對稱化壓控振蕩器系統的製作方法
2023-09-16 18:49:30 1
專利名稱：對稱化壓控振蕩器系統的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種半導體壓控振蕩器，特別是關於高線性度訊號調變壓控振蕩器的整合改良設計。
背景技術：
隨著行動電話的普及，無線架構與電路技術分外受到重視。此外，近年互補式金氧半導體(CMOS)技術的微縮化造成MOS元件其射頻(RF)特性大幅提升。金氧半導體射頻技術改良其中一例，就是利用低成本金氧半導體CMOS技術，實現單晶收發器(transceiver)的設計。故金氧半導體射頻RF CMOS集成電路(IC)技術已進步至可應用於商業用途。
無線通訊收發器的關鍵組件之一為壓控振蕩器，其是頻率合成器的一部分，而頻率合成器可產生產生本地振蕩(LO)信號，以向上升頻(up-conversion)與向下降頻(down-conversion)調整基頻信號。對互補金屬氧化半導體裝置(CMOS devices)的單晶整合而言，由於電感-電容(LC)槽式振蕩器具有較佳的相對相位雜訊與較低的功率消耗，使其較其他類振蕩器為佳。儘管壓控振蕩器相關技術持續改良中，然而，對RF收發器的設計而言，壓控振蕩器的設計仍為其主要瓶頸及挑戰。這類挑戰包括了降低相位雜訊、功率消耗、及優化(optimizing)頻率調諧(tuning)範圍。在LC槽式壓控振蕩器中，相位雜訊與功率消耗主要和該槽的品質因素(Q)及可變電容(varactor)的非線性度有關，該可變電容是特別設計的PN接面二極體，其電容值於逆向偏壓模式下會劇烈變化。可變電容的類型有好幾種PN接面、標準模式p/nMOS、或累積模式p/nMOS的可變電容。頻率調諧範圍取決於該可變電容的調整範圍及該壓控振蕩器的寄生特性。因此，首要目標就是使該電感與可變電容的效能表現達到最佳狀態。施加至該壓控振蕩器的控制電壓可改變該可變電容的電容值，藉此定出該壓控振蕩器的振蕩頻率。該電感L與並接的電容C依以下方程式決定該壓控振蕩器的振蕩頻率ff＝1/2π(LC)1/2可變電容是用以涵蓋一特定頻帶。壓控振蕩器的主動元件可克服該槽內的耗損。為減少該壓控振蕩器的相位雜訊，該槽的被動組成需具備一高品質因素(Q)值，因為該槽的品質因素是以平方關係影響該壓控振蕩器的相位雜訊。在適合行動通訊的頻率，集成電感的品質因素(Q)值通常遠低於普通二極體或MOS可變電容。在這些應用中，電感可決定最差狀況的相位雜訊及該壓控振蕩器是否符合規格。
集成電感的效能會受到基板中不必要電流所造成的損耗、或該電感線圈的串接電阻的強烈影響。在數位CMOS技術中，其金屬層厚度遠小於用在雙載子電晶體與BiCMOS雙載子金氧半導體技術中金屬層的厚度，因而造成串接電阻大幅上升。再者，該基板摻雜濃度高，因此造成大的基板損耗。數位CMOS技術允許在同一晶片整合數位與類比功能，而不會造成其製造成本呈指數增加。
此外，傳統的壓控振蕩器需要大晶粒尺寸，低線性度，且無信號調變力。而電路布局的寄生效應更加大了設定振蕩頻率的變化性，因此，無法可靠預測出振蕩頻率。
由此可見，上述現有的壓控振蕩器系統在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決壓控振蕩器系統存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的壓控振蕩器系統，便成了當前業界極需改進的目標。
有鑑於上述現有的壓控振蕩器系統存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的對稱化壓控振蕩器系統，能夠改進一般現有的壓控振蕩器系統，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經反覆試作樣品及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。
發明內容
本發明的目的在於，克服現有的壓控振蕩器系統存在的缺陷，而提供一種新型結構的對稱化壓控振蕩器系統，所要解決的技術問題是使其結合了較小機板面積(footprint)、較低電路寄生現象、較高線性度、穩定的設定振蕩頻率、及多重頻率波段容量等特性，從而更加適於實用。
本發明的另一目的在於，克服現有的壓控振蕩器系統存在的缺陷，而提供一種新型結構的對稱化亞空振蕩器系統，所要解決的技術問題是使其可以改善振蕩器的可靠度，效率及可控制度，從而更加適於實用。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一壓控振蕩器系統，其包括一頻率調諧電路，用以接收一頻率調諧訊號及一頻率調諧偏壓訊號；一調變電路，與該頻率調諧電路並接；至少一頻帶調諧電路，和該頻率調諧電路並連，具有至少一可接收至少一頻帶調諧訊號及至少一切換訊號的切換電路；以及一核心電路，連接該頻率調諧電路，該調變電路，及該頻帶調諧電路，可提供一第一輸出與一和該第一輸出互補的第二輸出；其中，該核心電路具有至少一電感模組，以提供預設電感；其中，在確認切換訊號後，使該切換電路啟動該頻帶調諧電路，以配合該頻率調諧電路，藉以使得該第一輸出與該第二輸出具有一輸出頻率，該輸出頻率是取決於該核心電路、該頻率調諧電路、該調變電路及該頻帶調諧電路的一總電感及一總電容，且該總電容是經由調整該頻率調諧訊號、該頻率調諧偏壓訊號及該頻帶調諧訊號所控制，使該輸出頻率為一預設頻率；以及其中，該壓控振蕩器系統的所有組成元件皆是對稱設置。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻率調諧電路是和該調變電路整合在一起。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的整合頻率調諧及調變電路更包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別連接到該第一及第二輸出；一第一可變電容組，具有一第一可變電容及一第二可變電容，和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；一電阻群，包括有一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；一第二可變電容組，具有一第三可變電容及一第四可變電容，和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第三及第四可變電容的中點連接到該調變訊號；其中，該第一及第二可變電容組，及該電阻群是以並連方式耦接，而後一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其更包括一鎖相迴路頻率合成器，基於至少該輸出其中之一，提供該頻率調諧訊號；以及一連接到該調變電路的控制電路，以提供該調變訊號，及該頻率調諧偏壓訊號。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻率調諧電路包括該調變電路，獨立於一頻率調諧模組，兩者以並接方式耦接。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻率調諧模組更包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的調變電路還包括一第一電容及一第二電容，互相串接，且其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該調變訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到一電氣接地端；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻帶調諧電路還包括一第一及一第二電容模組，具有一第一及第二預設電容，兩電容其第一端耦接到該第一及第二輸出；一第一及第二電阻互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩電阻的中點是由該頻帶調諧所控制；以及一第一及一第二開關互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩開關的中點耦接到一電氣接地端；其中，當該切換訊號到達該開關的閘極時，該第一及第二電容模組是以串接方式耦接。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的電容模組是可變電容。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其進一步包含一核心電路，和該頻率調諧電路及該頻帶調諧電路並接，可提供一振蕩機制。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的核心電路還包括至少一PMOS交互耦接電晶體結構，具有至少一對交互耦接PMOS電晶體，其源極耦接到一電源；以及至少一NMOS交互耦接電晶體結構，具有至少一對交互耦接NMOS電晶體，其源極耦接到一電氣接地端；其中，該PMOS及NMOS電晶體的汲極，皆耦接到該第一或第二輸出；以及其中，一PMOS或NMOS電晶體的一閘極是交互耦接到對應成對的另一PMOS或NMOS電晶體的一汲極。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的核心電路還包括至少一NMOS交互耦接電晶體結構，具有至少一第一及第二交互耦接NMOS電晶體，其源極耦接到一電氣接地端，而其汲極耦接到該第一及第二輸出；一第一電感模組耦接在一電源和該第一輸出之間；以及一第二電感模組耦接在該電源和該第二輸出之間其中，該第一及第二NMOS電晶體閘極是分別交互耦接到該第二及第一NMOS電晶體的汲極。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的核心電路還包括至少一PMOS交互耦接電晶體結構，具有至少一第一及一第二交互耦接PMOS電晶體，其源極耦接到一電源，而其汲極耦接到該第一及第二輸出；一第一電感模組耦接在一接地端和該第一輸出之間；以及一第二電感模組耦接在該接地端和該第二輸出之間；其中，該第一及第二PMOS電晶體的閘極是分別交互耦接到該第二及第一NMOS電晶體的汲極。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下的技術方案來實現。依據本發明提出的一壓控振蕩器系統，其包括一頻率調諧電路，用以接收一頻率調諧訊號及一頻率調諧偏壓訊號；一調變電路，與該頻率調諧電路並接；至少一頻帶調諧電路，和該頻率調諧電路並連，具有至少一可接收至少一頻帶調諧訊號及至少一切換訊號的切換電路；一鎖相迴路頻率合成器，基於至少該輸出其中之一，提供該頻率調諧訊號；一連接到該調變電路的控制電路，以提供該調變訊號，及該頻率調諧偏壓訊號；以及一核心電路，連接該頻率調諧電路，該調變電路，及該頻帶調諧電路，可提供一第一輸出與一和該第一輸出互補的第二輸出；其中，該核心電路具有至少一電感模組，以提供預設電感；其中，在確認切換訊號後，使該切換電路啟動該頻帶調諧電路，以配合該頻率調諧電路，藉以使得該第一輸出與該第二輸出具有一輸出頻率，該輸出頻率是取決於該核心電路、該頻率調諧電路、該調變電路及該頻帶調諧電路的一總電感及一總電容，且該總電容是經由調整該頻率調諧訊號、該頻率調諧偏壓訊號及該頻帶調諧訊號所控制，使該輸出頻率為一預設頻率；以及其中，該壓控振蕩器系統的所有組成元件皆是對稱設置。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻率調諧電路整合該調變電路，還包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容組，具有第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；一電阻群，具有一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；以及一第二可變電容組，具有一第三可變電容及一第四可變電容，和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第三及第四可變電容的中點連接到該調變訊號；其中，該第一及第二可變電容組，及該電阻群是以並連方式耦接，而後一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻率調諧電路包括該調變電路，獨立於一頻率調諧模組，兩者以並接方式耦接。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻率調諧模組還包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該訊號調諧偏壓訊號；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的調變電路還包括一第一電容及一第二電容，互相串接，且其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該調變訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到一電氣接地端；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻帶調諧電路還包括一第一及一第二電容模組，具有一第一及第二預設電容，兩電容其第一端耦接到該第一及第二輸出；一第一及第二電阻互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩電阻的中點是由該頻帶調諧所控制；以及一第一及一第二開關互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩開關的中點耦接到一電氣接地端；其中，當該切換訊號到達該開關的閘極時，該第一及第二電容模組是以串接方式耦接。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其更包括一核心電路，和該頻率調諧電路及該頻帶調諧電路並接，可提供一振蕩機制；該核心電路具有至少一可提供一負電阻的交互耦接電晶體結構，及至少一對稱設置的電感模組。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一壓控振蕩器系統，其包括一頻率調諧電路，用以接收一頻率調諧訊號及一頻率調諧偏壓訊號；一調變電路，與該頻率調諧電路並接；至少一頻帶調諧電路，和該頻率調諧電路並連，具有至少一可接收至少一頻帶調諧訊號及至少一切換訊號的切換電路；該頻帶調諧電路還包括一第一及一第二電容模組，具有一第一及第二預設電容，兩電容其第一端耦接到該第一及第二輸出；一第一及第二電阻互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩電阻的中點是由該頻帶調諧所控制；以及一第一及一第二開關互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩開關的中點耦接到一電氣接地端；其中，當該切換訊號到達該開關的閘極時，該第一及第二電容模組是以串接方式耦接；一鎖相迴路頻率合成器，基於至少該輸出其中之一，提供該頻率調諧訊號；一連接到該調變電路的控制電路，以提供該調變訊號，及該頻率調諧偏壓訊號；以及一核心電路，連接該頻率調諧電路，該調變電路，及該頻帶調諧電路，可提供一第一輸出與一和該第一輸出互補的第二輸出；其中，該核心電路具有至少一電感模組，以提供預設電感；其中，在確認切換訊號後，使該切換電路啟動該頻帶調諧電路，以配合該頻率調諧電路，藉以使得該第一輸出與該第二輸出具有一輸出頻率，該輸出頻率是取決於該核心電路、該頻率調諧電路、該調變電路及該頻帶調諧電路的一總電感及一總電容，且該總電容是經由調整該頻率調諧訊號、該頻率調諧偏壓訊號及該頻帶調諧訊號所控制，使該輸出頻率為一預設頻率；以及其中，該壓控振蕩器系統的所有組成元件皆是對稱設置。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻率調諧電路整合該調變電路，還包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容組，具有一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；一電阻群，具有一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；以及一第二可變電容組，具有一第三可變電容及一第四可變電容，和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第三及第四可變電容的中點連接到該調變訊號；其中，該第一及第二可變電容組，及該電阻群是以並連方式耦接，而後一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其中所述的頻率調諧電路包括該調變電路，獨立於一頻率調諧模組，兩者以並接方式耦接，其中該頻率調諧模組還包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間；其中，該調變電路更進一步包括一第一電容及一第二電容，互相串接，且其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該調變訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到一電氣接地端；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
前述的對稱化壓控振蕩器系統，其進一步包括一核心電路，和該頻率調諧電路及該頻帶調諧電路並接，可提供一振蕩機制，該核心電路具有至少一可提供一負電阻的交互耦接電晶體結構，及至少一對稱設置的電感模組。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本發明是有關於一種對稱化壓控振蕩器系統，其包括一頻率調諧電路、一調變電路與該頻率調諧電路並接，具有至少一切換電路的一頻帶調諧電路，和該頻率調諧電路並連，一核心電路，連接該頻率調諧電路，該調變電路，及該頻帶調諧電路，其中在確認切換訊號，同時調整頻率調諧訊號，頻率調諧偏壓訊號和頻帶調諧訊號後，可使切換電路啟動頻帶調諧電路，以配合頻率調諧電路，決定預設的輸出頻率， 該輸出頻率是取決於該核心電路，該頻率調諧電路，該調變電路及該頻帶調諧電路的總電感及總電容。
藉由上述技術方案，本發明對稱化壓控振蕩器系統至少具有下列優點本發明對稱化壓控振蕩器利用一互補交互耦接結構及一對稱式設計。相較於傳統使用不對稱電感的設計，這些實施例在一特定的功率消耗下，可大幅改善輸出電壓擺幅(voltage swing)及相位雜訊(分別達65％與2.3dB)。同時，和傳統電感設計相比，所需晶片面積可縮減達36％之多。
綜上所述，本發明特殊結構的對稱化壓控振蕩器系統，其具有上述諸多的優點及實用價值，並在同類產品中未見有類似的結構設計公開發表或使用而確屬創新，其不論在產品結構或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，並產生了好用及實用的效果，且較現有的壓控振蕩器系統具有增進的多項功效，從而更加適於實用，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。
圖1是表示一個傳統LC槽式壓控振蕩器系統電路。
圖2是表示本發明一實施例的一LC槽式對稱化壓控振蕩器系統的一方塊圖。
圖3是表示本發明的一實施例的整合式LC槽式對稱化壓控振蕩器電路圖。
圖4是表示本發明的一實施例的分離式LC槽式對稱化壓控振蕩器電路圖。
圖5是表示本發明的一實施例的另一分離式LC槽式對稱化壓控振蕩器電路圖。
100傳統LC槽式對稱化壓控振蕩器系統電路102、322、324、334、336、422、424、440、442可變電容104、505A、505B電感106NMOS交互耦接的MOSFET結構108定流電源
200高線性度、信號調變的對稱化LC槽式壓控振蕩器系統202頻率調諧電路204調變電路206頻帶調諧電路208核心電路212鎖相迴路(PLL)模組214外部控制電路300對稱化LC槽式壓控振蕩器電路302、304頻帶調諧電路306、406、505電感模組308PMOS、310NMOS交互耦接的電晶體結構312第一電源316、330、332、346、348、430、432、434、448、450、451、466、467節點318、320、418、420、436、438電容326、328、426、428、444、446電阻338、340電容模組342、344、458、460切換模組350、352、468、470調諧電阻400對稱化LC槽式壓控振蕩器電路401頻率調諧電路402調變電路403頻率調諧模組404頻帶調諧電路408PMOS、410NMOS、506NMOS交互耦接電晶體結構412、508電源416電氣接地端或VSS452、454、456電容切換電路462、464切換電容500對稱式LC槽式壓控振蕩器電路501頻率調諧電路502調變電路503調諧模組504頻帶調諧電路
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的對稱化壓控振蕩器系統其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。
以下將詳細描述此效能更佳的LC槽式壓控振蕩器電路。
圖1是一傳統LC槽式壓控振蕩器系統電路100。電路100包括二可變電容102、二電感104、二NMOS交互耦接的MOSFET結構106、及一定流電源108。該NMOS交互耦接的MOSFET結構106提供必需的負電阻以消除該共振器的損耗。根據Barkhaussen定律，當迴圈增益大於1且當該阻抗的虛部為零時，振蕩便發生。該對稱化壓控振蕩器系統振蕩頻率由以下方程式決定f＝1/2π(LC)1/2其中L是該二電感104的總電感，而C是包括該二可變電容102及一電路寄生電容的網路電容。
由於此設計並未採用一對稱化架構，其寄生電容可能極大且無法確定。如此一來，無法利用該電路100具備一大的寄生電容準確預測該對稱化壓控振蕩器系統的輸出頻率。注意該電路100並無一內建的調變功能，因此需一外部調變電路。還有，該電路100線性度低，從而在輸出時會產生額外的閃爍(flicker)雜訊。由於此設計非對稱的架構，偶次模式諧波無法被抑制。基於以上因素，無法準確可信地預測該整個LC槽式電路的加載(loaded)品質因素。
圖2是本發明一實施例的一高線性度、信號調變的對稱化LC槽式壓控振蕩器系統200的一方塊圖。該系統200包括一頻率調諧電路202、一調變電路204、一頻帶調諧電路206、一核心電路208、及在特定的輸出頻率下，一或多壓控振蕩器系統輸出，如互補的OUTPUT_P和OUTPUT_N。該頻率調諧電路202，偕同該頻帶調諧電路206，及某種程度上有作用的調變電路204，一起控制輸出頻率。基本上，該頻率調諧電路202提供了第一層的頻率調諧，以此為基礎，頻帶調諧電路206進一步提供另一層的頻率調諧，兩者一起決定該壓控振蕩器系統200的輸出頻率及相位。
為了穩定輸出頻率及相位，可選用一鎖相回饋機制，該機制使用一頻率調諧訊號，例如一VTUNE回饋信號，可提供本實施例一回饋電壓。此回饋電壓準位是取決於頻率調諧電路202中的可變電容類型，其類型包括PN接面、標準模式P/NMOS、或累積模式P/NMOS。一鎖相迴路(PLL)模組212，例如一鎖相迴路頻率合成器(PLL frequency synthesizer)，根據該壓控振蕩器電路的輸出，提供該VTUNE信號。該鎖相迴路(PLL)模組212可藉電壓變化，改變該可變電容的電容值，以提供精確的壓控振蕩器輸出頻率控制與相位控制。
本發明可能還包括另一可產生調諧及調變相關控制訊號，如一頻率調諧偏壓訊號VTUNE_BIAS及一調變訊號VTUNE_MODULATION的外部控制電路214。此外部控制電路可以是像類比基帶電路(analog baseband circuit)一類的外部類比來源電路。例如，在頻帶調諧電路206內，當接收到一或多個切換訊號(如「A1 SWITCH」，「A2 SWITCH」…「AN SWITCH」)。時，可選擇/操作一或多個頻帶，以啟動特定電路。該頻率調諧偏壓訊號VTUNE_BIAS、頻帶調諧訊號VTUNE_BAND和切換訊號一起，可微調頻率。根據其電路設計，該壓控振蕩器可包含單一個或多數個頻帶。
從該外部控制電路提供一調變電壓，該調變訊號VTUNE_MODULATION可調節該壓控振蕩器的輸出。該調變訊號VTUNE_MODULATION改變了作用在調變可變電容上的電壓。例如振幅調變，頻率調變，及等頻移鍵控，(frequencyshift keying)任一類調變皆可用於調變壓控振蕩器的輸出頻率。
據了解，該頻率調諧電路202，該頻帶調諧電路206及該調變電路204皆具有可變電容。這些可變電容可以是同一類型，也可以是不同類型。這類可變電容的類型包括PN接面、標準模式P/NMOS、或累積模式P/NMOS。
圖3是顯示了本發明的一實施例的一對稱化LC槽式壓控振蕩器電路300。該電路300包含了一頻率調諧電路，和一調變電路相整合的電路302，一含有至少一切換電路的頻帶調諧電路304、一電感模組306及一具有一PMOS交互耦接的電晶體結構308和一NMOS交互耦接的電晶體結構310的核心電路。該電路300提供了兩互補的輸出OUTPUT_P和OUTPUT_N。據了解，該電路300可藉標準CMOS製程，製造生成於一半導體基板上。在一CMOS基板上製造的電路300，佔較小機板面積(footprint)，因此相較於傳統壓控振蕩器的設計，製造成本較低。
在此例中，經由該核心電路，該電路300從一第一電源312如VCC處取得電力，而且在節點316處，連接到一第二電源，如一電氣接地端，或VSS。該電路300的架構具絕佳對稱性，因為其電晶體結構308和310，該」整合型」頻率調諧電路302，頻帶調諧電路304，及該電感306皆是以對稱方式排列設置。相較於傳統壓控振蕩器的設計，這類對稱式壓控振蕩器的設計，可減少壓控振蕩器偶次模式諧波，降低任何向上轉換的閃爍雜訊，及減少壓控振蕩器輸出的電路寄生。此外，連續的輸出可提供更好的訊號品質，同時減少傳統壓控振蕩器設計常出現的問題，如訊號失真(signal distortion)及雜訊的產生等。
據了解，該」整合型」頻率調諧電路302提供了電路300相位鎖定及調變力，雖然此調變性也可由和該」整合型」頻率調諧電路302並連耦接的一分離電路所提供。在本實施例中，該回饋頻率調諧訊號VTUNE可調整壓控振蕩器的輸出頻率及相位。整合的頻率調諧電路包括至少一電容318，經由一節點330和一可變電容322串接，以及一電容320，經由一節點332和一可變電容324串接。此串接增加了該」整合型」頻率調諧電路302的線性度。同時該電容318和320分別和電阻326和328串接。該電阻326和電容318，如同電阻328和電容320，可被視為一整合式差分低通濾波器(differential low-pass filter)，用以消除外部雜訊。該VTUNE_BIAS訊號具有預設電壓，可由一圖中未示的外部控制電路供給。此電壓訊號是由該」整合型」頻率調諧電路302，在電阻326和328之間某一點處接收，藉此影響節點330和332的電壓，以控制可變電容322、324、334及336。VTUNE_BIAS所支援的預設電壓準位，取決於該」整合型」頻率調諧電路302內可變電容的種類。
該」整合型」頻率調諧電路302的調變部分包括至少一可變電容334，其一端連接到節點330，而另一端可接收該調變訊號VTUNE_MODULATION。同樣地，該可變電容336有一端連接到節點332，而另一端也可接收該調變訊號VTUNE_MODULATION。如圖2所示，該調變訊號VTUNE_MODULATION可由一外部控制電路，如一類比基頻(Analog Basebond)電路所提供。據了解，壓控振蕩器的輸出頻率，可使用振幅調變，頻率調變，及等頻移鍵控(Frequencyshift keying)，或其他調變類型加以調變。如圖所示，通過三種控制信號VTUNE，VTUNE_BIAS，及VTUNE_MODULATION，及整合頻率調諧電路的對稱結構，調整所有可變電容的電壓，以調整頻率，鎖定相位，及調變輸出。
如圖所示，和該整合頻率調諧電路分離的頻帶調諧電路304，通過如可變電容338和340等電容模組，引入外加電容到該壓控振蕩器電路，借著改變VCO的總電容，進而改變該壓控振蕩器的輸出頻率。電容模組338和340也可以是具有固定電容的電容器。該頻帶調諧電路可被一「A SWITCH」訊號啟動。該訊號可活化切換模組342及344，以電氣連結該可變電容338及340。如圖所示，該切換模組342及344是NMOS電晶體，但它們也可以是PMOS電晶體。據了解，該「A SWITCH」訊號可由外部電路產生，是設定用以控制該電路300所需頻率。要注意該切換模組342及344的源極是在一節點346連接至接地端。即使源極並未連接到接地端，該節點仍是一虛擬AC接地端，因為它是位於電路300的中點，藉此不但可降低串接電阻，還可進一步增加該電路300的的品質因素。
頻帶調諧訊號VTUNE_BAND」也有由一外部電路所提供的預設電壓。此頻帶調諧訊號提供一位於調諧電阻350和352間的節點348，一預設電壓，而調諧電阻350和352的另一端則分別連接到切換模組342及344的汲極。此頻帶調諧訊號可經由調諧電阻350和352，分別提供電壓給該可變電容338及340，以改變該可變電容的電容值，因此影響該壓控振蕩器的輸出OUTPUT_P及OUTPUT_N的輸出頻率。該調諧電阻350及可變電容338電容值的組合，如同調諧電阻352及可變電容340電容值的組合，可被視為一差分低通濾波器，用於降低或消除外部雜訊。
電晶體結構308及310提供必要的負電阻，以增加電源，藉此補償該LC共振槽(包括有該電感及可提供頻率調諧電路及頻帶調諧電路的電容)的損耗。同時，適當選擇這些交互耦接電晶體結構308和310的電氣特性，可大幅減少閃爍雜訊的向上轉換(up-conversion)。
將可變電容及電感306對稱整合成該LC槽壓控振蕩器對電路300的效能影響甚巨。一適當的對稱式設計，可降低該電路的寄生電容，因而改善其振蕩效率。再者電容318和320，可串接到可變電容322和324，進而串接到可變電容334和336。此串列連接性可增加可變電容的線性度。第二個優點是該頻率調諧電路302，該頻帶調諧電路304，該電晶體結構308和310，及該電感306的絕佳對稱性。相較於傳統壓控振蕩器，此設計對稱性不只降低了壓控振蕩器偶次模式諧波，也減少壓控振蕩器輸出的閃爍雜訊。頻率調諧電路302的第三個優點是內建訊號調變及回饋相位鎖定(feedbackphase lock)功能。內建調變功能可免除對外接訊號調變器的需求，因而降低晶片尺寸(縮減尺寸達35to45％)及製造成本。持續的輸出可提供更好的訊號品質，並減少傳統壓控振蕩器設計中常見的訊號失真(signaldistortion)及雜訊的產生等問題。同時，在頻率調諧電路302及頻帶調諧電路304中的內建低通濾波器可消除外部雜訊，而不需額外的元件。最後，此整合性設計可省略某些電路元件，更緊密整合其功能性，而且所佔機板面積較小。經過整合後，可輕易補償電路寄生現象，因此能輕鬆且準確地計算該電路300的整體加載品質因素。
熟知本技藝的人士應了解輸出頻率和壓控振蕩器電路中的電容，電感間的關係，是以下列數學方程式表示f∝1/(L(C1+C2))1/2其中C1是頻率調諧電路302的總電容，C2是頻帶調諧電路304的總電容，而L大部分是由電感元件306所提供的電感值。如前所示，假設電感值L幾乎不變時，頻率調諧大多由總電容C1和C2所控制。同時，C1會受到可變電容318，320，334，和336的影響，這些可變電容可依設計需要，相同或有所不同。同樣地，C2會受到可變電容338和340的影響，此兩可變電容可依設計需要，相同或有所不同，如此一來，可通過各種方式達成頻率調節。例如，可設定可變電容318、320、334和336，以提供一預設的總電容，而可變電容338和340可調整成預設電容值的四分之一、一半、四分之三，以調節頻率。
圖4為本發明另一實施例的一個對稱化LC槽式壓控振蕩器電路400。顯而易見，該電路400有數種數位調諧頻帶結構。電路400包括一頻率調諧電路401，由一單獨調變電路402及一頻率調諧模組403並連組成，一具有數個切換電路的頻帶調諧電路404、一電感模組406、一具有一PMOS交互耦接電晶體結構408以及一NMOS交互耦接電晶體結構410的核心電路。該電路400產生了輸出OUTPUT_P和OUTPUT_N。該電路400是從一第一電源412如VCC獲得電力，同時連接到另一處，如電氣接地端或VSS 416。電路400是在CMOS基板上製成，因此相較於傳統的壓控振蕩器，所佔機板面積較小，同時降低製造成本。電路400的架構具絕佳的對稱性在於該電晶體408和410，頻率調諧電路401，頻帶調諧電路404，及電感406的電路設計皆為對稱型。
相較於圖3所示的電路，該頻率調諧電路401是一」分離式」設計，因為該單獨調變電路402及該頻率調諧模組403是兩個獨立的電路，以並連方式相接，且都和兩輸出相連。此分離設計，可以只採用一或兩電路，以符合最小電路的特殊設計規格，因而儘可能降低對機板面積的需求。
該調變電路402包含電容418和420，分別通過節點430及432，和可變電容422和424串接。該可變電容422和424可以是PN接面可變電容。電容418及420，則分別通過節點430及432，和電阻426及428串接。在此實施例中，電阻426和及428進一步通過節點434接地，但即使它們並未接地，也可被視為和一虛擬AC接地端相接，因為該節點434是位於電路400的中點。這樣的排列不但降低了串接電阻，同時也改善了該電路400的的品質因素。電阻426及電容418配對，如同電阻428及電容420配對，可被視為一差分低通濾波器，可用以消除外部雜訊。
該電路400的一或多個輸出的調變，是藉施加於可變電容422和424的VTUNE_MODULATION訊號達成。據了解，此訊號可由一外部控制電路提供。而且該壓控振蕩器的輸出頻率，可藉振幅調變，頻率調變，及等頻移鍵控，或其他調變類型加以調變。
該頻率調諧電路403是使用頻率調諧訊號VTUNE，以調整壓控振蕩器的輸出頻率和相位。例如，該頻率調諧訊號VTUNE可由一回饋機制，如一PLL模組產生，以鎖定輸出頻率和相位。在電路403中，電容436及438分別通過節點448及450，和可變電容440及442串接。此串列連接性可增加可變電容的線性度。如圖所示，電容436及438也分別通過節點448及450，串接到電阻444及446。電阻444及電容436，如同電阻446及電容438，可被視為一差分低通濾波器，用以消除外部雜訊。一頻率調諧偏壓訊號VTUNE_BIAS也在一節點451提供一預設電壓，而該節點451是位於電阻444及446的中點。據了解，此預設電壓的準位是取決於該頻率調諧電路402中可變電容的類型。
除了頻率調諧電路，該頻帶調諧電路404是一具有多重調諧頻帶的數位調諧結構，可藉切換特定電容組，改變該LC槽的總電容值，從而調節該壓控振蕩器的輸出頻率。如圖所示，頻帶調諧電路404具有電容切換電路452、454及456。一「Ax SWITCH」(x是指1，2，…到N)訊號可借著如施加一切換電壓至其中的開關(switches)，以啟動其中之一電容切換電路。這些訊號可由一外部電路產生，以提供多重平行位元(parallel bits)，控制複數個電容切換電路，因此可隨時產生該壓控振蕩器所需的輸出頻率。例如，在電容切換電路452中，該「A1 SWITCH」訊號提供切換模組458及460閘極一電壓，以切換電容462及464，以影響最終壓控振蕩器的輸出。電容462和464，可視為供應capacitance source給電容切換電路452的電容模組，是個別串接到調諧電阻468到470。調諧電阻468及電容462，如同調諧電阻470及電容464，可視為一差分低通濾波器，用於消除外部雜訊。注意在本實施例中，該切換模組為NMOS電晶體，其閘極可接收「A1 SWITCH」訊號，而切換模組458及460的源極是在節點466接至接地端。即使該節點466並未接地，它們仍可被視為位於一虛擬AC接地端，使電路呈對稱性設計。借著將此接地端或虛擬接地端置於電路400的中點，可降低該電路的串接電阻，及改善該電路的品質因素。該頻帶調諧訊號「VTUNE_BAND1」提供電壓給一位於調諧電阻468和470中點的一節點467，該調諧電阻468和470更進一步分別和電容462及464串接。該「VTUNE_BAND1」訊號提供一偏壓給該切換模組458及460的汲極。據了解，該電容切換電路454及456，作用方式類似該電容切換電路452，除了它們接收的訊號是「A2SWITCH」到「AN SWITCH」訊號，及用於控制其運作的「VTUNE_BAND2」和「VTUNE_BANDN」訊號。雖然此實施例中出現三個電容切換電路，可增加或減少電容切換電路的數目，以符合特殊系統需求。
電路400的一個優點為其絕佳的線性度。電容418、420和可變電容422、424間的線性，以及電容436、438和可變電容440、442間的線性，可增加整體的線性度。第二個優點是該電路400的絕佳對稱性。電路400，電晶體結構408及410，電感406，頻率調諧電路401及該頻帶調諧電路404皆呈對稱式設計。電路400的對稱式設計明顯降低電路內的寄生電容，藉以在設計階段時，提供輸出頻率穩定性，及準確度。電路400的第三個優點是內建的訊號調變及鎖相迴路功能。第四是內建的低通濾波器，不需額外零件，即可消除外部雜訊。最後，在一特殊系統設計中，如不需調變或鎖相迴路功能，則該電路400所提供一分離式設計，可縮小晶片尺寸。
圖5A和圖5B表示本發明另一實施例的一獨立，對稱式LC槽式壓控振蕩器電路500。該電路500，類似電路400，是一具有多重調諧頻帶的數位調諧結構。在此例中，該壓控振蕩器包括一具有一調變電路502及一調諧模組503的頻率調諧電路501，和一具有複數個電容切換電路的頻帶調諧電路504。然而，該電路400的電感406已被省略，由一具有電感505A和505B電感模組505所取代。該電感505A和505B的一端分別連接到該壓控振蕩器輸出OUTPUT_P和OUTPUT_N。而電感505A和505B的另一端則是連接到一電源508。該PMOS交互耦接電晶體結構408也省略，而一NMOS交互耦接電晶體結構506則再現於該NMOS交互耦接電晶體結構410的位置。具了解，該電路500具有和電路400的相同效能特性及優點。同樣地，在圖五B中，該PMOS交互耦接電晶體結構維持不變，而該NMOS交互耦接電晶體結構則由該電感模組505所取代。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一壓控振蕩器系統，其特徵在於其包括一頻率調諧電路，用以接收一頻率調諧訊號及一頻率調諧偏壓訊號；一調變電路，與該頻率調諧電路並接；至少一頻帶調諧電路，和該頻率調諧電路並連，具有至少一可接收至少一頻帶調諧訊號及至少一切換訊號的切換電路；以及一核心電路，連接該頻率調諧電路，該調變電路，及該頻帶調諧電路，可提供一第一輸出與一和該第一輸出互補的第二輸出；其中，該核心電路具有至少一電感模組，以提供預設電感；其中，在確認切換訊號後，使該切換電路啟動該頻帶調諧電路，以配合該頻率調諧電路，藉以使得該第一輸出與該第二輸出具有一輸出頻率，該輸出頻率是取決於該核心電路、該頻率調諧電路、該調變電路及該頻帶調諧電路的一總電感及一總電容，且該總電容是經由調整該頻率調諧訊號、該頻率調諧偏壓訊號及該頻帶調諧訊號所控制，使該輸出頻率為一預設頻率；以及其中，該壓控振蕩器系統的所有組成元件皆是對稱設置。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於其中所述的頻率調諧電路是和該調變電路整合在一起。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於其中所述的整合頻率調諧及調變電路更包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別連接到該第一及第二輸出；一第一可變電容組，具有一第一可變電容及一第二可變電容，和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；一電阻群，包括有一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；一第二可變電容組，具有一第三可變電容及一第四可變電容，和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第三及第四可變電容的中點連接到該調變訊號；其中，該第一及第二可變電容組，及該電阻群是以並連方式耦接，而後一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於其更包括一鎖相迴路頻率合成器，基於至少該輸出其中之一，提供該頻率調諧訊號；以及一連接到該調變電路的控制電路，以提供該調變訊號，及該頻率調諧偏壓訊號。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於其中所述的頻率調諧電路包括該調變電路，獨立於一頻率調諧模組，兩者以並接方式耦接。
6.根據權利要求5所述的系統，其特徵在於其中所述的頻率調諧模組更包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
7.根據權利要求5所述的系統，其特徵在於其中所述的調變電路還包括一第一電容及一第二電容，互相串接，且其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該調變訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到一電氣接地端；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
8.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於其中所述的頻帶調諧電路還包括一第一及一第二電容模組，具有一第一及第二預設電容，兩電容其第一端耦接到該第一及第二輸出；一第一及第二電阻互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩電阻的中點是由該頻帶調諧所控制；以及一第一及一第二開關互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩開關的中點耦接到一電氣接地端；其中，當該切換訊號到達該開關的閘極時，該第一及第二電容模組是以串接方式耦接。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於其中所述的電容模組是可變電容。
10.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於其進一步包含一核心電路，和該頻率調諧電路及該頻帶調諧電路並接，可提供一振蕩機制。
11.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於其中所述的核心電路還包括至少一PMOS交互耦接電晶體結構，具有至少一對交互耦接PMOS電晶體，其源極耦接到一電源；以及至少一NMOS交互耦接電晶體結構，具有至少一對交互耦接NMOS電晶體，其源極耦接到一電氣接地端；其中，該PMOS及NMOS電晶體的汲極，皆耦接到該第一或第二輸出；以及其中，一PMOS或NMOS電晶體的一閘極是交互耦接到對應成對的另一PMOS或NMOS電晶體的一汲極。
12.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於其中所述的核心電路還包括至少一NMOS交互耦接電晶體結構，具有至少一第一及第二交互耦接NMOS電晶體，其源極耦接到一電氣接地端，而其汲極耦接到該第一及第二輸出；一第一電感模組耦接在一電源和該第一輸出之間；以及一第二電感模組耦接在該電源和該第二輸出之間其中，該第一及第二NMOS電晶體閘極是分別交互耦接到該第二及第一NMOS電晶體的汲極。
13.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於其中所述的核心電路還包括至少一PMOS交互耦接電晶體結構，具有至少一第一及一第二交互耦接PMOS電晶體，其源極耦接到一電源，而其汲極耦接到該第一及第二輸出；一第一電感模組耦接在一接地端和該第一輸出之間；以及一第二電感模組耦接在該接地端和該第二輸出之間；其中，該第一及第二PMOS電晶體的閘極是分別交互耦接到該第二及第一NMOS電晶體的汲極。
14.一壓控振蕩器系統，其特徵在於其包括一頻率調諧電路，用以接收一頻率調諧訊號及一頻率調諧偏壓訊號；一調變電路，與該頻率調諧電路並接；至少一頻帶調諧電路，和該頻率調諧電路並連，具有至少一可接收至少一頻帶調諧訊號及至少一切換訊號的切換電路；一鎖相迴路頻率合成器，基於至少該輸出其中之一，提供該頻率調諧訊號；一連接到該調變電路的控制電路，以提供該調變訊號，及該頻率調諧偏壓訊號；以及一核心電路，連接該頻率調諧電路，該調變電路，及該頻帶調諧電路，可提供一第一輸出與一和該第一輸出互補的第二輸出；其中，該核心電路具有至少一電感模組，以提供預設電感；其中，在確認切換訊號後，使該切換電路啟動該頻帶調諧電路，以配合該頻率調諧電路，藉以使得該第一輸出與該第二輸出具有一輸出頻率，該輸出頻率是取決於該核心電路、該頻率調諧電路、該調變電路及該頻帶調諧電路的一總電感及一總電容，且該總電容是經由調整該頻率調諧訊號、該頻率調諧偏壓訊號及該頻帶調諧訊號所控制，使該輸出頻率為一預設頻率；以及其中，該壓控振蕩器系統的所有組成元件皆是對稱設置。
15.根據權利要求14所述的系統，其特徵在於其中所述的頻率調諧電路整合該調變電路還包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容組，具有第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；一電阻群，具有一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；以及一第二可變電容組，具有一第三可變電容及一第四可變電容，和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第三及第四可變電容的中點連接到該調變訊號；其中，該第一及第二可變電容組，及該電阻群是以並連方式耦接，而後一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
16.根據權利要求14所述的系統，其特徵在於其中所述的頻率調諧電路包括該調變電路，獨立於一頻率調諧模組，兩者以並接方式耦接。
17.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於其中所述的頻率調諧模組還包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該訊號調諧偏壓訊號；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
18.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於其中所述的調變電路還包括一第一電容及一第二電容，互相串接，且其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該調變訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到一電氣接地端；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
19.根據權利要求14所述的系統，其特徵在於其中所述的頻帶調諧電路還包括一第一及一第二電容模組，具有一第一及第二預設電容，兩電容其第一端耦接到該第一及第二輸出；一第一及第二電阻互相串接而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩電阻的中點是由該頻帶調諧所控制；以及一第一及一第二開關互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩開關的中點耦接到一電氣接地端；其中，當該切換訊號到達該開關的閘極時，該第一及第二電容模組是以串接方式耦接。
20.根據權利要求14所述的系統，其特徵在於其更包括一核心電路，和該頻率調諧電路及該頻帶調諧電路並接，可提供一振蕩機制；該核心電路具有至少一可提供一負電阻的交互耦接電晶體結構，及至少一對稱設置的電感模組。
21.一壓控振蕩器系統，其特徵在於其包括一頻率調諧電路，用以接收一頻率調諧訊號及一頻率調諧偏壓訊號；一調變電路，與該頻率調諧電路並接；至少一頻帶調諧電路，和該頻率調諧電路並連，具有至少一可接收至少一頻帶調諧訊號及至少一切換訊號的切換電路；該頻帶調諧電路還包括一第一及一第二電容模組，具有一第一及第二預設電容，兩電容其第一端耦接到該第一及第二輸出；一第一及第二電阻互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩電阻的中點是由該頻帶調諧所控制；以及一第一及一第二開關互相串接，而且進一步串接到該第一及第二電容模組的第二端之間，該兩開關的中點耦接到一電氣接地端；其中，當該切換訊號到達該開關的閘極時，該第一及第二電容模組是以串接方式耦接；一鎖相迴路頻率合成器，基於至少該輸出其中之一，提供該頻率調諧訊號；一連接到該調變電路的控制電路，以提供該調變訊號，及該頻率調諧偏壓訊號；以及一核心電路，連接該頻率調諧電路，該調變電路，及該頻帶調諧電路，可提供一第一輸出與一和該第一輸出互補的第二輸出；其中，該核心電路具有至少一電感模組，以提供預設電感；其中，在確認切換訊號後，使該切換電路啟動該頻帶調諧電路，以配合該頻率調諧電路，藉以使得該第一輸出與該第二輸出具有一輸出頻率，該輸出頻率是取決於該核心電路、該頻率調諧電路、該調變電路及該頻帶調諧電路的一總電感及一總電容，且該總電容是經由調整該頻率調諧訊號、該頻率調諧偏壓訊號及該頻帶調諧訊號所控制，使該輸出頻率為一預設頻率；以及其中，該壓控振蕩器系統的所有組成元件皆是對稱設置。
22.根據權利要求21所述的系統，其特徵在於其中所述的頻率調諧電路整合該調變電路還包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容組，具有一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；一電阻群，具有一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；以及一第二可變電容組，具有一第三可變電容及一第四可變電容，和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第三及第四可變電容的中點連接到該調變訊號；其中，該第一及第二可變電容組，及該電阻群是以並連方式耦接，而後一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
23.根據權利要求21所述的系統，其特徵在於其中所述的頻率調諧電路包括該調變電路，獨立於一頻率調諧模組，兩者以並接方式耦接，其中該頻率調諧模組還包括一第一電容及一第二電容，其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該頻率調諧訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到該頻率調諧偏壓訊號；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間；其中，該調變電路更進一步包括一第一電容及一第二電容，互相串接，且其第一端分別和該第一及第二輸出耦接；一第一可變電容及一第二可變電容和該第一及第二電容串接且位於兩者中間，而且該第一及第二可變電容的中點連接到該調變訊號；以及一第一電阻及一第二電阻，和該第一及第二電容串接，且位於兩者之間，而且該第一及第二電阻的中點連接到一電氣接地端；其中，該第一及第二電阻和該第一及第二可變電容，以並接方式相連，而且一起串接到該第一及第二電容的第二端之間。
24.根據權利要求21所述的系統，其特徵在於其進一步包括一核心電路，和該頻率調諧電路及該頻帶調諧電路並接，可提供一振蕩機制，該核心電路具有至少一可提供一負電阻的交互耦接電晶體結構，及至少一對稱設置的電感模組。
全文摘要
本發明是有關於一種對稱化壓控振蕩器系統，其包括一頻率調諧電路、一調變電路與該頻率調諧電路並接，具有至少一切換電路的一頻帶調諧電路，和該頻率調諧電路並連，一核心電路，連接該頻率調諧電路，該調變電路，及該頻帶調諧電路，其中在確認切換訊號，同時調整頻率調諧訊號，頻率調諧偏壓訊號和頻帶調諧訊號後，可使切換電路啟動頻帶調諧電路，以配合頻率調諧電路，決定預設的輸出頻率，該輸出頻率是取決於該核心電路，該頻率調諧電路，該調變電路及該頻帶調諧電路的總電感及總電容。
文檔編號H03B5/12GK1694347SQ20051007704
公開日2005年11月9日 申請日期2005年6月15日 優先權日2004年8月4日
發明者施博議, 何志龍, 鄭念祖 申請人:威盛電子股份有限公司