專利名稱：擴(kuò)頻電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于擴(kuò)展信號頻譜的技術(shù)。
背景技術(shù)：
改變信號頻率以抑制包括在信號中的電磁干擾(EMI)噪聲的技 術(shù)是已知的。JP-B-7-85524公開了一種通過產(chǎn)生三角波來產(chǎn)生輸出信號 并根據(jù)所產(chǎn)生的三角波來PWM放大輸入信號的技術(shù)，其中該三角波根 據(jù)隨機(jī)信號被頻率調(diào)制。
JP-A-2004-282714公開了一種通過PLL電路產(chǎn)生三角波來產(chǎn)生輸
出信號并根據(jù)所產(chǎn)生的三角波PWM放大輸入信號的技術(shù)，其中該三角 波同步于頻率調(diào)制參考信號。
另外，在根據(jù)隨機(jī)信號選擇頻率的情況下，每個(gè)頻率都以相同的 概率被指派為下一個(gè)頻率，并且就短期來說，在所指派的頻率中可能 出現(xiàn)一些偏移。例如，在每次隨機(jī)選取五個(gè)頻率(第一至第五頻率) 中的一個(gè)的情況下，下一個(gè)被選取的頻率將是第一頻率的概率是20%， 即使當(dāng)前頻率也是第一頻率。也就是，從長期來看，盡管所有頻率都 會(huì)以相同概率出現(xiàn)，但就短期來看，可能出現(xiàn)頻率偏移。也就是相關(guān) 技術(shù)中存在問題，即輸出信號中的EMI噪聲可能由于頻率偏移而增加。
而且，為了擴(kuò)展輸出.信號的頻譜，相關(guān)技術(shù)需要頻率調(diào)制電路或 PLL電路，這又提出了另一個(gè)問題，即電路配置較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在考慮到上述情況的情況下被做出，因此本發(fā)明的目的是
通過簡單的配置來可靠地抑制EMI。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)頻電路包括-
控制部分(例如，實(shí)施例中的控制部20)，其重復(fù)一序列，在該 序列中，控制部分通過以規(guī)定的順序從沒有被選擇的頻率中選擇下一 個(gè)頻率來產(chǎn)生用于指派所有多個(gè)頻率的指定信號；以及
信號產(chǎn)生部分(例如，實(shí)施例中的信號產(chǎn)生部10)，其基于該指 定信號順序產(chǎn)生具有分別指定頻率的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明，由于相同頻率沒有被連續(xù)選擇，這是因?yàn)樵诿總€(gè)次 序中以規(guī)定順序選擇頻率。因此，即使就短期來說，EMI噪聲的頻譜 能夠被可靠地?cái)U(kuò)展，所以EMI可以被抑制。而且，由于控制部分能夠 在頻率中進(jìn)行頻率選擇來擴(kuò)展頻譜，所以沒有必要使用包括頻率變換 電路或PLL電路的電路配置，這使得大大簡化配置成為可能。
優(yōu)選地，信號產(chǎn)生部分產(chǎn)生輸出信號作為具有二進(jìn)制邏輯電平的 時(shí)鐘信號。控制部分在指定信號所指定的多個(gè)頻率中進(jìn)行切換以使得 具有各個(gè)頻率的時(shí)鐘信號的脈沖數(shù)一致。通過上述配置，控制部分指 定的頻率在每次產(chǎn)生規(guī)定數(shù)量的時(shí)鐘信號的脈沖時(shí)被切換。多個(gè)頻率 中的每一個(gè)頻率的出現(xiàn)概率都依賴于對應(yīng)于它的時(shí)間段。因此，如果
對應(yīng)于各個(gè)頻率的時(shí)間段幾乎相同的話，那么也能夠使得各個(gè)頻率出 現(xiàn)的概率幾乎一致。
在此，優(yōu)選地，控制部分包括分頻部分，其分割時(shí)鐘信號的頻率 以產(chǎn)生分頻信號，還包括指定信號產(chǎn)生部分，其基于該分頻信號產(chǎn)生 指定信號。在這種情況中，時(shí)鐘信號被反饋回控制部分并且被分頻， 因此所得到的信號對應(yīng)于該時(shí)鐘信號的相同數(shù)量的脈沖。由于頻率切 換是通過將作為輸出信號的時(shí)鐘信號反饋回去而被執(zhí)行的，所以并不 需要PLL電路或頻率變換電路，因此電路配置可被簡化。
在此，優(yōu)選地，信號產(chǎn)生部分包括三角波產(chǎn)生部分，其產(chǎn)生具有 恒定幅度的三角波并基于指定信號調(diào)整三角波的斜度；比較部分，其 將三角波的電壓與參考電壓(例如，圖2所示的上限電壓ULMT和下 限電壓DLMT)相比較；以及時(shí)鐘信號產(chǎn)生部分，其基于比較部分的 比較結(jié)果產(chǎn)生時(shí)鐘信號。這種配置使得能夠通過調(diào)整三角波的斜度來 設(shè)定時(shí)鐘信號的頻率。
更具體地，優(yōu)選地，指定信號由許多單個(gè)的指定信號來配置。三 角波產(chǎn)生部分包括電容元件和許多電流供應(yīng)單元，以提供電流給電容 元件，并經(jīng)過該電容元件輸出電壓作為三角波。這些電流供應(yīng)單元分 別對應(yīng)于各個(gè)指定信號；并且
其中每個(gè)電流供應(yīng)單元都包括第一恒定電流源，其由相應(yīng)的單個(gè) 指定信號控制開/關(guān)，并在該第一恒定電流源處于開狀態(tài)時(shí)允許恒定電 流流入電容元件，以及在該第一恒定電流源處于關(guān)狀態(tài)時(shí)中斷該恒定 電流，還包括第二恒定電流源，其由相應(yīng)的單個(gè)指定信號控制開/關(guān)， 并在第二恒定電流源處于開狀態(tài)時(shí)允許恒定電流從電容元件中流出， 以及在第二恒定電流源處于關(guān)狀態(tài)時(shí)，終端該恒定電流。根據(jù)上述配 置，用于給電容元件充電和放電的電流的幅度能夠通過多個(gè)電流供應(yīng) 單元中的哪個(gè)被激活來確定。通過恒定電流對電容元件進(jìn)行充電和放 電，這可以調(diào)整三角波的斜度。
優(yōu)選地，在頻率中，最高頻率和最低頻率被設(shè)定為第一頻率，與 第一頻率相鄰的頻率被設(shè)定為第二頻率，而與第二頻率相鄰的并且不 是第一頻率的頻率被設(shè)定為第三頻率?？刂撇糠忠陨蚧蚪敌蝽樞蛎?隔一個(gè)頻率來順序地選擇頻率。如果第三頻率在第一至第三頻率中首
先被選擇，那么控制部分下一個(gè)選擇第一頻率，然后選擇第二頻率， 之后每隔一個(gè)頻率順序地選擇。如果第二頻率在第一至第三頻率中首
先被選擇，那么控制部分下一個(gè)選擇第一頻率，然后選擇第三頻率， 之后每隔一個(gè)頻率順序地選擇。 例如，假設(shè)多個(gè)頻率是480kHz、 490kHz、 500kHz、 510kHz和 520kHz。由于最高頻率是520kHz，那么第一、第二和第三頻率就分別 是520kHz、 510kHz和500kHz。如果順序頻率選擇以升序順序開始并 且第三頻率(500kHz)首先被選擇，那么第一頻率(520kHz)下一個(gè) 被選擇，之后第二頻率(510kHz)被選擇。由于在這個(gè)例子中最低頻 率是480kHz，那么第一、第二和第三頻率就分別是480kHz、 490 kHz 和500 kHz。如果順序頻率選擇以降序順序開始，并且第二頻率(490 kHz)首先被選擇，那么第一頻率(480 kHz)下一個(gè)被選擇，之后第 三頻率(500 kHz)被選擇。以這種方式選擇頻率使得能夠統(tǒng)一地選擇 頻率并因此抑制EMI。


本發(fā)明的上述目的和優(yōu)勢將通過對其參考附圖的優(yōu)選示意性實(shí)施 例的詳細(xì)描述而變得明顯，其中
圖1是顯示擴(kuò)頻電路的配置的框圖2是顯示比較電路13和時(shí)鐘信號產(chǎn)生電路14的操作的時(shí)序圖； 圖3是顯示控制部20的操作的時(shí)序圖4是顯示三角波TRI、第一時(shí)鐘信號CK1和第二時(shí)鐘信號CK2
之間的關(guān)系的時(shí)序圖5A和5B是顯示在每個(gè)序列中的頻率轉(zhuǎn)換的概念圖6A至6C是擴(kuò)頻電路的EMI仿真示例的曲線圖7A至7C是擴(kuò)頻電路的EMI仿真示例的曲線圖8A至8C是顯示頻率如何根據(jù)修改被選擇的概念圖9A至9C是顯示在修改中將被選擇的頻率數(shù)是3時(shí)的頻率選擇
過程的概念圖10A至10B是顯示在修改中將被選擇的頻率數(shù)是4時(shí)的頻率選 擇過程的概念圖11A至11B是顯示在修改中將被選擇的頻率數(shù)是6時(shí)的頻率選 擇過程的概念圖12A至12B是顯示在修改中將被選擇的頻率數(shù)是7時(shí)的頻率選
擇過程的概念圖。
具體實(shí)施例方式
<1.實(shí)施例>
下面將參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的擴(kuò)頻電路的配置。圖1
中顯示的擴(kuò)頻電路100包括信號產(chǎn)生部10，其產(chǎn)生第一時(shí)鐘信號CL1 和第二時(shí)鐘信號CK2，還包括控制部20，其控制由信號產(chǎn)生部IO所產(chǎn) 生的第一時(shí)鐘信號CL1和第二時(shí)鐘信號CK2的頻率。
信號產(chǎn)生部10包括電壓產(chǎn)生電路11、電流供應(yīng)單元U1-U5、電 容元件12、比較電路13和時(shí)鐘信號產(chǎn)生電路14。在電壓產(chǎn)生電路11 中，p溝道晶體管111實(shí)現(xiàn)二極管的功能，因?yàn)樗臇艠O和漏極被互相 連接。電阻114、 115和116被串聯(lián)在晶體管111的漏極和地線(其提 供地電壓)之間。在晶體管114和115的連接點(diǎn)處的電壓被輸出為上 限電壓ULMT，而在晶體管115和116的連接點(diǎn)處的電壓被輸出為下 限電壓DLMT。上限電壓ULMT確定了三角波(以下將描述)的上限 電壓而下限電壓DLMT確定了其下限電壓。p溝道晶體管112與晶體 管111 一起構(gòu)成了電流反射鏡電路，因此與流經(jīng)晶體管111的電流成 比例的電流流經(jīng)晶體管112和晶體管113。晶體管112的漏極被連接到 n溝道晶體管113的漏極和柵極。晶體管112的柵極電壓被輸出為第一 參考電壓Vrefl，而晶體管113的柵極電壓被輸出為第二參考電壓 Vref2。
電流供應(yīng)單元Ul-U5對電容元件12進(jìn)行充電和放電。電流供應(yīng) 單元U1-U5除了在此使用的晶體管的尺寸外具有相同的配置。電流供 應(yīng)單元U1在此將被描述。電流供應(yīng)單元U1以這種方式配置，即開關(guān) SW1、 p溝道晶體管Trp、 n溝道晶體管Trn和開關(guān)SW2被串聯(lián)在地線 和提供電源電壓的電源線之間。而第一參考電壓Vrefl被提供給晶體管 Trp的柵極，第二參考電壓Vref2被提供給晶體管Trn的柵極。
例如，作為p溝道晶體管的開關(guān)SW1在指定信號Cll處于低電平 時(shí)表現(xiàn)為開，而在指定信號Cll處于高電平時(shí)表現(xiàn)為關(guān)。當(dāng)開關(guān)SW1 處于開狀態(tài)時(shí)，晶體管Trp允許對應(yīng)于第一參考電壓Vrefl的恒定電流 流入電容元件12，由此電容元件12被恒定電流充電并且節(jié)點(diǎn)Z的電壓 TRI被提高。這時(shí)，電壓TRI具有線性波形，該波形的斜度對應(yīng)于充 電電流的幅度。開關(guān)SWl和晶體管Trp由指定信號(單個(gè)指定信號) Cll控制開/關(guān)，并工作為第一恒定電流源，其在開狀態(tài)允許恒定電流 流入電容元件12，而在關(guān)狀態(tài)中斷該恒定電流。
另一方面，例如，作為n溝道晶體管的SW2在指定信號C12處于 高電平時(shí)表現(xiàn)為開，而在指定信號C12處于低電平時(shí)表現(xiàn)為關(guān)。當(dāng)開 關(guān)SW2處于開狀態(tài)時(shí)，晶體管Trn允許對應(yīng)于第二參考電壓Vrefl的 恒定電流流出電容元件12,由此電容元件12被恒定電流放電并且節(jié)點(diǎn) Z的電壓TRI被降低。這時(shí)，電壓TRI具有線性波形，該波形的斜度 對應(yīng)于放電電流的幅度。開關(guān)SW2和晶體管Trn由指定信號(單個(gè)指 定信號)C12控制開/關(guān)，并工作為第二恒定電流源，其在開狀態(tài)允許 恒定電流流出電容元件12，而在關(guān)狀態(tài)中斷該恒定電流。
在這個(gè)例子中，電流供應(yīng)單元U1的晶體管尺寸被設(shè)定以使得電容 元件12的充電電流和放電電流是一致的。該特色同樣被應(yīng)用到電流供 應(yīng)單元U2-U5。通過以上方式使用恒定電流對電容元件12進(jìn)行充電和 放電使得在節(jié)點(diǎn)Z能夠以三角波TRI的形式輸出電壓。如果幅度保持 恒定，那么三角波TRI的頻率由起波形的斜度來確定。在這個(gè)實(shí)施例 中，三角波TRI的頻率通過保持三角波TRI的幅度恒定和以規(guī)定順序 切換指定信號Cll、 C12、 C21、 C22、 C31、 C32、 C41、 C42、 C51和 C52的邏輯電平而被調(diào)整。
更具體地，當(dāng)電容元件12的電容被設(shè)定為10pF時(shí)，電流供應(yīng)單 元Ul-U5的電流值例如被分別設(shè)定為3pA、 2.25 li A、 1.5uA、 0.75 uA和24uA。當(dāng)三角波TRI的頻率應(yīng)被設(shè)定為480kHz時(shí)，電流供應(yīng)
單元U5被激活。當(dāng)三角波TRI的頻率應(yīng)被設(shè)定為4卯kHz時(shí)，電流供 應(yīng)單元U5和U4被激活。當(dāng)三角波TRI的頻率應(yīng)被設(shè)定為500kHz時(shí)， 電流供應(yīng)單元U5和U3被激活。當(dāng)三角波TRI的頻率應(yīng)被設(shè)定為 510kHz時(shí)，電流供應(yīng)單元U5和U2被激活。當(dāng)三角波TRI的頻率應(yīng)被 設(shè)定為520kHz時(shí)，電流供應(yīng)單元U5和Ul被激活。電流供應(yīng)單元Ul-U5 的每一個(gè)的電流值可通過調(diào)整晶體管Trp和Tra的尺寸((柵寬度)/ (柵長度))來被設(shè)定。
比較電路13包括晶體管131和132。三角波TRI被提供給比較器 131和132的陽極輸入端。但是上限電壓ULMT被提供給比較器131 的陰極輸入端，下限電壓DLMT被提供給比較器132的陰極輸入端。
時(shí)鐘信號產(chǎn)生電路14包括反相器141、 NAND電路142與143和 D觸發(fā)器144。反相器141和NAND電路142與143構(gòu)成了 SR觸發(fā)器。 SR觸發(fā)器的輸出信號從NAND電路142輸出作為第一時(shí)鐘信號CK1。 當(dāng)反相器141的輸入信號從低電平變換成高電平時(shí)，SR觸發(fā)器將第一 時(shí)鐘信號CK1的邏輯電平設(shè)定為高電平，以及在NAND電路143的輸 入信號從高電平變換成低電平時(shí)，將其重新設(shè)置為低電平。在D觸發(fā) 器144中，數(shù)據(jù)輸入端D被連接到數(shù)據(jù)輸出端QN (反相輸出端)。因 此，D觸發(fā)器144將提供該給時(shí)鐘輸入端的第一時(shí)鐘信號CK1的頻率 二等分并將所得信號輸出作為第二時(shí)鐘信號CK2。這樣，D觸發(fā)器144 工作為分頻(二等分)電路。由于第二時(shí)鐘信號CK2通過頻率二等分 而產(chǎn)生，所以可使得第二時(shí)鐘信號CK2的占空比等于50X，即使第一 時(shí)鐘信號CK1的占空比不等于50%。因此，具有50%占空比的第二時(shí) 鐘信號可被輸出，即使每個(gè)電流供應(yīng)單元U1-U5的充電電流和放電電 流都互不相同。
現(xiàn)在將參考圖2描述比較電路13和時(shí)鐘信號產(chǎn)生電路14的操作。 當(dāng)三角波TRI的電壓在時(shí)間tl變得低于下限電壓DLMT時(shí)，比較器132 的輸出信號X做出從高電平到低電平的變化。當(dāng)三角波TRI的電壓在
時(shí)間t2變得高于下限電壓DLMT時(shí)，輸出信號X做出從低電平到高電 平的變換。當(dāng)輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，第一時(shí)鐘信號CK1的邏輯電 平被重置為低電平。
當(dāng)三角波TRI的電壓在時(shí)間t3變得高于上限電壓ULMT時(shí)，比較 器131的輸出信號Y1做出從低電平到高電平的變換。然后，當(dāng)三角波 TRI的電壓在時(shí)間t4變得低于上限電壓ULMT時(shí)，輸出信號Yl做出 從高電平到低電平的轉(zhuǎn)換。輸出信號Yl的邏輯電平被反相器器141反 相并且所得信號被提供給NAND電路142作為信號Y2。當(dāng)信號Y2轉(zhuǎn) 變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，第一時(shí)鐘信號CK1的邏輯電平被設(shè)置為高電平。通過 以上操作，第一時(shí)鐘信號CK1的邏輯電平在三角波TRI的電壓變得低 于下限電壓DLMT或高于上限電壓ULMT時(shí)被反相。
接下來，圖1中顯示的控制部20將通過參考圖3的時(shí)序圖被描述。 控制部20包括D觸發(fā)器201、分頻(5分頻)電路202、反相器203、 NAND電路Nl-N4和AND電路Al-A4。 D觸發(fā)器201通過分割第一 時(shí)鐘信號CK1的頻率產(chǎn)生第二時(shí)鐘信號CK2。作為計(jì)數(shù)器的分頻(5 分頻)電路202計(jì)數(shù)第二時(shí)鐘信號CK2的脈沖并產(chǎn)生第一至第四分頻 信號Dl-D4，信號Dl-D4中的每一個(gè)在計(jì)數(shù)達(dá)到規(guī)定數(shù)值時(shí)都轉(zhuǎn)變成 高電平。在這個(gè)例子中，第一至第四分頻信號Dl-D4分別在計(jì)數(shù)達(dá)到 "1"至"4"時(shí)轉(zhuǎn)變成高電平。所有的第一至第四分頻信號Dl-D4都 在計(jì)數(shù)達(dá)到"5"(在此之后該計(jì)數(shù)被重置)時(shí)變換成低電平。當(dāng)?shù)谝?時(shí)鐘信號CK1下一次從低電平提高到高電平時(shí)，計(jì)數(shù)被設(shè)置為"1"。 通過這種操作，如圖3所示，第一至第四分頻信號D1-D4的邏輯電平 順序地并且單獨(dú)地變換成高電平。
第一時(shí)鐘信號CK1被分別提供給電流供應(yīng)單元U5的開關(guān)SW1和 SW2作為指定信號C51和C52。因此，電流供應(yīng)單元U5總是被激活， 并且開關(guān)SW1和SW2被交替打開，其與第一時(shí)鐘信號CK1的邏輯電 平的轉(zhuǎn)換同步。
然而，NAND電路Nl-N4的輸出信號被提供給電流供應(yīng)單元 Ul-U4的開關(guān)SW1分別作為指定信號Cll、 C21、 C31和C41， AND 電路Al-A4的輸出信號被提供給開關(guān)SW2分別作為指定信號C12、 C22、 C32和C42。現(xiàn)在應(yīng)注意電流供應(yīng)單元U3。鑒于第一分頻信號 Dl被提供給AND電路A3的一個(gè)輸入端，所以第一時(shí)鐘信號CK1被 提供給另一個(gè)輸入端。因此，如圖3所示，當(dāng)?shù)谝环诸l信號D1處于高 電平時(shí)，只有在第一時(shí)鐘信號CK1在第一時(shí)間段Tl中處于高電平時(shí)， 指定信號C32才處于高電平。而且，鑒于第一分頻信號Dl被提供給 NAND電路N3的一個(gè)輸入端，所以反相的第一時(shí)鐘信號CK1，被提供 給另一個(gè)輸入端。因此，如圖3所示，當(dāng)?shù)谝环诸l信號D1處于高電平 時(shí)，只有在反相的第一時(shí)鐘信號CK1'在第一時(shí)間段Tl中處于高電平 時(shí)，指定信號C31才處于低電平。
結(jié)果，電流供應(yīng)單元U3在時(shí)間段T1被激活，而在時(shí)間段T2-T5 被關(guān)閉。如上所述，由于電流供應(yīng)單元U5總是被激活，那么在時(shí)間段 Tl，三角波TRI的頻率由電流供應(yīng)單元U3和U5設(shè)定。同樣在時(shí)間段 T2，三角波TRI的頻率由電流供應(yīng)單元U1和U5設(shè)定。在時(shí)間段T3， 三角波TRI的頻率由電流供應(yīng)單元U2和U5設(shè)定。在時(shí)間段T4，三角 波TRI的頻率由電流供應(yīng)單元U4和U5設(shè)定。在時(shí)間段T5，三角波 TRI的頻率由電流供應(yīng)單元U5設(shè)定。第一時(shí)鐘信號CK1和第二時(shí)鐘信 號CK2被產(chǎn)生為一個(gè)包括時(shí)間段T1-T5被重復(fù)的序列。也就是說，控 制部20切換由指定信號C11-C52所指定的多個(gè)頻率，以使得每個(gè)頻率 的第一時(shí)鐘信號CK1的脈沖數(shù)變得一致(在這個(gè)例子中，變得等于 "，')。
圖4是顯示三角波TRI、第一時(shí)鐘信號CK1和第二時(shí)鐘信號CK2 之間的關(guān)系的時(shí)序圖。當(dāng)電流供應(yīng)單元U3和U5以上述方式被激活時(shí)， 流經(jīng)電容元件12的電流被設(shè)定以使得三角波TRI的頻率變成500kHz。 因此，在時(shí)間段T1，第一時(shí)鐘信號CK1和第二時(shí)鐘信號CK2的頻率 分別變成1MHz和500kHz。同樣，在時(shí)間段T2，當(dāng)電流供應(yīng)單元U1 和U5被激活時(shí)，第一時(shí)鐘信號CK1和第二時(shí)鐘信號CK2的頻率分別 變成1.04MHz和520kHz。在時(shí)間段T3，當(dāng)電流供應(yīng)單元U2和U5被 激活時(shí)，第一時(shí)鐘信號CK1和第二時(shí)鐘信號CK2的頻率分別變成 1.02MHz和510kHz。在時(shí)間段T4，當(dāng)電流供應(yīng)單元U4和U5被激活 時(shí)，第一時(shí)鐘信號CK1和第二時(shí)鐘信號CK2的頻率分別變成0.98MHz 和490kHz。在時(shí)間段T5，當(dāng)電流供應(yīng)單元U5被激活時(shí)，第一時(shí)鐘信 號CK1和第二時(shí)鐘信號CK2的頻率分別變成0.96MHz和480kHz。
圖5A是顯示在每個(gè)序列中的頻率轉(zhuǎn)換的概念圖。如圖5A所示， 第二時(shí)鐘信號CK2的頻率以500kHz—520 kHz—510 kHz—490 kHz— 480 kHz的順序做出轉(zhuǎn)換?？商鎿Q地，如圖5B所示，第二時(shí)鐘信號CK2 可以以500 kHz—480 kHz—490 kHz—510 kHz—520 kHz的順序做出轉(zhuǎn) 換。也就是說，在每一序列中，所有的多個(gè)(在這個(gè)例子中是5個(gè)) 頻率通過這種方式被以規(guī)定的順序指定以使得下一個(gè)頻率是從沒有被 指定的頻率中選擇。換句話說，在每個(gè)序列中都不會(huì)多次指定相同的 頻率。在五個(gè)頻率的隨機(jī)指定情況中，下一個(gè)被指定的頻率與當(dāng)前頻 率相一致的可能性為20% 。這可能導(dǎo)致短期內(nèi)第二時(shí)鐘信號CK2的頻 率集中。相反，在這個(gè)實(shí)施例中，由于選擇是從多個(gè)頻率中以預(yù)定順 序做出的，所以所選擇的第二時(shí)鐘信號CK2的頻率是可靠地分散的。 即使在短期內(nèi)也不會(huì)有頻率被連續(xù)選擇，因此EMI可被可靠地抑制。
圖6A至6C和圖7A至7C顯示了擴(kuò)頻電路100的EMI仿真示例。 圖6A至6C顯示了 10MHz至70MHz的頻率分析結(jié)果。圖7A至7C顯 示了 1kHz至15MHz的頻率分析結(jié)果。圖6A和7A顯示了 500kHz的 第二時(shí)鐘信號的頻率分析結(jié)果。圖6B和7B顯示了在每個(gè)序列中頻率 490kHz、 500kHz和510kHz被順序選擇的情況下的頻率分析結(jié)果。圖 6C和7C顯示了在每個(gè)序列中頻率480 kHz、490 kHz、500 kHz、510 kHz 和520 kHz被順序選擇的情況下的頻率分析結(jié)果。
可以看出3個(gè)頻率擴(kuò)展(圖6B)和5個(gè)頻率擴(kuò)展(圖6C)的10MHz 至70MHz的頻率成分小于單頻率(圖6A)的相同頻率范圍內(nèi)的頻率 成分。這是因?yàn)镋MI噪聲頻譜被來自多個(gè)頻率的選擇所擴(kuò)展。還可以 看出5個(gè)頻率頻譜擴(kuò)展的頻率成分小于3個(gè)頻率頻譜擴(kuò)展的頻率成分。 這是因?yàn)轭l譜被5個(gè)頻率頻譜擴(kuò)展得比3個(gè)頻率頻譜擴(kuò)展更寬。而且， 在3個(gè)頻率頻譜擴(kuò)展中，頻譜峰值出現(xiàn)在166kHz= (500kHz/3)，如 圖7B所示。而在5個(gè)頻率頻譜擴(kuò)展中，頻譜峰值出現(xiàn)在100kHz (500kHz/5)。這種特征對應(yīng)于多個(gè)序列的各個(gè)頻率。
以上頻譜峰值在頻率上是較低的。當(dāng)信號處理通過使用第二時(shí)鐘 信號CK2來執(zhí)行時(shí)，將低頻EMI噪聲混合到處理對象的頻帶中使得通 過濾波器分離該噪聲變得困難。在這個(gè)例子中，低頻EMI噪聲出現(xiàn)在 166kHz或100kHz。然而，當(dāng)信號處理的對象是音頻信號時(shí)，其頻帶是 10Hz至20kHz，因此低頻EMI噪聲可通過濾波器很容易地消除。相反， 當(dāng)頻譜擴(kuò)展通過使用包括低頻成分的隨機(jī)信號來執(zhí)行時(shí)，低頻EMI噪 聲出現(xiàn)在信號頻帶中。當(dāng)這種EMI噪聲被混合到信號中時(shí)，其不能被 移除并將導(dǎo)致SN比的降低和質(zhì)量上的惡化。在該實(shí)施例中，低頻EMI 噪聲可以通過序列的頻率被確定并因此可被設(shè)定在信號頻帶之外。
更具體地，用fmax和fn分別代表處理對象的信號頻帶的最大頻 率和序列的頻率；那么，滿意的結(jié)果可以通過設(shè)定頻率fn來獲得，以 使得滿足關(guān)系fmaX<fn。而且，用fc和N分別代表將被產(chǎn)生的時(shí)鐘信 號的中心頻率和將被選擇的頻率的數(shù)量；那么,滿意的結(jié)果可以通過 設(shè)定中心頻率fc和數(shù)量N來獲得，以使得滿足關(guān)系fmaX<fc/N。例如， 當(dāng)最大頻率fmax=25kHz并且中心頻率fc=500kHz時(shí)，數(shù)量N應(yīng)被設(shè) 定為滿足關(guān)系N《0。在這種情況下，設(shè)定將被選擇的頻率的數(shù)量N為 19使得能夠最滿意地抑制EMI，同時(shí)防止EMI噪聲混合到信號頻帶中。
<2.修改>
盡管在上述實(shí)施例中，在每個(gè)序列中都有五個(gè)頻率被選擇，但是
只要頻率的數(shù)量被設(shè)為3或更大，就能獲得滿意的結(jié)果。例如，如圖
8A所示，假設(shè)將被選擇的頻率為fa、 fb、 fc、……、fx、 fy和fz。在 這種情況中，最高頻率是fz而最低頻率是fa。最高頻率fz和最低頻率 fa中的每一個(gè)都被叫做第一頻率fl，與第一頻率fl相鄰的頻率被叫作 第二頻率f2 (fb或fy)，而與第二頻率f2相鄰并且不是第一頻率fl 的頻率被叫作第三頻率f3 (fc或fx)。在這種頻率配置中，多個(gè)頻率 以升序或降序順序每隔一個(gè)頻率被順序地選擇。最高頻率fz和最低頻 率fa以及接近于這些頻率的頻率通過以下方式被選擇。
如果第三頻率f3在第一至第三頻率fl-f3中首先被選擇，如圖8B 所示，那么第一頻率fl下一個(gè)被選擇，然后第二頻率f2被選擇。每隔 一個(gè)頻率之后被順序選擇。另一方面，如果第二頻率f2在第一至第三 頻率fl-f3中首先被選擇，如圖8C所示，那么第一頻率fl下一個(gè)被選 擇，然后第三頻率f3被選擇。每隔一個(gè)頻率之后被順序選擇。這種頻 率的選擇方式使得能夠構(gòu)統(tǒng)一地選擇頻率并因此抑制EMI。
更具體的選擇過程如下
(1) 將被選擇的頻率數(shù)量為3:
圖9A和9B顯示了在將被選擇的頻率數(shù)量為3的情況下的兩種選 擇順序。在圖9A的示例中，頻率以510kHz—490 kHz—500 kHz—510 kHz……的順序被選擇。在這種情況下，490 kHz、 500kHz和510kHz 分別對應(yīng)于第一頻率fl、第二頻率f2和第三頻率f3。在這個(gè)例子中， 由于第三頻率f3 (510kHz)在第一至第三頻率fl-f3中首先被選擇，所 以第一頻率fl (490kHz)下一個(gè)被選擇，然后第二頻率(500kHz)被 選擇。在圖9B的例子中，頻率以490 kHz—510 kHz—500 kHz—490 kHz……的順序被選擇。在這種情況下，510kHz、 500kHz禾B 490kHz 分別對應(yīng)于第一頻率fl、第二頻率f2和第三頻率f3。
(2) 將被選擇的頻率數(shù)量為4:
圖IOA和10B顯示了在將被選擇的頻率數(shù)量為4的情況下的兩種
選擇順序。在圖IOA的示例中，頻率以500 kHz—520 kHz—510 kHz
—490 kHz—500 kHz......的順序被選擇。在這種情況下，520 kHz、
510kHz和500kHz分別對應(yīng)于第一頻率fl、第二頻率f2和第三頻率f3。 在這個(gè)例子中，由于第三頻率fi (500kHz)在第一至第三頻率fl-f3中 首先被選擇，所以第一頻率fl (520kHz)下一個(gè)被選擇，然后第二頻 率(510kHz)被選擇。在圖10B的例子中，頻率以500 kHz—490kHz
—510 kHz—520 kHz—500 kHz......的順序被選擇。在這種情況下，
490kHz、 500kHz和510kHz分別對應(yīng)于第一頻率fl、第二頻率f2和第 三頻率f3。由于第二頻率f2 (500kHz)首先被選擇，所以第一頻率fl (490kHz)下一個(gè)被選擇，然后第三頻率(510kHz)被選擇。
(3) 將被選擇的頻率數(shù)量為5: 這種情況已經(jīng)在參考圖5A至5B的上述實(shí)施例中被描述。
(4) 將被選擇的頻率數(shù)量為6:
圖IIA和IIB顯示了在將被選擇的頻率數(shù)量為6的情況下的兩種 選擇順序。在圖IIA的示例中，頻率以520 kHz—530 kHz—510 kHz
—490 kHz—480 kHz—500 kHz—520kHz......的順序被選擇。在這種情
況下，530 kHz、 520kHz和510kHz分別對應(yīng)于第一頻率fl、第二頻率 f2和第三頻率f3。在這個(gè)例子中，由于第二頻率O (520kHz)在第一 至第三頻率fl-f3中首先被選擇，所以第一頻率fl (530kHz)下一個(gè)被 選擇，然后第三頻率(510kHz)被選擇。在圖11B的例子中，頻率以 500 kHz—480 kHz—490 kHz —510 kHz—530 kHz—520 kHz—500
kHz......的順序被選擇。在這種情況下，480kHz、 490kHz和500kHz
分別對應(yīng)于第一頻率fl、第二頻率f2和第三頻率f3。由于第三頻率f3
(500kHz)首先被選擇，所以第一頻率fl (480kHz)下一個(gè)被選擇， 然后第二頻率(490kHz)被選擇。
(5) 將被選擇的頻率數(shù)量為7時(shí)
圖12A和12B顯示了在將被選擇的頻率數(shù)量為7的情況下的兩種
選擇順序。在圖12A的示例中，頻率以520 kHz—530 kHz—510 kHz
—490 kHz—470 kHz—480 kHz—500 kHz—520kHz......的順序被選擇。
在這種情況下，530 kHz、 520kHz和510kHz分別對應(yīng)于第一頻率fl、 第二頻率f2和第三頻率f3。在這個(gè)例子中，由于第二頻率f2 (520kHz) 在第一至第三頻率fl-fi中首先被選擇，所以第一頻率fl (530kHz)下 一個(gè)被選擇，然后第三頻率(510kHz)被選擇。在圖12B的例子中， 頻率以480 kHz—470kHz—490 kHz—510 kHz—530 kHz—520 kHz— 500 kHz—480 kHz……的順序被選擇。在這種情況下，470kHz、 480kHz 和490kHz分別對應(yīng)于第一頻率fl、第二頻率f2和第三頻率f3。由于 第二頻率f2 (480kHz)首先被選擇，所以第一頻率fl (470kHz)下一 個(gè)被選擇，然后第三頻率(490kHz)被選擇。
將被選擇的頻率數(shù)量可以通過類似的方式被提高。
盡管本發(fā)明對特定優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明和描述，但是對本領(lǐng)域 技術(shù)人員來說，在本發(fā)明教導(dǎo)的基礎(chǔ)上做出各種變化和修改是顯而易 見的。很明顯，這種變化和修改落在由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明 的精神、范圍和目的之內(nèi)。
本申請基于2006年7月7日提交的日本專利申請 NO.2006-188196，其內(nèi)容在此被結(jié)合進(jìn)來作為參考。
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)頻電路，包括控制部分，其重復(fù)一序列，在該序列中，所述控制部分通過以規(guī)定的順序從沒有被選擇過的頻率中選擇下一個(gè)頻率來產(chǎn)生用于指定所有多個(gè)頻率的指定信號；以及信號產(chǎn)生部分，其基于該指定信號順序地產(chǎn)生具有分別指定頻率的輸出信號。
2. 如權(quán)利要求l所述的擴(kuò)頻電路，其中所述信號產(chǎn)生部分產(chǎn)生輸出信號作為具有二進(jìn)制邏輯電平的時(shí)鐘信號；以及其中所述控制部分在由所述指定信號所指定的多個(gè)頻率中進(jìn)行切 換，使得具有各個(gè)頻率的時(shí)鐘信號的脈沖數(shù)量變成一致。
3. 如權(quán)利要求2所述的擴(kuò)頻電路，其中所述控制部分包括分頻部分，其分割時(shí)鐘信號的頻率以產(chǎn)生分頻信號；以及 指定信號產(chǎn)生部分，其在該分頻信號的基礎(chǔ)上產(chǎn)生所述指定信號。
4. 如權(quán)利要求2所述的擴(kuò)頻電路，其中所述信號產(chǎn)生部分包括三角波產(chǎn)生部分，其產(chǎn)生具有恒定幅度的三角波并基于該指定信號調(diào)整該三角波的斜度；比較部分，其將該三角波的電壓與參考電壓進(jìn)行比較；以及 時(shí)鐘信號產(chǎn)生部分，其在所述比較部分的比較結(jié)果的基礎(chǔ)上產(chǎn)生時(shí)鐘信號。
5. 如權(quán)利要求4所述的擴(kuò)頻電路，其中所述指定信號由多個(gè)單獨(dú) 指定信號來配置；其中所述三角波產(chǎn)生部分包括電容元件和多個(gè)用于給該電容元件 提供電流的電流供應(yīng)單元，并經(jīng)過該電容元件輸出電壓作為所述三角 波； 其中所述電流供應(yīng)單元分別對應(yīng)于所述單個(gè)指定信號；以及 其中每個(gè)電流供應(yīng)單元包括第一恒定電流源，其開/關(guān)狀態(tài)由相應(yīng)的單個(gè)指定信號來控制，在 所述第一恒定電流源處于開狀態(tài)時(shí)，允許恒定電流流入該電容元件， 而在所述第一恒定電流源處于關(guān)狀態(tài)時(shí)，中斷該恒定電流；以及第二恒定電流源，其開/關(guān)狀態(tài)由相應(yīng)的單個(gè)指定信號來控制，在 所述第二恒定電流源處于開狀態(tài)時(shí)，允許恒定電流流出該電容元件， 而在所述第二恒定電流源處于關(guān)狀態(tài)時(shí)，中斷該恒定電流。
6.如權(quán)利要求l所述的擴(kuò)頻電路，其中在各頻率中，最高頻率和 最低頻率被設(shè)定為第一頻率，與該第一頻率相鄰的頻率被設(shè)定為第二 頻率，以及與該第二頻率相鄰但又不是第一頻率的頻率被設(shè)定為第三頻率，其中所述控制部分以升序或降序順序每隔一個(gè)頻率來順序地選擇 頻率；其中如果第三頻率在第一至第三頻率中首先被選擇，那么所述控 制部分下一個(gè)選擇第一頻率，然后選擇第二頻率，并且之后每隔一個(gè) 頻率順序地選擇頻率；以及其中如果第二頻率在第一至第三頻率中首先被選擇，那么所述控 制部分下一個(gè)選擇第一頻率，然后選擇第三頻率，并且之后每隔一個(gè) 頻率順序地選擇頻率。
全文摘要
一種擴(kuò)頻電路，包括控制部分，其重復(fù)一序列，在該序列中，控制部分通過以規(guī)定順序從沒有被選擇過的頻率中選擇下一個(gè)頻率來產(chǎn)生用于指定所有多個(gè)頻率的指定信號，還包括信號產(chǎn)生部分，其基于該指定信號順序地產(chǎn)生具有各個(gè)指定頻率的輸出信號。
文檔編號H03D7/00GK101102092SQ20071012863
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者川合博賢, 田中泰臣, 辻信昭 申請人:雅馬哈株式會(huì)社