可程序化的可调电容器和电压控制型振荡器制造技术

可程序化的可调电容器和电压控制型振荡器。可程序化的可调电容器包含：固定的可变电容器，其由以第一极性连接的控制电压控制；及若干个有条件的可变电容器，其分别根据若干个逻辑信号，而由控制电压有条件地控制。每一有条件的可变电容器具有：第一可变电容器，其由以第一极性连接的第一电压控制；第二可变电容器，其由以第二极性连接的第二电压控制；第一多工器，其用以根据该些逻辑信号中的一对应的逻辑信号，在第一直流电压与控制电压之间选择，以输出第一电压；及第二多工器，其用以根据该对应的逻辑信号，在第二直流电压与中间直流电压之间选择，以输出第二电压。以输出第二电压。以输出第二电压。

【技术实现步骤摘要】
可程序化的可调电容器和电压控制型振荡器


[0001]本专利技术涉及电压控制型振荡器，尤其涉及具有高可程序化增益的电压控制型振荡器。

技术介绍

[0002]众所周知，电压控制型振荡器(voltage
‑
controlled oscillator，VCO)输出振荡信号，且振荡信号的振荡频率由控制电压控制。在本公开中，于后所述的“振荡的频率”及“振荡频率”在VCO的相关描述下是相同的且可以互换。在一实施例中，当控制电压较高(较低)时，振荡频率较高(较低)。VCO的增益是由振荡频率的增加改变量(incremental change)与控制电压的增加改变量之间的比例来定义。高增益的VCO对其控制电压的变化较为灵敏。
[0003]如图1的示意图所示，常规VCO100包含可调谐共振槽(resonant tank)110及再生网络(regenerative network)120。可调谐共振槽110用以根据控制电压V
C
，决定振荡的频率。再生网络120包含两个N型金属氧化物半导体(n
‑
channel metal oxide semiconductor，NMOS)晶体管121、122。两个NMOS晶体管121、122以交互耦合结构(cross
‑
coupling topology)配置，从而建立负电阻(negative resistance)，以提供能量来维持振荡。可调谐共振槽110包含电感111、固定电容器112及可调电容器(variable capacitor)。可调电容器包含由控制电压V
C
控制的两个可变电容器(varactor)113、114。电感111的中心抽头(center
‑
tap)连接被称为“V
SP”的电源节点。VCO100在现有技术中是众所周知的，因此于此不再详细描述。
[0004]可调谐共振槽110的谐振频率f0近似于式1。
[0005][0006]其中，L为电感111的电感值，C
tot
为由电容器112及两个可变电容器113、114所决定的总电容值。当再生网络120的寄生电容(parasitic capacitance)显著小于C
tot
时，VCO100的振荡频率约相等于可调谐共振槽110的谐振频率f0。
[0007]在本公开中，可变电容器是可调电容器的两端电路元件，其包含以“+”标记的正极端及以
“‑”
标记的负极端。当正极端的电压上升(下降)时，可变电容器的电容值增加(降低)，且当负极端的电压上升(下降)时，可变电容器的电容值降低(增加)。当正极端连接用以控制可调电容器的控制电压时，可变电容器是被称为正向连接的(forward connected)。当负极端连接用以控制可调电容器的控制电压时，可变电容器是被称为反向连接的(backward connected)。也就是说，图1的两个可变电容器113、114显然是反向连接的。因此，当控制电压V
C
上升(下降)时，可变电容器113、114的电容值降低(增加)及总电容值C
tot
降低(增加)，因而VCO100的振荡频率增加(降低)。VCO100的增益(其被以K
VCO
表示)响应于控制电压V
C
的增加改变量，而由振荡频率的增加改变量定义，且K
VCO
可以由式2表示。
[0008][0009]在实施中，VCO100一般与锁相回路整合，以闭回路方式调整控制电压V
C
。在此情形下，K
VCO
在锁相回路的动态中具有重要作用。在许多情形中，本领域技术人员所期望(desirable)的是VCO具有可程序化(programmable)的增益。较大的K
VCO
可以使锁相回路较快响应，但会不可避免地使VCO100更容易受电路的噪声影响，因在VCO增益较高时，电路噪声可能会导致振荡频率中的误差较大。
[0010]因此，本领域技术人员所期望的是具有可程序化增益的VCO，且当VCO被程序设计(programmed)为具有高增益时，能降低受电路噪声的影响程度。

技术实现思路

[0011]在一实施例中，可程序化的可调电容器包含一固定的可变电容器(fixed varactor)及若干个有条件的可变电容器(contingent varactor)。固定的可变电容器由以一第一极性连接的一控制电压控制。若干个有条件的可变电容器分别根据若干个逻辑信号，而由控制电压有条件地控制。每一有条件的可变电容器包含一第一可变电容器、一第二可变电容器、一第一多工器及一第二多工器。第一可变电容器由以第一极性连接的一第一电压控制。第二可变电容器由以一第二极性连接的一第二电压控制。第一多工器用以根据该些逻辑信号中的一对应的逻辑信号，在一第一直流(direct
‑
current，DC)电压与控制电压之间选择，以输出第一电压。第二多工器用以根据对应的逻辑信号，在一第二直流电压与一中间直流电压(medium DC voltage)之间选择，以输出第二电压。
[0012]在一实施例中，电压控制型振荡器包含一共振槽及一再生网络。共振槽包含一电感、一电容器及一可程序化的可调电容器。电感、电容器及可程序化的可调电容器并联连接，以根据一控制电压及若干个逻辑信号，决定于一共模节点的一振荡信号的一频率。再生网络用以于共模节点提供一负电阻，以维持一振荡。可程序化的可调电容器包含一固定的可变电容器及若干个有条件的可变电容器。固定的可变电容器由以一第一极性连接的控制电压控制。该些有条件的可变电容器分别根据该些逻辑信号，而由控制电压有条件地控制。每一有条件的可变电容器包含一第一可变电容器、一第二可变电容器、一第一多工器及一第二多工器。第一可变电容器由以第一极性连接的一第一电压控制。第二可变电容器由以一第二极性连接的一第二电压控制。第一多工器用以根据该些逻辑信号中的一对应的逻辑信号，在一第一直流电压与控制电压之间选择，以输出第一电压。第二多工器用以根据对应的逻辑信号，在一第二直流电压与一中间直流电压之间选择，以输出第二电压。
附图说明
[0013]图1为现有技术的电压控制型振荡器的示意图。
[0014]图2为本公开依据一实施例的电压控制型振荡器的示意图。
[0015]图3为本公开依据一实施例的可程序化的可调电容器的示意图。
[0016]符号说明
[0017]100：电压控制型振荡器(VCO)
[0018]110：可调谐共振槽
[0019]111：电感
[0020]112：电容器
[0021]113：可变电容器
[0022]114：可变电容器
[0023]120：再生网络
[0024]121：NMOS晶体管
[0025]122：NMOS晶体管
[0026]200：电压控制型振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可程序化的可调电容器，包含：一固定的可变电容器，由以一第一极性连接的一控制电压控制；及若干个有条件的可变电容器，分别根据若干个逻辑信号，而由该控制电压有条件地控制，其中每一该有条件的可变电容器包含：一第一可变电容器，由以该第一极性连接的一第一电压控制；一第二可变电容器，由以一第二极性连接的一第二电压控制；一第一多工器，用以根据该些逻辑信号中的一对应的逻辑信号，在一第一直流电压与该控制电压之间选择，以输出该第一电压；及一第二多工器，用以根据该对应的逻辑信号，在一第二直流电压与一中间直流电压之间选择，以输出该第二电压。2.如权利要求1所述的可程序化的可调电容器，其中该固定的可变电容器及该些有条件的可变电容器并联连接于共模节点的一振荡信号。3.如权利要求2所述的可程序化的可调电容器，其中该第一直流电压相等于该振荡信号的一第一界限，该第二直流电压相等于该振荡信号的一第二界限。4.如权利要求3所述的可程序化的可调电容器，其中，当该控制电压上升、该振荡信号的该第一界限为该振荡信号的一上限、及该振荡信号的该第二界限为该振荡信号的一下限时，该固定的可变电容器的一电容值降低。5.一种电压控制型振荡器，包含一共振槽及一再生网络，该共振槽包含一电感、一电容器及一可程序化的可调电容器，该电感、该电容器及该可程序化的可调电容器并联连接，以根据一控制电压及若干个逻辑信号，决定于一共模节点的一振荡信号的一频率，该再生网络用以于该共模节点提供一负电阻，以维持一振荡，其中，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：林嘉亮，
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：