[發明專利]倍頻器與相關方法

有效

• 申請號: 201310534539.0
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103812446A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 丁建裕;顏仕杰;謝明諭;王耀祺
• 申請（專利權）人: 晨星半導體股份有限公司
• 主分類號: H03B19/00
• 分類號: H03B19/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐偉

技術領域

本發明是關于一種倍頻器與相關方法，且特別是關于一種可將一輸入頻率倍頻為奇數倍、任意倍及/或可編程倍率的倍頻器與相關方法。

背景技術

頻率操控，包括頻率/頻率的產生與合成（synthesize）等等，是現代電子裝置的關鍵重點。舉例而言，順序邏輯（sequential?logic）電路，如處理器與控制器等，便需以頻率來觸發其正常運作；通訊、網絡、廣播及/或定位系統的發射器及/或接收器亦需要具有特定頻率的信號以進行信號處理、調變及/或解調變等等。

倍頻（乘頻）技術對頻率操控而言是十分有用的；倍頻的目的是使一輸出信號的頻率成為一輸入頻率的倍數；亦即，使輸出信號的頻率等于輸入頻率乘以一個倍率。若輸入頻率可呈現于一同相相位（in-phase）信號與一正交相位（quadrature?phase）信號，則一種習知的倍頻技術可運用數字運算提供2或4/3的倍率；然而，此種習知技術無法提供任意數值的倍率，缺乏運用上的彈性。另一種習知技術可提供偶數倍率，但無法提供奇數倍率。

另一種習知技術是利用模擬混波（analog?mixing）以實現倍頻，但會產生許多不必要的諧波（harmonics）。低頻諧波或互調（inter-modulation）是相當難以濾除的，且會在電路中形成突波干擾（spur）。高頻諧波雖能用電感-電容槽（inductor-capacitor?tank）或電阻-電容槽濾除，但會增加布局面積與成本。再者，電感-電容槽的輸出頻率為電感-電容共振頻率，十分容易受到電感、電容值影響，且難以編程。

發明內容

為克服習知技術的缺點，本發明提出一種倍頻器與相關方法，可提供任意值的倍率，包括奇數值。并且，倍頻的倍率是可編程的，以優化運用的彈性。

本發明的目的之一是提供一倍頻器，響應一輸入頻率的輸入信號而提供一輸出信號，其包括一波形產生器與一截波器；波形產生器用以響應輸入信號以產生一波形，截波器則耦接波形產生器，每當該波形跨越多個參考位準中的每一參考位準時，截波器會于輸出信號中引入轉態（transition）。

一實施例中，波形產生器在輸入信號為一第一邏輯位準時于該波形中形成一上升斜坡，并在輸入信號為一第二邏輯位準時于該波形中形成一下降斜坡。

一實施例中，倍頻器還包括多個比較器。各比較器耦接于波形產生器與截波器之間，用以對該波形與該些參考位準的其中之一進行比較，并據以提供一比較結果；截波器則依據這多個比較器的多個比較結果而于輸出信號中引入轉態。一實施例中，該些參考位準中的數個或全部為可編程的，截波器則可依據該些比較結果中的一可編程子集而于輸出信號中引入轉態。一實施例中，輸入信號的周期為輸出信號的周期乘以一倍率，且該些參考位準與該子集依據該倍率而被編程。一實施例中，倍頻器還包括多個選擇電路與一電壓供應器，各選擇電路耦接于該些比較器的其中之一，用以由多個候選參考位準中選出其中之一以作為該些參考位準的其中之一。電壓供應器則用以為各選擇電路提供該些候選參考位準。

一實施例中，倍頻器還包括一轉換器，用以周期性地分別將該波形的一取樣值轉換為一數字碼；當相鄰數字碼跨越該些參考位準的其中之一時，截波器于輸出信號中引入轉態。

一實施例中，各參考位準為該波形的峰間振幅（peak-to-peak?magnitude）的一分數（fraction）；舉例而言，該些參考位準可均分（等分）該波形的峰間振幅。

本發明的目的之一是提供一種用于倍頻的方法，可因應一輸入信號而提供一輸出信號，包含：響應輸入信號而產生一波形；以及，每當該波形與多個參考位準的其中之一相交時，將輸出信號反相。一實施例中，波形的產生包括：當輸入信號為一第一邏輯位準時，于該波形中形成一上升斜坡，以及，當輸入信號為一第二邏輯位準時，于該波形中形成一下降斜坡。

一實施例中，本發明方法還包括：以多個比較器的其中之一對該波形與該些參考位準的其中之一進行比較，并響應該些比較器的該些比較結果以將輸出信號反相。

一實施例中，本發明方法還包括：決定一倍率，依據該倍率決定該些參考位準的數目，并且，依據該倍率設定該些參考位準的數值，以使輸入信號的周期等于該倍率乘以該輸出信號的周期。

一實施例中，各該參考位準依據該波形的峰間振幅除以該倍率之商的倍數而設定。一實施例中，本發明方法還包括：測量該波形的峰間振幅。