本发明专利技术揭露一种数字控制电容电路以及高分辨率数字控制振荡器及其方法，其中该数字控制振荡器通过使用数字控制电容网络以提供高分辨率的频率调整。数字电容控制网络包含可调电容电路、第一电容及第二电容。可调电容电路依据数字句柄产生可变电容值。第一电容是以并联的方式与可调电容电路耦合。第二电容是以串联的方式与第一电容的一接合点耦合。第一电容及第二电容于数字控制电容网络中设置足够大小的有效电容值，使有效电容值的步长，为可变电容值根据数字句柄的增加量产生的步长的一部。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于一种电子电路，特别是有关于一种数字控制振荡器。技术背景目前，数字控制振荡器(DCO)用以产生频率控制周期信号的电路，数字控 制振荡器是由数字句柄(digital control word)控制。图1A是描述已知的数 字控制振荡器(DCO)100A，其包含一对交叉耦合NM0S晶体管Ml及M2，其是 用以产生正反馈回路于第一输出节点V01及第二输出节点V02， 一对电感LI 及L2为Ml及M2的负载，且变容器(varactor)阵列110并联于晶体管Ml及 M2的输出端(或漏极端)之间以提供可调电容。图1A中，VDD表示第一固定电 位节点，VSS则表示第二固定电位节点。变容器阵列110包含N个变容器对(例如第一对{101，102}、第二对 (111,112)、第三对U21，122)以此类推)，其中N为整数。变容器为电容的特 殊形式，其电容值是与供应电压的大小有关。图1B是描述电压供应电容产生 电容值的转换特征。当供应电压上升时，变容器的电容值接近最小电容值 Cmin。当供应电压下降时，变容器的电容值接近最大电容值Cmax。如此，当 供应电压足够大或足够小时可得到最小电容值Cmin或最大电容值Cmax。在图1A中，变容器阵列110接收包含N控制位的N-位(bit)句柄。 每一句柄任一个位为逻辑l(例如足够大的电压)或逻辑O(例如足够低的 电压)，且用以控制任一变容器对。每一可变电容对包含第一变容器及第二变 容器。第一变容器是与第一输出节点V01的一端连接并于另一端输出句柄。 第二变容器连接第二输出节点V02的一端并于另一端输出相同的句柄。举例 而言，第一变容器101是与第一输出节点V01连接于一端且于另一端输出控 制位D,第二可变电容102是与第二输出节点V02连接于一端且于另一端 输出控制位D。此种情况下，变容器阵列110的综效(total effective) 电容值可在N'Cmin/2及N'Cmax/2之间可调整，其中步长(step)为 (Cmax-Cmin)/2。在此，由r除以二 (/2)」说明了 一变容器对是由两个可变电容串联所形成以及其综效电容值。如图1A所见，两输出节点V01及V02用 以产生的差动信号。如图1A,变容器阵列IIO及两电感Ll及L2形成具有共振频率的共振器 电路，其大约等于数字控制振荡器(DCO)100A的振荡频率。交叉耦合賜OS晶 体管对Ml及M2提供一增益以支持(sustain)振荡，但在振荡频率有其纟敬小影 响。因此，数字控制振荡器(DCO) 100A的振荡频率大约可在^兀^'W'C歸及 V^Vn^"之间调整,其中L是表示电感L1及L2的电容值。数字控制振荡器(DCO) 100A的频率调整分辨率被限制在(Cmax-Cmin) /2， (例如变容器阵列110的综效电容值的增加量)。理论上，使用非常小的变 容器们所造成的增加量(Cmax-Cmin)/2可以非常小且可达到高分辨率。然而， 在实务上，制造流程可制造出的变容器的最小尺寸有其限制。以目前的技术 来说，标准CMOS制程，举例而言，变容器阵列110的增益电容值可达到毫微 ;微法拉第(femto-Ferads， fF或1(T"F)的数量级。在许多应用中，频率调整 的适用分辨率并没有非常高。有鉴于已知技术的各项问题，为了能够兼顾解决之，本专利技术人基于多年 研究开发与诸多实务经验，提出一种延展可调频率范围的数字控制振荡器及 其方法，以作为改善上述缺点的实现方式与依据。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一就是在于提供一种数字控制振荡器及其方 法，以解决已知的问题。本专利技术的目的之一在于提供一种数字控制振荡器及其方法，可延展该数 字控制振荡器的可调频率范围。根据本专利技术的目的，提出一种数字控制振荡 器(DCO)及其制造方法，其在频率调整方面具有高分辨率。数字控制振荡器 (DCO)接收包含多个位的第一数字句柄，及在第一输出节点产生振荡频率的振 荡信号，此振荡信号是对应第一数字句柄。在一实施例中，数字控制振荡器 (DCO)包含第一数字控制电容网络，其包含具有可调整电容值的电容性电路、 具有第一电容值的电容及具有第二电容值的第二电容。电容性电路是由第一 数字句柄控制且可调电容值是在下界限及上界限之间调整。第一电容具有第 一终端以耦合至电容性电路的第一内电路节点。第二电容是耦合于第一内电 路节点及第一输出节点之间。在一应用中，第一电容值大于(例如至少大于IO倍)可调电容值的上界限，此时第二电容值小于(例如不大于一个数量级) 第一电容值。举例来说，电容性电路的可调电容值具有可调整步长，以对应第一数字 句柄的增加量，且最低步长受最小元件规格束缚，此最小元件是利用特定制 造程序产生。在并联配置中，第一电容的第一电容值是结合可调电容值，且 在串联的配置中，第二电容的第二电容值结合第一电容值及可调电容值以产 生第一有效电容值并通过第一数字控制电容网络的第一输出节点输出。第一 有效电容值具有有效步长，其是对应第一数字句柄的增加量。通过选择第一 电容值以大于可调电容的上界限且第二电容值小于第一电容值，以使有效步 长小于(或分数为)可调步长。数字控制振荡器(DC0)的频率调整分辨率增加则 使第一有效电容值的有效步长减少。在一实施例中，电容性电路包含多个变容器，每一变容器具有第一终端 及第二终端，第一终端耦合第一内电路节点，第二终端耦合第一数字句柄的 独立位。可调步长依据各自变容器(例如较小变容器提供较小可调步长)的 数值(或规格)以决定限制部分。 一 电阻耦合于第 一 内电部节点及第 一 实质固 定电位节点，以对多个变容器建立偏压状态(例如在第一终端的偏压电压)。 在一应用中，第一电容具有第二终端以耦合第二实质固定电位节点，且第一 数字控制电容网络在第一输出节点中提供第一有效电容值于一单端上。在另 一 实施例中，电容性电路包含多个耦合于第 一 内电路节点及第二内 电路节点之间的从属电路(例如变容器对)。每一从属电路是由第一数字句 柄中多个位的其一控制。第一变容器具有第一终端及第二终端，第一终端耦 合第一内电路节点，第二终端耦合第一数字句柄的独立位。第二变容器具有 第一终端及第二终端，第一终端耦合第二内电路节点，第二终端耦合第一数 字句柄中多个位的其一。建立偏压状态(例如偏压电压)予电容性电路(第一 及第二变容器)，第一电阻耦合于第一变容器(或第一内电路节点)的第一终端 及第一实质固定电位节点之间，此时第二电阻耦合于第二变容器(或第二内电 路节点)的第一终端及第二实质固定电位节点之间。第一实质固定电位节点及 第二实质固定电位节点具有相同的电位。在一应用中，第一数字控制电容网络还包含具有第三电容值的第三电容。 第一电容耦合于第二内电路节点，此时第三电容耦合于第二内电路节点及第 二输出节点之间。第一数字控制电容网络提供第一有效电容值于差动配置穿 过第一及第二输出节点。第一有效电容值实际上与第三电容、第二电电容及 电容性电路及第一电容的并联配置所形成的串联组合的电容值相等。在一实 施例中，第三电容是大约与第二电容值相等，第一电容值至少为第二电容值的10倍，以使第一有效电容值的有效步长小于电容性电路的可调步长。在一实施例中，使用在电容本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种数字控制振荡器，其用以接收包含多个位的第一数字句柄，及根据该第一数字句柄于第一输出节点产生具有振荡频率的振荡信号，其中，该数字控制振荡器包含第一数字控制电容电路，该第一数字控制电容电路包含： 可调电容器，是由该第一数字句柄控制，其中该可调电容器是于下界限及上限界之间调整； 第一电容器，是与该可调电容器的第一内电路节点电性耦接，且该第一电容器的电容值大于该可调电容器的该上界限；以及 第二电容器，电性耦接于该第一内部电路节点及该第一输出节点之间，且该第二电容器的电容值小于该可调电容器的该下界限。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：林嘉亮，管继孔，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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