[發(fā)明專利]電壓控制振蕩器增益測(cè)量系統(tǒng)與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410352653.6
• 申請(qǐng)日: 2014-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN104135278B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 游世安;林育弘;劉先佑;廖芳仁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): H03L7/085
• 分類號(hào): H03L7/085;H03L7/099
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 黃嵩泉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于測(cè)量電壓控制振蕩器增益的裝置與方法，特別是有關(guān)于在一鎖相回路電路中實(shí)地測(cè)量其中的電壓控制振蕩器的增益的方法與裝置。

背景技術(shù)

許多目前的電子裝置，例如手機(jī)、電腦、個(gè)人數(shù)字助理(personal digital assistant,PDA)等等，皆需要高頻時(shí)脈信號(hào)才得以運(yùn)作。通常，這些時(shí)脈信號(hào)是利用鎖相回路(phase locked loop,PLL)來(lái)產(chǎn)生。

一般的鎖相回路電路包括相位偵測(cè)器(phase detector)、回路濾波器(loop filter)、電荷泵(charge pump)以及電壓控制振蕩器(voltage-controlled oscillator,VCO)。雖然所有元件皆執(zhí)行重要的功能，但由于電壓控制振蕩器提供輸出的高頻信號(hào)，因此電壓控制振蕩器是鎖相回路電路的核心，并且電壓控制振蕩器允許輸出信號(hào)的頻率能夠根據(jù)控制電壓信號(hào)而進(jìn)行調(diào)整。

設(shè)計(jì)鎖相回路電路時(shí)，一開始的設(shè)計(jì)重點(diǎn)即是選擇該電壓控制振蕩器的輸出頻率與控制電壓的比值。該增益(以下將稱之為K_VCO)代表在控制電壓的一既定變化下，電壓控制振蕩器的輸出頻率會(huì)變化多少。實(shí)際上，K_VCO通常會(huì)隨著控制電壓而改變，而非一常數(shù)。盡管如此，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程，將一定值的增益K_VCO作為近似增益K_VCO。在選定了增益K_VCO后，即可用以選定其他鎖相回路元件的參數(shù)。增益K_VCO影響了鎖相回路電路的效能，如鎖相回路電路的轉(zhuǎn)移函數(shù)以及頻率響應(yīng)。在此情況下，鎖相回路電路的設(shè)計(jì)以電壓控制振蕩器為依歸。

對(duì)于鎖相回路電路而言，增益K_VCO的選擇是依據(jù)所使用的電壓控制振蕩器而定。增益K_VCO的變化并非來(lái)自于電壓控制振蕩器設(shè)計(jì)時(shí)的缺陷所產(chǎn)生，而是來(lái)自于制造電壓控制振蕩器時(shí)所發(fā)生的制程偏移。

更具體來(lái)說(shuō)，電壓控制振蕩器包括多個(gè)元件，如晶體管，這些元件是經(jīng)由一些制造流程所制造。理想上，制造流程必須在每次制造時(shí)皆產(chǎn)生相同的元件(即具有相同參數(shù)的元件)。然而，實(shí)際上卻是不可能的。因此，用來(lái)組成該電壓控制振蕩器的元件會(huì)具有一些參數(shù)變異。有些元件可能其某些參數(shù)幾乎無(wú)法達(dá)到最低規(guī)格，而有些元件的參數(shù)會(huì)落在規(guī)格內(nèi)。因?yàn)檫@些制程偏異，不同電壓控制振蕩器的增益K_VCO會(huì)有些不同，即使這些電壓控制振蕩器均來(lái)自于相同的設(shè)計(jì)。此外，當(dāng)設(shè)計(jì)鎖相回路電路的補(bǔ)償濾波器時(shí)，會(huì)需要增益K_VCO的倒數(shù)，而計(jì)算倒數(shù)會(huì)需要額外的運(yùn)算資源。這也代表，我們需要一個(gè)有效率的裝置以及方法來(lái)測(cè)量鎖相回路電路的電壓控制振蕩器的增益K_VCO的倒數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一電壓控制振蕩器增益測(cè)量系統(tǒng)，包括：一電壓控制振蕩器、一電壓偵測(cè)器以及一處理器。上述電壓控制振蕩器設(shè)置于一鎖相回路電路中，根據(jù)一控制信號(hào)產(chǎn)生具有一輸出頻率的一輸出信號(hào)，其中上述控制信號(hào)由上述輸出信號(hào)除以一除數(shù)所得。上述電壓偵測(cè)器用以測(cè)量上述控制信號(hào)的一電壓差。上述處理器調(diào)整上述除數(shù)以產(chǎn)生上述輸出信號(hào)的一輸出頻率差，并利用上述電壓差除以上述輸出頻率差來(lái)得到上述電壓控制振蕩器的一增益的倒數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述鎖相回路電路還包括一除頻器，上述除頻器耦接至上述處理器，根據(jù)上述輸出信號(hào)產(chǎn)生具有一反饋頻率的一反饋信號(hào)，其中上述反饋頻率等于上述輸出頻率除以上述除數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述鎖相回路電路還包括：一相位偵測(cè)器、一電荷泵以及一濾波器。上述相位偵測(cè)器耦接至上述除頻器，通過(guò)比較一參考信號(hào)以及上述反饋信號(hào)而產(chǎn)生一電壓升降信號(hào)。上述電荷泵耦接至上述相位偵測(cè)器，接收上述電壓升降信號(hào)而產(chǎn)生一電流信號(hào)。上述濾波器耦接至上述電荷泵，接收上述電流信號(hào)以產(chǎn)生上述控制信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述電壓偵測(cè)器為一差分模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，還包括一開關(guān)，上述開關(guān)由上述處理器控制，將上述控制信號(hào)耦接至上述電壓偵測(cè)器的一第一節(jié)點(diǎn)以測(cè)量一第一電壓，并耦接上述控制信號(hào)至上述電壓偵測(cè)器的一第二節(jié)點(diǎn)以測(cè)量一第二電壓，其中上述電壓差為上述第一電壓以及上述第二電壓的差值。