電壓控制震蕩器及使用其的電子系統的製作方法
2024-01-21 04:45:15 1
專利名稱：電壓控制震蕩器及使用其的電子系統的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種電壓控制振蕩器。特別是，本發明是有關於一種使用XOR邏輯電路的電壓控制振蕩器，以及使用其的電壓控制振蕩器。
背景技術：
傳統電壓控制振蕩器的架構是參考圖1。一般來說，電壓控制振蕩器(VCO)10具有串聯的複數反相器100，102與104，複數電阻110，112，114與116，以及一電容120。饋入至反相器100，102與104的電源電壓VDD(未示出)使得反相器100，102與104回應於各反相器的輸入電壓而輸出信號，其中該些輸出信號是輸入至下遊反相器或VCO10的輸出，如此例般。
然而，習知VCO10具有下列問題。只有當輸入電壓等於VDD/2時，才能得到VCO的最高輸出頻率。因而，頻率的輸出範圍會受限。甚至，需要用到許多被動元件，以及該些被動元件共同決定了最高頻率。
發明內容
本發明目的之一是提供一種電壓控制振蕩器與使用其的一電子系統，使得最大輸出頻率不受限於被動元件。
本發明的另一目的是提供一種電壓控制振蕩器與使用其的一電子系統，使得輸出頻率隨著輸入電壓的增加而增加。
為達上述與其他目的，本發明提供一種電壓控制振蕩器，包括一第一反相器將一第一XOR結果反相成一第一輸出信號；一第二反相器將一第二XOR結果反相成一第二輸出信號；一第一XOR邏輯單元對一輸入信號與該第二輸出信號進行XOR邏輯運算，並產生該第一XOR結果；以及一第二XOR邏輯單元對該第一輸出信號與一參考電壓進行XOR邏輯運算，並產生該第二XOR結果。
在一實施例中，該電壓控制振蕩器更包括一第三邏輯單元，根據該第一輸出信號與該第二輸出信號進行一XOR邏輯運算，以產生一第三XOR結果。
本發明提供一種電子系統，包括一電壓源，一信號源與一電壓控制振蕩器。該電壓源提供一參考電壓。該信號源提供一信號。該電壓控制振蕩器包括一第一反相器將一第一XOR結果反相成一第一輸出信號；一第二反相器將一第二XOR結果反相成一第二輸出信號；一第一XOR邏輯單元對一輸入信號與該第二輸出信號進行XOR邏輯運算，並產生該第一XOR結果；以及一第二XOR邏輯單元對該第一輸出信號與一參考電壓進行XOR邏輯運算，並產生該第二XOR結果。
因此，當輸入電壓變得更高時，本發明所提供的電壓控制振蕩器能輸出較高頻率。
為讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1是繪示習知電壓控制振蕩器的電路圖。
圖2是根據本發明實施例的具電壓控制振蕩器的電子系統的方塊圖。
圖3是根據本發明另一實施例的電壓控制振蕩器的電路圖。
10、220電壓控制振蕩器(VCO)100、102、104、232、234、320、322反相器110、112、114、116電阻120電容20電子系統200信號源210電壓源222、224、310、320、330XOR邏輯單元400時鐘產生器Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、V1信號VSS參考電壓具體實施方式
現請詳細參考本發明較佳實施例，其顯示於附圖中。可以的話，在該些圖示與說明中使用相同參考符號，以指向相同或相似部分。
請參閱圖2所示，其是根據本發明實施例的具電壓控制振蕩器的電子系統的方塊圖。在此實施例中，該電子系統20包括一信號源200，一電壓源210，以及一電壓控制振蕩器(VCO)220，以及比如一時鐘產生器400。該信號源200輸出一信號V1至該VCO220，而該電壓源210輸出一參考電壓VSS至該MCO220。該VCO220包括兩XOR邏輯單元222，224，以及兩反相器232，234。該XOR邏輯單元222接收該信號V1與該輸出信號Q2，對其進行XOR邏輯運算，並產生一第一XOR結果，該第一XOR結果被該反相器232反相成該輸出信號Q1。該XOR邏輯單元224接收該反相器232所輸出的該輸出信號Q1與該參考電壓VSS，對其進行XOR邏輯運算，並產生一第二XOR結果，該第二XOR結果被該反相器234反相成該輸出信號Q2。
當該XOR邏輯單元222接收到該信號V1的上升緣，亦即從邏輯0至邏輯1時，該VCO220開始運作。接收到上升緣時，該XOR邏輯單元222進行XOR邏輯運算，並產生邏輯1至該反相器232的輸入端，因為初始時，該輸出信號Q2是邏輯0。之後，該輸出信號Q1是輸入至該XOR邏輯單元224。該XOR邏輯單元224對該輸出信號Q1與該參考電壓VSS進行XOR邏輯運算，並產生另一XOR結果。如果參考電壓VSS是邏輯0，當該輸出信號Q1是邏輯0時，該XOR邏輯單元224所輸出的XOR結果是邏輯0。因而，該反相器234將該XOR邏輯單元224所輸出的XOR結果進行反相，並產生為邏輯1的輸出信號Q2。一旦該輸出信號Q2是邏輯1且該信號V1維持為邏輯1，該輸出信號Q1變成邏輯1。之後，輸出信號Q2變為邏輯0，因為該XOR邏輯單元224的一輸入為邏輯1且該XOR邏輯單元224的另一輸入為邏輯0。
根據此實施例的結構，該輸出信號Q1與Q2的頻率隨著輸入電壓V1的增加而增加，且輸出信號Q1與Q2間的相位延遲約為輸入信號V1的1/4周期。比如，當輸入信號V1是具5V振幅與100KHz頻率的脈衝，該VCO220會產生各具有約6250Hz頻率的兩個輸出信號Q1與Q2。在相同情況下，當該輸入信號V1是具10V振幅與100KHz頻率的脈衝，該VCO220會產生各具有約12500Hz頻率的兩個輸出信號Q1與Q2。
參考圖3，其是根據本發明另一實施例的電壓控制振蕩器的電路圖。在此實施例中，VCO30包括三個XOR邏輯單元310，320，330，以及兩個反相器320，322。XOR邏輯單元310，320，330，以及反相器320，322的操作是相同於前一實施例。因此，輸出信號Q3與Q4是分別相同於Q1與Q2。該XOR邏輯單元330對Q3與Q4進行XOR邏輯運算。因為Q3與Q4間存在著小的相位差，輸出信號Q5的頻率是Q3或Q4的頻率的兩倍。因此，該XOR邏輯單元330是當成倍頻器。
本發明提供一種電壓控制振蕩器與使用該電壓控制振蕩器的一種電子系統，當有較高電壓輸入至該電壓控制振蕩器時，會輸出較高頻率。輸出信號的最高頻率因而不會像習知般受限。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。比如，雖然附圖與其描述是提及實施例中的各別邏輯單元與反相器的結構、功能及其功能關係，二個以上的該些功能元件可實際併入於具有基本功能元件的功能的單一元件中，以提供相似結果。比如，該些功能元件可實施於一集成電路中。
權利要求
1.一種電壓控制振蕩器，其特徵在於其包括一第一邏輯單元，根據一輸入信號與一第二輸出信號進行一XOR邏輯運算，以產生一第一XOR結果；一第一反相器，將該第一XOR結果反相成一第一輸出信號；一第二邏輯單元，根據該第一輸出信號與一參考電壓進行一XOR邏輯運算，以產生一第二XOR結果；以及一第二反相器，將該第二XOR結果反相成該第二輸出信號。
2.根據權利要求1所述的電壓控制振蕩器，其特徵在於其更包括一第三邏輯單元，根據該第一輸出信號與該第二輸出信號進行一XOR邏輯運算，以產生一第三XOR結果。
3.一種電子系統，其特徵在於其包括一電壓源，提供一參考電壓；一信號源，提供一信號；一處理器；以及一根據權利要求1所述的電壓控制振蕩器，提供操作性耦合至該處理器的一輸出。
4.根據權利要求3所述的電子系統，其特徵在於其更包括一第三邏輯單元，根據該第一輸出信號與該第二輸出信號進行一XOR邏輯運算，以產生一第三XOR結果。
5.一種電壓控制振蕩器，其特徵在於其包括一第一邏輯單元，具有一第一輸入信號與一第二輸入信號，該第一邏輯單元根據該第一輸入信號與該第二輸入信號進行一XOR邏輯運算，以產生一第一XOR結果；一第一反相器，接收該第一XOR結果，該第一反相器將該第一XOR結果反相成一第一輸出信號；一第二邏輯單元，將該第一輸出信號與一參考電壓當成輸入，該第二邏輯單元根據該第一輸出信號與該參考電壓進行一XOR邏輯運算，以產生一第二XOR結果；以及一第二反相器，接收該第二XOR結果，該第二反相器將該第二XOR結果反相成一第二輸出信號，其中輸入至該第一邏輯單元的該第二輸入信號包括該第二輸出信號。
全文摘要
一種電壓控制振蕩器，包括兩個XOR邏輯單元與兩個反相器。第一反相器將第一XOR結果反相成第一輸出信號；第二反相器將第二XOR結果反相成第二輸出信號；第一XOR邏輯單元對一輸入信號與該第二輸出信號進行XOR邏輯運算，並產生該第一XOR結果；以及一第二XOR邏輯單元對該第一輸出信號與一參考電壓進行XOR邏輯運算，並產生該第二XOR結果。
文檔編號H03K3/03GK1801617SQ20051008054
公開日2006年7月12日 申請日期2005年6月30日 優先權日2005年1月7日
發明者李彥良 申請人:統寶光電股份有限公司