[发明专利]频率产生系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种信号产生系统，且特别是有关于一种频率产生系统。

背景技术

频率产生系统在通讯工程领域中扮演极重要的角色，特别是用以产生频率的锁相回路(PLL)，其应用范围相当广泛，诸如调变、解调、倍频、频率合成、载波同步、位元同步等均会应用到锁相回路的观念和技术。锁相回路是一种反馈回路，在回路中，利用反馈信号将输出时脉信号的频率及相位锁定在与输入参考时脉信号相同的频率及相位上。因此，在无线电通讯中，若因信号在传送中发生载波频率漂移现象时，在接收机上使用锁相回路便可使接收机的本地振荡频率随频率漂移而达到锁相的目的。

针对锁相回路内部的电压控制振荡器而言，根据其控制方式，锁相回路可区分为单路径(single-path)架构的锁相回路以及双路径(dual-path)架构的锁相回路。在高频通讯晶片的应用中，双路径架构的锁相回路所需布局面积(area)小，因此可有效降低制作成本(cost)。一般而言，此种设计架构的锁相回路，其电压控制振荡器(voltage-controlled oscillator，VCO)内部的可变电容器(varactor)的电容-电压特性曲线会因为制程上的差异或温度变化而有所漂移。此漂移现象会使得电压控制振荡器的频率增益(frequency gain)对锁相回路的上信号与下信号而言并不一致，因此经电压控制振荡器转换后的上信号与下信号便会呈现不对称的状态。此一不对称的状态会造成锁相回路所产生的锁相时脉即使在稳定之后仍带有突波杂讯(spur noise)，因而降低信号品质。

发明内容

本发明提供一种频率产生系统，可提供品质较良好的锁相时脉。

本发明提出一种频率产生系统，包括一锁相回路以及一控制信号产生单元。锁相回路输出一锁相时脉，并且利用一双路径架构来控制其内部的一电压控制振荡器。电压控制振荡器包括一可变电容器。控制信号产生单元耦接至锁相回路，配置在双路径其中之一，并且根据锁相回路的一上信号与一下信号，提供一上电压、一下电压或一中电压作为一第一控制信号，以控制电压控制振荡器。控制信号产生单元是响应于可变电容器的电气特性来提供中电压，以补偿第一控制信号。

在本发明的一实施例中，上述的控制信号产生单元包括一多工器单元以及一中电压产生单元。多工器单元根据上信号与下信号，选择提供上电压、下电压或中电压至电压控制振荡器。中电压产生单元耦接至多工器单元，提供中电压至多工器单元。中电压产生单元是响应于可变电容器的电气特性来提供中电压。

在本发明的一实施例中，上述的中电压产生单元包括一晶体管元件以及一偏压电流源。晶体管元件具有一第一端、一第二端及一控制端。晶体管元件的第一端耦接至其控制端，晶体管元件的第二端耦接至一接地电压。偏压电流源耦接至晶体管元件的第一端，并提供一偏压电流至晶体管元件。晶体管元件根据偏压电流经由第一端提供中电压至多工器单元。并且，晶体管元件是响应于可变电容器的电气特性来提供中电压。

在本发明的一实施例中，上述的中电压产生单元还包括一稳压电路。稳压电路耦接至晶体管元件的第一端，并接收中电压。中电压产生单元利用稳压电路来提供经稳压后的中电压至多工器单元。

在本发明的一实施例中，当上信号与下信号具有不同状态时，上述的多工器单元选择提供上电压或下电压至电压控制振荡器。

在本发明的一实施例中，当上信号与下信号具有相同状态时，上述的多工器单元选择提供中电压至电压控制振荡器。

在本发明的一实施例中，上述的上电压为频率产生系统的一系统电压。下电压为一接地电压。中电压介于系统电压与接地电压之间。

在本发明的一实施例中，上述的锁相回路包括一信息检测单元、一电荷泵电路、一回路滤波器以及一除频器。信息检测单元接收一参考时脉与一反馈信号，并根据参考时脉与反馈信号来产生上信号与下信号。电荷泵电路耦接至信息检测单元，配置在双路径其中的另一，并且根据锁相回路的上信号与下信号，提供上电压或下电压作为一第二控制信号，以控制电压控制振荡器。回路滤波器耦接至电荷泵电路，配置在双路径其中的另一，接收第二控制信号，并提供经滤波后的第二控制信号至电压控制振荡器。除频器耦接至电压控制振荡器，将锁相时脉除频后输出反馈信号给信息检测单元。

在本发明的一实施例中，上述的电压控制振荡器耦接至回路滤波器，接收第一控制信号与第二控制信号，产生锁相时脉。