路包含一個電流產生單元、一個頻控可變電阻、一個切換電容濾波器、一個參考電阻、一個放大器、一個壓控振盪器及一個控制信號產生單元。
該電流產生單元輸出一個第一電流及一個第二電流。
該頻控可變電阻電連接到該電流產生單元以接收該第一電流。
該切換電容濾波器電連接到該電流產生單元與該頻控可變電阻間的一個第一共同接點，對該第一共同接點上的電壓濾波，以產生一個濾波電壓。
該參考電阻電連接到該電流產生單元以接收該第二電流。
該放大器具有一個電連接到該切換電容濾波器以接收該濾波電壓的第一輸入端、一個電連接到該電流產生單元與該參考電阻間之一個第二共同接點的第二輸入端，及一個輸出端。該放大器根據該濾波電壓及該第二共同接點上的電壓，產生一個控制電壓，並經由該輸出端輸出該控制電壓。
該壓控振盪器電連接到該放大器的輸出端以接收該控制電壓，根據該控制電壓產生一個振盪信號。
該控制信號產生單元電連接到該壓控振盪器及該頻控可變電阻，根據來自該壓控振盪器的該振盪信號，產生一組控制信號來控制該頻控可變電阻之阻值。該組控制信號的頻率正比於該振盪信號的頻率。
本新型之功效在於：藉由該切換電容濾波器電連接到該放大器的第一輸入端，該壓控振盪器所產生的該振盪信號之頻率不會受該切換電容濾波器所產生的該濾波電壓上之漣波影響，因此，該振盪電路適合使用面積較小的該切換電容濾波器，這導致該振盪電路的面積也較小。
11‧‧‧電流產生單元
12、13‧‧‧雙極型接面電晶體
14‧‧‧頻控可變電阻
15‧‧‧參考電阻
16‧‧‧放大器
17‧‧‧低通濾波器
18‧‧‧壓控振盪器
19‧‧‧除頻器
21‧‧‧電流產生單元
211‧‧‧電流源
212‧‧‧電流鏡
22‧‧‧頻控可變電阻
221‧‧‧開關
222‧‧‧開關
223‧‧‧電容
23‧‧‧切換電容濾波器
231‧‧‧開關
232‧‧‧開關
233‧‧‧電容
234‧‧‧電容
24‧‧‧電容
25‧‧‧參考電阻
26‧‧‧放大器
27‧‧‧壓控振盪器
28‧‧‧控制信號產生單元
本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一個示意電路圖，說明一種習知的使用鎖頻迴路的振盪電路；圖2是一個示意電路圖，說明本新型振盪電路之較佳實施例；及圖3是一個示意電路圖，說明較佳實施例的一個頻控可變電阻及一個切換電容濾波器。
參閱圖2與圖3，本新型振盪電路的較佳實施例是一個使用鎖頻迴路的振盪電路，包含一個電流產生單元 21、一個頻控可變電阻22、一個切換電容濾波器23、一個電容24、一個參考電阻25、一個放大器26、一個壓控振盪器27及一個控制信號產生單元28。
電流產生單元21輸出一個第一電流I1及一個第二電流I2。在本實施例中，電流產生單元21包括一個電流源211及一個源極退化(source-degenerated)的電流鏡212。電流源211供應一個參考電流Iref。電流鏡212電連接到電流源211以接收參考電流Iref，根據參考電流Iref產生第一電流I1及第二電流I2。值得注意的是，電流鏡212採用源極退化架構可以提高第一電流I1及第二電流I2的精確度。
頻控可變電阻22電連接在電流產生單元21的電流鏡212與地間，從電流產生單元21的電流鏡212接收第一電流I1，使得電流產生單元21的電流鏡212與頻控可變電阻22間的一個第一共同接點31上的電壓相同於第一電流I1與頻控可變電阻22的阻值之乘積。在本實施例中，頻控可變電阻22採用切換電容架構，包括兩個開關221、222及一個電容223。
切換電容濾波器23電連接到第一共同接點31，對第一共同接點31上的電壓濾波，以產生一個濾波電壓。在本實施例中，切換電容濾波器23包括兩個開關231、232及兩個電容233及234。
電容24電連接在第一共同接點31與地間。電容24能夠穩定第一共同接點31上的電壓，以避免第一共 同接點31上的電壓之變化幅度太大而導致電流產生單元21的電流鏡212無法正常運作。
參考電阻25電連接在電流產生單元21的電流鏡212與地間，從電流產生單元21的電流鏡212接收第二電流I2，使得電流產生單元21的電流鏡212與參考電阻25間的一個第二共同接點32上的電壓相同於第二電流I2與參考電阻25的阻值之乘積。
放大器26具有一個電連接到切換電容濾波器23以接收濾波電壓的第一輸入端、一個電連接到第二共同接點32的第二輸入端，及一個輸出端。放大器26根據濾波電壓及第二共同接點32上的電壓，產生一個控制電壓，並經由輸出端輸出控制電壓。在本實施例中，放大器26的第一輸入端是一個非反相輸入端，放大器26的第二輸入端是一個反相輸入端。
壓控振盪器27電連接到放大器26的輸出端以接收控制電壓，根據控制電壓產生一個振盪信號。
控制信號產生單元28電連接到壓控振盪器27、頻控可變電阻22及切換電容濾波器23，根據來自壓控振盪器27的振盪信號，產生一組控制信號來控制頻控可變電阻22之阻值及切換電容濾波器23之截止頻率。該組控制信號的頻率正比於振盪信號的頻率。在本實施例中，該組控制信號包括互補的一個第一控制信號及一個第二控制信號，第一控制信號控制頻控可變電阻22的開關221及切換電容濾波器23的開關231在導通與不導通間的切換，第二 控制信號控制頻控可變電阻22的開關222及切換電容濾波器23的開關232在導通與不導通間的切換。
在本實施例中，振盪信號的頻率如以下所示： 其中，Fosc為振盪信號的頻率，N為振盪信號的頻率對該組控制信號的頻率之比值，R25為參考電阻25的阻值，C223為頻控可變電阻22的電容223之容值。
在本實施例中，切換電容濾波器23的截止頻率如以下所示： 其中，Fcut-off為切換電容濾波器23的截止頻率，C233為切換電容濾波器23的電容233之容值，C234為切換電容濾波器23的電容234之容值。
值得注意的是，在其它實施例中，頻控可變電阻22可以是電連接到一個供應電源，而不是電連接到地，使得第一共同接點31上的電壓相同於供應電源所供應的電壓減去第一電流I1與頻控可變電阻22的阻值之乘積，參考電阻25可以是電連接到供應電源，而不是電連接到地，使得第二共同接點32上的電壓相同於供應電源所供應的電壓減去第二電流I2與參考電阻25的阻值之乘積，此時，放大器26的第一輸入端是反相輸入端，放大器26的第二輸入端是非反相輸入端。
綜上所述，在上述實施例中，藉由切換電容濾 波器23電連接到放大器26的第一輸入端，即使切換電容濾波器23所使用的開關231、232之切換會使得所產生的濾波電壓上有漣波出現，濾波電壓上的漣波會被與生具有低通濾波功能的放大器26濾除，這導致壓控振盪器18所產生的振盪信號之頻率不會受濾波電壓上的漣波影響。因此，上述實施例適合使用面積較小的切換電容濾波器23，這導致上述實施例的面積也較小，確實能達成本新型之目的。
惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。
21‧‧‧電流產生單元
211‧‧‧電流源
212‧‧‧電流鏡
22‧‧‧頻控可變電阻
23‧‧‧切換電容濾波器
24‧‧‧電容
25‧‧‧參考電阻
26‧‧‧放大器
27‧‧‧壓控振盪器
28‧‧‧控制信號產生單元

Claims (4)

  1. 一種振盪電路，包含：一個電流產生單元，輸出一個第一電流及一個第二電流；一個頻控可變電阻，電連接到該電流產生單元以接收該第一電流；一個切換電容濾波器，電連接到該電流產生單元與該頻控可變電阻間的一個第一共同接點，對該第一共同接點上的電壓濾波，以產生一個濾波電壓；一個參考電阻，電連接到該電流產生單元以接收該第二電流；一個放大器，具有一個電連接到該切換電容濾波器以接收該濾波電壓的第一輸入端、一個電連接到該電流產生單元與該參考電阻間之一個第二共同接點的第二輸入端，及一個輸出端，該放大器根據該濾波電壓及該第二共同接點上的電壓，產生一個控制電壓，並經由該輸出端輸出該控制電壓；一個壓控振盪器，電連接到該放大器的輸出端以接收該控制電壓，根據該控制電壓產生一個振盪信號；及一個控制信號產生單元，電連接到該壓控振盪器及該頻控可變電阻，根據來自該壓控振盪器的該振盪信號，產生一組控制信號來控制該頻控可變電阻之阻值，該組控制信號的頻率正比於該振盪信號的頻率。
  2. 如請求項1所述的振盪電路，其中，該頻控可變電阻電 連接在該第一共同接點與地間，該參考電阻電連接在該第二共同接點與地間，該放大器的第一輸入端是一個非反相輸入端，該放大器的第二輸入端是一個反相輸入端。
  3. 如請求項1所述的振盪電路，還包括一個電容，該電容電連接在該第一共同接點與地間。
  4. 如請求項1所述的振盪電路，其中，該電流產生單元包括一個源極退化的電流鏡，該電流鏡產生該第一電流及該第二電流。
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