脉冲辅助的lc储能振荡器的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉参考
[0002] 本申请要求于2013年12月11日提交的第61/914, 613号美国临时申请的权益。 上述申请的全部公开通过引用并入本文。
技术领域
[0003] 本公开涉及压控振荡器，并且更具体地涉及实施改进的电感器/电容器（LC)储能 (tank)振荡器的压控振荡器。
【背景技术】
[0004] 本文提供的背景描述用于总体呈现本公开构思的目的。目前指定的发明人的工 作（包括此【背景技术】部分所描述的工作）以及本描述中在提交时未证实为现有技术的各方 面，均既不明示也不暗示地被认为是针对本公开的现有技术。
[0005] 压控振荡器（VCO)生成的输出具有基于电压输入的振荡频率。通常使用模拟控制 和部件实现VC0。各种电子设备（诸如射频收发器）包括VC0。
[0006] 图1示出了包括接收电源电压VdC^A电感器/电容器（LC)储能电路104的示例 VCO 100。LC储能电路104包括一个或者多个与可调电容器C并联连接的电感器L。通过 调节电容器C控制LC储能电路（tank circuit) 104的输出的振荡频率。
【发明内容】
[0007] -种用于压控振荡器的脉冲生成电路包括被配置为检测压控振荡器的输出信号 的跨零时间的跨零检测器。跨零时间对应于输出信号从第一极性跨越到第二极性的时刻。 延迟电路被配置为等待基于跨零时间以及输出信号的电压峰值的延迟时段。脉冲生成模块 被配置为在延迟时段之后生成脉冲。能量注入器被配置为响应于脉冲在脉冲的持续期间将 电源电压连接到压控振荡器的输出信号。
[0008] -种系统包括被配置为生成输出电压的压控振荡器。第一脉冲生成电路被连接到 压控振荡器的第一输出电压节点。第一脉冲生成电路被配置为检测第一输出电压节点处 的输出电压的第一跨零时间，其中第一跨零时间对应于输出信号从第一极性跨越到第二极 性的第一时刻，并且基于第一跨零时间和第一延迟时段有选择地将电源电压连接到输出电 压。第二脉冲生成电路被连接到压控振荡器的第二输出电压节点。第二脉冲生成电路被配 置为检测第二输出电压节点处的输出电压的第二跨零时间，其中第二跨零时间对应于输出 信号从第一极性跨越到第二极性的第二时刻，并且基于第二跨零时间和第二延迟时段有选 择地将电源电压连接到输出电压。
[0009] -种用于压控振荡器的脉冲生成方法包括：检测压控振荡器的输出信号的跨零时 间，其中跨零时间对应于输出信号从第一极性跨越到第二极性的时刻；等待基于跨零时间 和输出信号的电压峰值的延迟时段；在延迟时段之后生成脉冲；并且，响应于脉冲，在脉冲 的持续期间将电源电压连接到压控振荡器的输出信号。
[0010] 通过【具体实施方式】、权利要求书以及附图，本公开的其它适用领域将变得显而易 见。【具体实施方式】和特定示例仅旨在说明目的而不旨在限制本公开的范围。
【附图说明】
[0011] 图1是根据现有技术的示例压控振荡器。
[0012] 图2是根据本公开原理的包括脉冲生成电路的示例压控振荡器。
[0013] 图3是根据本公开原理的更详细示出的包括脉冲生成电路的示例压控振荡器。
[0014] 图4示出了根据本公开原理的用于生成脉冲的示例延迟。
[0015] 图5是根据本公开原理的包括脉冲生成电路以及互补脉冲生成电路的示例压控 振荡器。
[0016] 图6是根据本公开原理的更详细示出的包括脉冲生成电路以及互补脉冲生成电 路的示例压控振荡器。
[0017] 图7是根据本公开原理的用于控制压控振荡器的示例方法。
[0018] 在附图中，可以重复使用参考编号以识别相似和/或相同元件。
【具体实施方式】
[0019] 通常以模拟方式控制压控振荡器（VCO)。例如，在操作期间，向VCO的电感器/电 容器（LC)储能电路提供电源电压，使得能量被存储在LC储能电路中。在谐振频率处，能量 在存储在LC储能电路的电容器中的电压能量和流经LC储能电路的一个或者多个电感器的 电流能量之间变化。然而，损耗与LC储能电路的现实世界的实现相关联，其可能抑制VCO 的输出信号的振荡频率。
[0020] 根据本公开原理的VCO实施一个或者多个脉冲生成电路，该脉冲生成电路被配置 为提供VCO的输出信号的数字反馈，从而提供数字控制。脉冲生成电路确定输出信号的电 压峰值的时序并且生成使得能量的对应脉冲被注入到输出信号中的数字脉冲（pulse)，或 者脉冲（impulse)。例如，脉冲生成电路检测输出信号的跨零并且估算输出信号的峰值（例 如，正或者负峰值）的时序。在预定的（校准的）或者计算的延迟（例如，基于跨零和峰值 之间的估算时段）之后，脉冲生成电路生成脉冲。脉冲在脉冲持续期间导通开关（例如，晶 体管），向LC储能电路提供附加能量（例如，电压）。
[0021] 图2示出了根据本公开原理的包括LC储能电路204以及脉冲生成电路208的示 例VCO 200。实施例还包括启动电路212。
[0022] 脉冲生成电路208与LC储能电路204的输出进行通信，其对应于VCO 200的输出 信号（0UT)，并且检测输出信号的跨零。在检测到输出信号的跨零时，脉冲生成电路208等 待预定的或者计算的延迟并且生成脉冲。延迟对应于紧接着VCO 200的输出信号的电压峰 值（例如，负电压峰值）之后的时间。仅为了示例，脉冲导通开关（例如，晶体管，如图3中 进一步详细示出的），其向LC储能电路204提供电源电压。由脉冲生成电路208提供的电 源电压上拉输出信号的电压。因此，脉冲使得提供自脉冲生成电路208(经由电源电压）的 能量回到LC储能电路204,优化了 VCO 200的输出信号。
[0023] 在VCO 200的启动期间（例如，上电期间），可以启用可选的启动电路212。启动 电路212提供电压（例如，具有与脉冲生成电路208的电源电压相反极性的电源电压），以 便在启动期间优化VC0200的效率。
[0024] 图3更详细地示出了示例VCO 300。V⑶300包括LC储能电路304、脉冲生成电 路308、以及启动电路312。LC储能电路304包括并联连接的电感器L和电容器C。LC储 能电路304接收电源电压￥(1(1 1并且生成对应于VCO 300的输出信号（OUT)的振荡输出电 压316。电容器C可以具有图3所示的可调电容器。调节电容器C的电容以调节输出电压 316的振荡频率。
[0025] 脉冲生成电路308包括反相器320、延迟电路324、脉冲生成模块308、以及开关 (例如，晶体管）332。脉冲生成电路308可以包括以自偏置或者外偏置布置的可选耦合电 容器336以便过滤接收自LC储能电路304的任何DC信号。
[0026] 反相器320作为跨零检测器操作以便检测LC储能电路304的输出电压316的跨 零（即，输出电压316从诸如正电压的第一极性到诸如负电压的第二极性的跨越）。反相 器320的输出指示输出电压316的跨零。如图3所述，仅当输出电压316从正电压跨越到 负电压时，反相器320可以提供指示跨零的输出。虽然被描述为反相器320,可以使用其它 合适的结构以指示输出电压316的跨零。
[0027] 延迟电路324接收反相器320的输出，并且在预定的或者计算的延迟之后，触发脉 冲生成模块328。例如，延迟电路324的输出可以响应于反相器320的指示跨零的输出并且 在延迟之后从第一状态改变到第二状态。在一些实施例中，延迟电路324是数字电路。仅 为了示例，第一状态对应于第一二进制数值（例如，〇)而第二状态对应于第二二进制数值 (例如，1)。
[0028] 延迟对应于基于输出电压316的跨零（从正到负）以及输出电压316的峰值（如 上所述，负电压峰值）的预定的或者计算的时段。具体而言，延迟对应于跨零和紧接着输出 电压的负峰值之后的时间之间的时段。仅为了示例，紧接着输出电压316的负峰值之后的 时间对应于小于或者等于输出信号316的周期的近似1/8、1/16、或者1/32。应该理解的是， 为了确定延迟的目的，输出电压316的峰值不需要必须是输出电压316的绝对最大值或者 最小值；该峰值可以是在接近该最大值或者最小值的范围内的数值。
[0029] 在一些实施例中，脉冲生成电路308可包括延迟计算模块340。延迟计算模块340 接收VCO 300的输出信号OUT并且相应地计算延迟。例如，延迟计算模块340监控输出信 号0UT，以便确定输出信号OUT的跨零和负峰值并且测量跨零和负峰值之间的时间。延迟计 算模块340基于跨零和负峰值之间的时间计算延迟。仅为了示例，可以根据Td = Τρ+Δ计 算延迟，其中Td对应于延迟、Tp对应于跨零和负峰值之间的时间、而△对应于负峰值和紧 接着负峰值之后的时刻之间的时间。
[0030] 脉冲生成模块328响应于从延迟电路324接收的触发生成脉冲（例如，单脉冲）。 仅为了示例，脉冲生成模块328被实现为数字电路。脉冲被作为能量注入器操作的晶体管 3