具有多个开关电容器的反馈振荡器的制作方法

本文公开的示例实施例涉及使用振荡器电路生成信号。

背景技术：

1、信号发生器用于各种应用，包括智能手机、笔记本电脑、平板电脑、游戏装置以及其它类型的电子装置和系统。一些信号发生器使用振荡器形成用于其预期应用的周期信号。周期信号的例子包括用于控制半导体装置的时钟信号和用于在通信系统中传输语音和数据的载波。

2、一种类型的振荡器(称为反馈振荡器)使用反馈控制环路生成周期信号。控制环路以预定方式处理振荡器输出信号并将误差信号输入至运算放大器，运算放大器生成放大的误差信号。然后，误差信号用于校正振荡器信号中的偏差以呈现稳定频率。

3、然而，使用反馈振荡器的信号发生器有些缺点。例如，为了减少相位噪声和对系统误差的敏感性，可能想要增加环路增益。然而，增加反馈振荡器的环路增益会造成电流成比例增加，进而增加功耗。一些振荡器增加组件以尝试补偿这些影响，但这些组件增加了成本和复杂性，并且增大了信号发生器的整体大小，这在许多情况下可能是不希望的。

技术实现思路

1、根据一个或多个实施例，一种信号发生器包括：第一电压发生器，所述第一电压发生器被配置成生成第一电压；第二电压发生器，所述第二电压发生器被配置成生成第二电压；运算放大器，所述运算放大器被配置成基于所述第一电压和所述第二电压生成放大的误差信号；以及振荡器，所述振荡器被配置成基于所述放大的误差信号生成周期信号，其中所述第一电压发生器被配置成基于所述周期信号生成所述第一电压并且所述第二电压发生器被配置成基于所述周期信号生成所述第二电压。

2、所述第一电压可以基于所述周期信号中的频率偏差而变化；所述第二电压可以基于所述周期信号中的所述频率偏差而变化；并且所述第一电压和所述第二电压可以在相反方向上变化。所述第一电压可以是输入至所述运算放大器的第一反馈电压；并且所述第二电压可以是输入至所述运算放大器的第二反馈电压。所述第一电压发生器可以包括第一分压器；并且所述第二电压发生器可以包括第二分压器。

3、所述第一分压器可以包括第一电阻器和第二电阻器；所述第二分压器可以包括第三电阻器和第四电阻器；所述第一电阻器可以包括具有可变电阻的第一开关电容器电路；并且所述第三电阻器可以包括具有可变电阻的第二开关电容器电路。所述第一开关电容器电路在周期信号处于稳定状态时具有第一电阻且在所述周期信号不处于稳定状态时具有第二电阻；所述第二开关电容器电路在所述周期信号处于稳定状态时具有第三电阻且在所述周期信号不处于稳定状态时具有第四电阻；并且所述第一电阻和所述第三电阻中的每一个随着所述周期信号的频率改变而改变。

4、所述第二开关电容器电路可以包括：耦合到节点的电容器，所述节点耦合到所述第四电阻器和所述运算放大器的参考电压输入；第一开关，所述第一开关被配置成以产生所述第三电阻的配置选择性地耦合所述电容器；以及第二开关，所述第二开关被配置成以产生所述第四电阻的配置选择性地耦合所述电容器，其中所述第一开关和所述第二开关被配置成基于所述周期信号是处于第一状态还是第二状态而在不同时间被激活。所述第一电阻可以不同于所述第三电阻；并且所述第二电阻可以不同于所述第四电阻。

5、所述稳定状态可以包括当所述周期信号具有预定频率时；并且所述非稳定状态可以包括当所述周期信号具有与所述预定频率有偏差的频率时。所述振荡器可以被配置成基于所述振荡器的源电流生成具有所述预定频率的所述周期信号，并且所述放大的误差信号可以将所述周期信号从与所述预定频率有偏差的所述频率校正到所述预定频率而不改变所述振荡器的所述源电流。所述放大的误差信号可以将所述周期信号从与所述预定频率有偏差的所述频率校正到所述预定频率而不改变所述运算放大器的增益。在所述第二状态下输入至所述运算放大器的所述第一电压与所述第二电压之间的差可以大于在所述第一状态下输入至所述运算放大器的所述第一电压与所述第二电压之间的差。

6、根据一个或多个实施例，一种电路包括：控制器，所述控制器被配置成生成第一可变电压和第二可变电压；以及误差信号发生器，所述误差信号发生器被配置成基于所述第一可变电压和所述第二可变电压生成放大的误差信号，其中所述放大的误差信号被配置成校正周期信号中的频率偏差。

7、所述控制器可以包括：第一开关电容器电路，所述第一开关电容器电路在周期信号具有第一频率时具有第一电阻且在所述周期信号具有第二频率时具有第二电阻；和第二开关电容器，所述第二开关电容器在所述周期信号具有所述第一频率时具有第三电阻且在所述周期信号具有所述第二频率时具有第四电阻，并且其中所述控制器被配置成生成基于所述第一电阻而具有第一值和基于所述第二电阻而具有第二值的所述第一可变电压，并且生成基于所述第三电阻而具有第三值和基于所述第四电阻而具有第四值的所述第二可变电压，所述第一电阻和所述第三电阻中的每一个随着所述周期信号的频率改变而改变。

8、所述第一开关电容器电路可以基于反馈振荡器信号的状态而具有所述第一电阻或所述第二电阻；并且所述第二开关电容器可以基于所述反馈振荡器信号的所述状态而具有所述第三电阻或所述第四电阻，所述反馈振荡器信号指示所述周期信号是具有所述第一频率还是所述第二频率。所述第一频率可以是预定频率；并且所述第二频率可以对应于与所述预定频率的偏差。

9、所述控制器可以包括：第一分压器，所述第一分压器包括第一电阻器和第二电阻器；第二分压器，所述第二分压器包括第三电阻器和第四电阻器，并且其中所述第一电阻器基于所述第一开关电容器电路且所述第三电阻器基于所述第二开关电容器电路。所述第二开关电容器电路可以包括：耦合到节点的电容器，所述节点耦合到所述第四电阻器和所述信号发生器的参考电压输入；第一开关，所述第一开关被配置成以产生所述第三电阻的配置选择性地耦合所述电容器；以及第二开关，所述第二开关被配置成以产生所述第四电阻的配置选择性地耦合所述电容器，其中所述第一开关和所述第二开关被配置成基于所述周期信号是具有所述第一频率还是所述第二频率而在不同时间被激活。

10、所述第一可变电压可以对应于所述信号发生器的第二反馈信号，并且所述第二可变电压可以对应于所述信号发生器的第一反馈信号。所述信号发生器可以包括运算放大器，所述运算放大器被配置成生成所述误差信号。所述运算放大器可以被配置成基于所述第一可变电压与所述第二可变电压之间的差生成所述放大的误差信号。

技术特征：

1.一种信号发生器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的信号发生器，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的信号发生器，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的信号发生器，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的信号发生器，其特征在于，所述第二开关电容器电路包括：

8.根据权利要求6所述的信号发生器，其特征在于：

9.根据权利要求6所述的信号发生器，其特征在于：

10.一种电路，其特征在于，包括：

技术总结
一种信号发生器包括第一电压发生器、第二电压发生器、运算放大器和振荡器。所述第一电压发生器生成第一电压，并且所述第二电压发生器生成第二电压。所述运算放大器基于所述第一电压和所述第二电压生成放大的误差信号，并且所述振荡器基于所述放大的误差信号生成周期信号。所述第一电压发生器和所述第二电压发生器被配置成基于所述周期信号生成其相应电压。因此，可校正所述周期信号中的频率偏差，而不会例如增加所述振荡器的源电流或增加所述运算放大器的增益。另外，还可以通过增加环路增益而实现提高相位噪声性能。

技术研发人员：穆罕默德·卡姆兰,戴夫·塞巴斯蒂安·克劳肯斯托尔,哈里·内特博姆
受保护的技术使用者：恩智浦有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13