一种切换式电容电路，包含有：一第一开关元件，用来依据一第一控制信号选择性地让一第一节点连接或不连接一第二节点，该第一节点连接于一电容。一预充电电路，连接至该第一节点，用来当该切换式电容电路被断路时，于一预设时间内将该第一节点预充电至一预充电电压。该预充电电路包含有一第二开关元件，用来依据一第二控制信号选择性地让一第三节点连接或不连接该第一节点；一预充电开关元件，用来依据该第一控制信号选择性地让该第三节点连接或不连接该预充电电压；以及一延迟单元，用来延迟该第一控制信号以产生该第二控制信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种切换式电容电路，特别是指一种使用于压控振荡器内的切换式电容电路，可用来抑制时钟馈通效应，也因此可以缓和压控振荡器的频率飘移现象。
技术介绍
压控振荡器(voltage controlled oscillator，VCO)是一个常使用于无线通信电路中，执行频率合成(frequency synthesis)工作的元件。例如Welland等人于美国专利第6,226,506号的专利中所述，无线通信系统通常需要在接收路径电路(receive path circuitry)以及发送路径电路(transmit path circuitry)上执行频率合成的工作。图1为常规技术一压控振荡器10的示意图。图1中用于一频率合成器(frequency synthesizer)内的LC式压控振荡器10包含有一谐振器(resonator)，其中的谐振器结构则包含有一电感12，其连接于一第一振荡节点OSC_P与一第二振荡节点OSC_N之间。一连续式(continuously)可变电容14以及多个离散式(discretely)可变电容16与电感12并联。连续式可变电容14用来对一目标电容值进行微调的工作(fine tuning)，至于多个离散式可变电容16则用来进行粗调的工作(coarse tuning)。而电容与电感并联所造成的电阻损失(resistiveloss)则由负电阻值发生器(negative resistance generator)18进行补偿，以维持系统的振荡。在该离散式可变电容16中的每一个离散式可变电容皆由一个切换式电容(switched-capacitance)电路所组成，每一个切换式电容电路各受一独立的控制信号(分别为SW_1～SW_N)所控制。依据一控制信号SW_N，一切换式电容电路20可以选择性地将一电容24连接或不连接(connect or disconnect)压控振荡器10的谐振器。这些切换式电容电路的不同通路/断路组合可以使此一LC式谐振器具有大的电容值变动范围，因此即可增大压控振荡器10可振荡的频率范围。图2为常规技术一切换式电容电路20a的示意图。一电容30连接于第一振荡节点OSC_P以及一节点A之间。一开关元件32可选择性地让节点A连接或不连接接地点，其中开关元件32受一控制信号SW所控制。当开关元件32被导通(turn on)时，电容30的电容值会被加到压控振荡器10的谐振器的整体的电容值内。当开关元件32被断路(turn off)时，自第一振荡节点OSC_P看进去的电容值就变成电容30的电容值以及开关元件32在断路状态的电容值的串连组合(series combination)。图3为常规技术一差动切换式电容电路20b的示意图。由于差动的模式具有较好的共模噪声抑制(common-mode noise rejection)的能力，因此常被广泛的使用在高速集成电路的环境中。在差动切换式电容电路20b中，一正端(positive side)电容40连接于第一振荡节点OSC_P与一节点A之间。一正端开关元件(switch element)42可选择性地将节点A连接或不连接接地点。一负端电容44连接于第二振荡节点OSC_N以及一节点B之间。一负端开关元件46可选择性地让节点B连接或不连接接地点。这两个开关元件42、46皆受相同的控制信号SW所控制。当开关元件42、46被导通时，正端电容40与负端电容44的电容值的串连组合就会被加到压控振荡器10的整体电容值。至于当开关元件42、46被断路时，差动的输入电容值即变成正端电容40、负端电容44以及其他的寄生电容(parasitic capacitance)的电容值的串连组合。整体的输入电容值在开关元件42、46皆被断路时会低于开关元件42、46皆被导通时的状态。图4则为常规技术另一差动切换式电容电路20c的示意图。差动切换式电容电路20c除了包含有与差动切换式电容电路20b相同的元件之外，其还包含有一中央开关元件48，用来降低连接于节点A与节点B之间整体的开关导通电阻值(turn-on switch resistance)。这三个开关元件42、46、48皆受相同的控制信号SW所控制。当开关元件42、46、48被导通时，正端电容40与负端电容44的电容值的串连组合就会被加到压控振荡器10的整体电容值。至于当开关元件42、46、48被断路时，差动的输入电容值即变成正端电容40、负端电容44以及其他的寄生电容的电容值的串连组合。整体的输入电容值在开关元件42、46、48皆被断路时会低于开关元件42、46、48皆被导通时的状态。不论使用的是图2所示的单端模式或是图3及图4所示的差动模式，当切换式电容电路20a、20b或20c被断路时，在节点A上(在图3及图4的差动模式中还有节点B)会产生一瞬时阶跃电压变动(momentary voltage stepchange)。上述的瞬时阶跃电压变动会造成整体电容值产生不该有变动，最后，亦造成了压控振荡器10的频率产生不该有的飘移。由于在图2、3、4中的例子使用了NMOS开关，因此上述的瞬时阶跃电压变动为当开关元件32、42、46、48被断路时产生的电压下降(voltage drop)。以图2所示的单端模式为例，当开关元件32被断路时，带电载流子(chargecarriers)会被注入(injected)连接于开关元件32第一端与第二端之间的结电容(junction capacitance)之中。带电载流子的注入会造成容抗(capacitiveimpedance)产生不该有的阶跃电压变动，而造成了节点A的电压下降。上述的效应即为所谓的时钟馈通效应(clock feedthrough effect)，并且以控制信号SW自开关元件32的控制端(亦即MOS晶体管的栅极)馈通(feedthrough)到开关元件32另外两个端点上(亦即MOS晶体管的汲极与源极)的形式出现。当开关元件32被导通时，由于节点A连接于接地点，因此控制信号SW的馈通不会造成影响。然而，当开关元件32被断路时，控制信号SW的馈通会造成一阶跃电压，即于节点A产生的电压下降。而由于节点A产生了电压下降的情形，由开关元件32的N+扩散子(N+ diffusion)以及P型的基板(P type substrate)所形成的二极管在断路状态下会有一些的正向偏置(forward biased)。因此节点A的电压电平(voltage level)会瞬时降低(spike low)，然后当由处于断路状态的开关元件32所形成些许正向偏置的结二极管容许阈值电流(subthreshold current)以及漏电流(leakage current)通过时，才会恢复到接地点电位。于节点A产生的电压突降以及恢复的动作会改变压控振荡器10的谐振器的负载电容值(loadcapacitance)，也就造成了压控振荡器10产生了不该存在的频率飘移(frequencydrift)。至于当图4所示的差动切换式电容电路20c被断路时，其于节点A及节点B上亦会遇到相同的时钟馈通效应的问题。正端节点A会因为正端开关元件42的时钟馈通效应以及中央开关元件48的时钟馈通效本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种切换式电容电路，包含有：一第一正端开关元件，用来依据一第一控制信号，选择性地让一第一正端节点连接或不连接一第二节点，其中该第一正端节点连接于一正端电容；以及一预充电电路，连接至该第一正端节点，用来于该切换式电容电路被断路 时，于一预设时间内将该第一正端节点预充电至一预充电电压。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶恩祥，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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