[发明专利]用于数字控制振荡器的控制电路和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年7月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0084099号的优先权，将其公开内容结合于此以供参考。

技术领域

本发明涉及一种用于数字控制振荡器的控制电路和使用该控制电路的用于数字控制振荡器的控制装置。

背景技术

在第四代（4G）系统（诸如长期演进（LTE）系统等）、蜂窝电话中的无线连接（诸如蓝牙、全球定位系统（GPS）、宽带码分多址（WCDMA）等）、诸如802.11a/b/g LAN的无线局域网（LAN）等中有所应用的用于生成载波频率的锁相环（PLL）电路已被广泛使用。根据现有技术的模拟型PLL电路需要高速运行的分频器，且其面积由于根据电流源噪声或精度限制的金属氧化物半导体（MOS）的宽长比而无法减小。

另外，由于由无源电阻器和电容器构成的环路滤波器，模拟型PLL电路占据了相对很大的面积，而且由于包括压控振荡器（VCO）缓冲器、本机振荡器（LO）缓冲器、输出缓冲器等，模拟型PLL电路可能会增加电流消耗，以保证所需模拟信号电平。此外，由于模拟型PLL电路对过程特性敏感的特征，每当过程改变时几乎所有的块均需重新设计，这导致制造时间和成本的增加。因此，对能解决上述问题的数字锁相环电路的需求正在持续增加。

在数字锁相环情况下，需要宽频带频率和多频带频率，且振荡器的LC谐振回路（resonance tank）需要大量电容器以在调谐区域内获得宽频带，使得数字锁相环占据很大面积。此外，当采用简单的无源电容值来进行频率调谐时，频率调谐变化根据电容值而增加，且振荡器的增益根据电容值而改变，这影响了相位噪声。另外，可能会消耗与电容器数量相对应的大量电流，并因此减小了数字控制振荡器的输出振幅，从而可能无法获得运行锁相环所需的振幅。

涉及数字控制振荡器的专利文献1公开了一种能在广泛意义上调谐频率的数字控制振荡器，但未公开数字控制振荡器的增益控制或振幅控制。此外，涉及数字控制振荡器的专利文献2公开了关于使用可编程变容二极管对数字控制振荡器进行增益控制的内容，但未公开使用负跨导电路对数字控制振荡器进行振幅控制。

[相关领域文献]

（专利文献1）韩国专利公开第2012-0023997号

（专利文献2）美国专利公开第2008/0136544号

发明内容

本发明的一个方面提供了一种用于数字控制振荡器的控制电路和装置，其能够使用由振幅控制单元生成的数字信号来控制数字控制振荡器的振幅，并使用由频率控制单元生成的数字信号来补偿由PVT条件产生的频率变化。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于数字控制振荡器的控制电路，包括：峰值检测电路，其检测由数字控制振荡器输出的信号的振幅；以及跨导控制电路，其将峰值检测电路的输出与预定基准信号相比较，以控制包括在数字控制振荡器中的负跨导电路的跨导值。

该跨导控制电路包括：第一比较器，其将由数字控制振荡器输出的信号的振幅量与预定第一基准信号的振幅量相比较，以根据比较结果生成数字输出信号。

第一比较器可在由数字控制振荡器输出的信号的振幅量低于第一基准信号的振幅量时，生成逻辑高电平信号作为数字输出信号，以及可在由数字控制振荡器输出的信号的振幅量高于第一基准信号的振幅量时，生成逻辑低电平信号作为数字输出信号。

跨导控制电路可包括：跨导组，其包括根据由第一比较器生成的数字输出信号来工作的多个跨导单元。

跨导单元可分别在数字输出信号为逻辑高电平信号时顺序工作。

跨导控制电路可包括：第二比较器，其将由数字控制振荡器输出的信号与预定第二基准信号相比较，以根据比较结果生成模拟控制信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于数字控制振荡器的控制电路，包括：计数器电路，其检测由数字控制振荡器输出的信号的频率；第一频率控制器，其将计数器电路的输出与预定基准频率相比较，以控制包括在数字控制振荡器中的电容器组的电容；以及第二频率控制器，其检测计数器电路的输出，以控制包括在数字控制振荡器中的变容二极管的电容。

第一频率控制器可在确定由数字控制振荡器输出的信号的频率高于预定基准频率时，生成逻辑高电平信号作为数字信号，以及可在确定由数字控制振荡器输出的信号的频率低于预定基准频率时，生成逻辑低电平信号作为数字信号。

电容器组可包括多个单元，其中，电阻器和电容器单元并联连接，电容器单元被由第一频率控制器输出的多个位选择性控制。