專利名稱:三角波產(chǎn)生器,使用其的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器以及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明有關(guān)于三角波產(chǎn)生器,使用此三角波產(chǎn)生器的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,以及相關(guān) 方法,特別有關(guān)于可調(diào)整三角波的調(diào)制頻率以及振幅的三角波產(chǎn)生器,使用此三角波產(chǎn)生 器的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,以及相關(guān)方法。
背景技術(shù):
在電子系統(tǒng)中,通常都會(huì)設(shè)置擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器(SSCG,Spread Spectrum Clock Generator)以產(chǎn)生擴(kuò)頻時(shí)鐘信號(hào)。圖1繪示了已知技術(shù)中的SSCG 100的方塊圖。如圖1 所示,SSCG 100通常會(huì)包含相位鎖相回路(PLL, Phase Locked Loop)電路101,而PLL電 路101通常會(huì)包含相位檢測(cè)器(Phase Detector) 103、電荷泵(Charge Pump) 105、振蕩器 (Oscillator) 107、以及除頻器(Divider) 109。相位檢測(cè)器103用以比較參考信號(hào)RS以及 反饋信號(hào)FB (具有反饋頻率Fou)以輸出相位檢測(cè)信號(hào)DS。電荷泵105根據(jù)相位檢測(cè)信號(hào) DS而決定增加或減少輸出的電荷以形成控制電壓CV,振蕩器107便根據(jù)控制電荷CV決定 輸出的振蕩信號(hào)OS (其具有振蕩頻率Fo)。除頻器109除頻振蕩信號(hào)OS以形成反饋信號(hào) FB。其它詳細(xì)結(jié)構(gòu)以及操作方式為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉,故在此不再贅述。SSCG 100除了 PLL電路101以外,通常會(huì)還包含調(diào)制電路102。調(diào)制電路102通 常用以調(diào)制PLL電路101的振蕩信號(hào)0S,使PLL電路101的頻寬可以展延,如此可以減少其 電磁干擾(EMI)的現(xiàn)象和增進(jìn)其信號(hào)質(zhì)量。已知的調(diào)制電路102通常會(huì)包含三角波產(chǎn)生器 111、三角積分調(diào)制器115以及加法器117。三角波產(chǎn)生器111用以產(chǎn)生三角波信號(hào)TW。三 角積分調(diào)制器115會(huì)根據(jù)三角波信號(hào)TW以及反饋信號(hào)FB的差異來(lái)產(chǎn)生補(bǔ)償參數(shù)CP。然后 加法器117會(huì)根據(jù)補(bǔ)償參數(shù)CP、除頻器109的原始除頻參數(shù)N以及反饋信號(hào)FB來(lái)調(diào)整除頻 器109的除頻參數(shù),以達(dá)到調(diào)頻的目的。然而,這樣的電路結(jié)構(gòu)卻有其缺點(diǎn)存在。請(qǐng)參閱圖2,其繪示了三角波的調(diào)制頻率 示意圖。如圖2所示,調(diào)制頻率指的是三角波下數(shù)的下界至上界的范圍MF,而調(diào)制幅度則是 指三角波的振幅MA。在已知技術(shù)中,調(diào)制頻率和調(diào)制幅度是有關(guān)聯(lián)性的,若調(diào)制頻率變低, 調(diào)制幅度也跟著變小。相反地,若調(diào)制頻率變高,調(diào)制幅度也跟著變大。因此,使得在做電 路設(shè)計(jì)時(shí),須考慮調(diào)制頻率和調(diào)制幅度的平衡點(diǎn)而增加了電路設(shè)計(jì)的困難度。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的一目的在于提供一種三角波產(chǎn)生器,使其頻率和振幅可以自由調(diào) 整而不互相干擾。本發(fā)明的一實(shí)施例揭露了一種三角波產(chǎn)生器,包含第一除頻器,用以將第一周期 信號(hào)的第一頻率除于第一正整數(shù)以產(chǎn)生第一除頻信號(hào);第二除頻器,用以將第二周期信號(hào) 的第二頻率除于第二正整數(shù)以產(chǎn)生第二除頻信號(hào),且第二頻率實(shí)質(zhì)上等于該第一頻率乘以 第三正整數(shù);以及上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器,用以根據(jù)第一除頻信號(hào)的第一除頻頻率及第二除頻 信號(hào)的第二除頻頻率,產(chǎn)生三角波;其中,三角波的頻率是等于第一除頻頻率,而三角波的
4振幅是由第二除頻頻率與第一除頻頻率的比值決定。本發(fā)明的另一實(shí)施例揭露了一種擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,包含相位鎖相回路電路,用以 產(chǎn)生第一周期信號(hào)及第二周期信號(hào);以及調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器,用以根據(jù)三角波產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)。 調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器包含三角波產(chǎn)生器,用以根據(jù)第一周期信號(hào)的第一頻率產(chǎn)生三角波的頻率 及第二周期信號(hào)的第二頻率和第一頻率產(chǎn)生三角波的振幅。本發(fā)明的另一實(shí)施例揭露了一種三角波產(chǎn)生方法,包含將第一周期信號(hào)的第一 頻率除于第一正整數(shù)以產(chǎn)生第一除頻信號(hào);將第二周期信號(hào)的第二頻率除于第二正整數(shù)以 產(chǎn)生第二除頻信號(hào),且第二頻率實(shí)質(zhì)上等于第一頻率乘以第三正整數(shù);以及根據(jù)第一除頻 信號(hào)的第一除頻頻率及第二除頻信號(hào)的第二除頻頻率,由三角波產(chǎn)生器產(chǎn)生三角波;其中, 三角波的頻率是等于第一除頻頻率,而三角波的振幅是由第二除頻頻率與第一除頻頻率的 比值決定。經(jīng)由上述的實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易得知相對(duì)應(yīng)的三角波產(chǎn)生方法,信號(hào) 調(diào)制方法以及相位鎖相方法,故在此不再贅述。根據(jù)上述的實(shí)施例,可使三角波的頻率和振幅可以自由調(diào)整而不互相干擾,進(jìn)而 讓使用此三角波產(chǎn)生器的調(diào)制電路可自由調(diào)整其調(diào)制頻率和調(diào)制幅度。
圖1繪示了已知技術(shù)中的PLL系統(tǒng)100的方塊圖。圖2繪示了三角波的調(diào)制頻率示意圖。圖3繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的三角波產(chǎn)生器、調(diào)制電路以及相位鎖相回路系 統(tǒng)的電路圖。圖4繪示了上下計(jì)數(shù)器如何產(chǎn)生三角波的示意圖。圖5繪示了對(duì)應(yīng)圖3的電路結(jié)構(gòu)的三角波產(chǎn)生方法。[主要元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明]100擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器109、111 除頻器300三角波產(chǎn)生器102、301 調(diào)制電路303擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器305第一除頻器307第二除頻器113,309上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器101,311相位鎖相回路電路115、315三角積分調(diào)制器117、317 加法器103、321相位檢測(cè)器105、323 電荷泵107、325 振蕩器327第三除頻器
401 405 步驟
具體實(shí)施例方式在說(shuō)明書(shū)及上述的申請(qǐng)專利范圍當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定的元件。所屬領(lǐng) 域中具有通常知識(shí)者應(yīng)可理解,硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來(lái)稱呼同一個(gè)元件。本說(shuō) 明書(shū)及上述的申請(qǐng)專利范圍并不以名稱的差異來(lái)作為區(qū)分元件的方式,而是以元件在功能 上的差異來(lái)作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說(shuō)明書(shū)及上述的請(qǐng)求項(xiàng)當(dāng)中所提及的「包含」為開(kāi)放 式的用語(yǔ),故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。以外,「耦接」一詞在此是包含任何直接及間接 的電氣連接手段。因此,若文中描述第一裝置耦接于第二裝置,則代表該第一裝置可直接電 氣連接于該第二裝置,或通過(guò)其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。圖3繪示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的三角波產(chǎn)生器300、調(diào)制電路301以及擴(kuò)頻時(shí) 鐘產(chǎn)生器(SSCG, Spread Spectrum Clock Generator) 303的電路圖。如圖3所示,根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例的三角波產(chǎn)生器300包含第一除頻器305、第二除頻器307以及上數(shù)/下數(shù) 計(jì)數(shù)器309。第一除頻器305具有第一除頻參數(shù)L (為正整數(shù)),用以除頻反饋信號(hào)FB以產(chǎn) 生具有第一除頻頻率的第一除頻信號(hào)DISp第二除頻器307具有第二除頻參數(shù)M(為正整 數(shù))以除頻振蕩信號(hào)OS來(lái)產(chǎn)生具有第二除頻頻率的第二除頻信號(hào)DIS2。上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù) 器309用以產(chǎn)生一三角波,該上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309的計(jì)數(shù)頻率(即三角波的調(diào)制頻率) 實(shí)質(zhì)上等于第一除頻信號(hào)DIS1的第一除頻頻率,而上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309的上界和下界的 間隔(即三角波的振幅MA)是由第一除頻頻率以及第二除頻頻率的比值來(lái)決定。如何決定 三角波的振幅MA將在底下詳細(xì)說(shuō)明。PLL電路311跟圖1的PLL電路101 —樣,亦包含相 位檢測(cè)器321、電荷泵323、振蕩器325、以及第三除頻器327。底下將利用圖4說(shuō)明上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309如何產(chǎn)生三角波。如圖4所示,首先 要給予一初始值來(lái)決定三角波的上界HB或下界LB其中之一(即決定第一極值或第二極 值)。上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309根據(jù)第一除頻信號(hào)DIS1的正緣或負(fù)緣,自初始值(即上界HB 或下界LB)開(kāi)始上數(shù)或下數(shù)。且上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309根據(jù)第二除頻信號(hào)DIS2的第二除 頻頻率,決定在反饋信號(hào)FB中,每一半周期內(nèi)的計(jì)數(shù)次數(shù)及計(jì)數(shù)間隔。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),先由第一 除頻信號(hào)DIS1的第一除頻頻率來(lái)決定三角波的調(diào)制頻率,然后決定三角波的上界或下界, 再由第二除頻信號(hào)DIS2的第二除頻頻率決定計(jì)數(shù)間隔,因此第一除頻頻率和第二除頻頻率 的比值可以決定出三角波的振幅。詳細(xì)來(lái)說(shuō),上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309的計(jì)數(shù)頻率可由公式(一)來(lái)決定。0SF/N/L = MF公式(一)其中OSF為輸出信號(hào)OS的頻率,N為PLL電路311的第三除頻器327的第三除頻 參數(shù),L為第一除頻器305的第一除頻參數(shù),而MF為上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309的計(jì)數(shù)頻率(即 三角波的調(diào)制頻率)而上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309的兩臨界值(上數(shù)上界(HB)以及下數(shù)下界(LB))可由 公式(二)來(lái)決定。(0SF/M) / (0SF/N/L) /2 = MA = HB-LB公式(二 ) 在一實(shí)施例中,上界是通過(guò)給予上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309 —參數(shù)來(lái)決定,因此可給予 一初始值若將振蕩信號(hào)OS的頻率0SF、第三除頻器327的第三除頻參數(shù)N亦予以固定。則三角波的振幅(HB-LB)便可由更改第一除頻參數(shù)L和第二除頻參數(shù)M(亦即更改第一除頻 頻率以及第二除頻頻率的比值)來(lái)決定。舉例來(lái)說(shuō),若振蕩信號(hào)OS的頻率為1GHz、反饋信 號(hào)FB的頻率為10MHz,第一除頻參數(shù)L設(shè)為332、第三除頻參數(shù)N為100,上界HB為470。則 調(diào)制頻率為 10MHz/332 = 30. 12KHz,下界 LB = HB-(16600/M)。若 M 設(shè)成 100,則下界 LB = 304,調(diào)制幅度等于470-304 = 166。若M設(shè)成50,則下界LB = 138,調(diào)制幅度等于470-138 =332。因此,通過(guò)改變第二除頻參數(shù)M,則可在不變動(dòng)調(diào)制頻率的情況下,改變調(diào)制幅度。 反之,若將第二除頻參數(shù)M固定住而改變第一除頻參數(shù)L,則可在不變動(dòng)調(diào)制幅度的情況 下,改變調(diào)制頻率。如前所述,當(dāng)上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器309產(chǎn)生三角波TW之后會(huì)將三角波TW 傳送給三角積分調(diào)制器315,然后三角積分調(diào)制器315會(huì)將補(bǔ)償參數(shù)CP傳送給加法器317。 之后的操作已描述于圖1的相關(guān)說(shuō)明中,故在此不再贅述。須注意的是,上述的電路結(jié)構(gòu)僅用以舉例,并非用以限定本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例的三角波產(chǎn)生器并不限定使用于調(diào)制電路。而使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的三角波產(chǎn)生 器的調(diào)制電路亦不限定于使用在相位鎖相回路上。根據(jù)圖3所示的實(shí)施例,可得到一相對(duì)應(yīng)的三角波產(chǎn)生方法,其包含圖5所示的步 驟步驟501將第一周期信號(hào)(例如圖3的反饋信號(hào)FB)的第一頻率除于第一正整數(shù)以產(chǎn)生 第一除頻信號(hào)(例如圖3的第一除頻信號(hào)DIS1)。步驟503將第二周期信號(hào)(例如圖3的振蕩信號(hào)OS)的第二頻率除于第二正整數(shù)以產(chǎn)生 第二除頻信號(hào)(例如圖3的第二除頻信號(hào)DIS2),且第二頻率實(shí)質(zhì)上等于該第一頻率乘以 第三正整數(shù)。步驟505根據(jù)第一除頻信號(hào)的第一除頻頻率及該第二除頻信號(hào)的第二除頻頻率,由三角波 產(chǎn)生器產(chǎn)生三角波。根據(jù)上述的實(shí)施例,可使三角波的頻率和振幅可以自由調(diào)整而不互相干擾,進(jìn)而 讓使用此三角波產(chǎn)生器的調(diào)制電路可自由調(diào)整其調(diào)制頻率和調(diào)制幅度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與 修飾,皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種三角波產(chǎn)生器,包含第一除頻器,用以將第一周期信號(hào)的第一頻率除于第一正整數(shù)以產(chǎn)生第一除頻信號(hào);第二除頻器,用以將第二周期信號(hào)的第二頻率除于第二正整數(shù)以產(chǎn)生第二除頻信號(hào),且該第二頻率實(shí)質(zhì)上等于該第一頻率乘以第三正整數(shù);以及上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器,用以根據(jù)該第一除頻信號(hào)的第一除頻頻率及該第二除頻信號(hào)的第二除頻頻率,產(chǎn)生三角波;其中,該三角波的頻率是等于該第一除頻頻率,而該三角波的振幅是由該第二除頻頻率與該第一除頻頻率的比值決定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角波產(chǎn)生器,其中該上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器是根據(jù)一初始值決 定該振幅的第一極值,而該振幅的第二極值是由該初始值和該比值決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三角波產(chǎn)生器,其中該上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器根據(jù)該第一除頻信 號(hào)的正緣或負(fù)緣其中之一,上數(shù)該初始值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角波產(chǎn)生器,其中該上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器根據(jù)該第二除頻頻 率,決定在該第一周期信號(hào)中,每一半周期內(nèi)的計(jì)數(shù)次數(shù)及計(jì)數(shù)間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三角波產(chǎn)生器,其中當(dāng)該第一極值為該振幅的最大值時(shí),該 第二極值為該振幅的最小值,且該第一極值與該第二極值的差由該比值決定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三角波產(chǎn)生器,其中當(dāng)該第一極值為該振幅的最大值時(shí),該 上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器根據(jù)該第一除頻信號(hào)的正緣或負(fù)緣其中之一,下數(shù)該初始值。
7.—種擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器包含相位鎖相回路電路,用以產(chǎn)生第一周期信號(hào)及第二周期信號(hào);以及調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生器,用以根據(jù)三角波產(chǎn)生調(diào)制信號(hào),包含三角波產(chǎn)生器,用以根據(jù)該第一周期信號(hào)的第一頻率產(chǎn)生該三角波的頻率及該第二周 期信號(hào)的第二頻率和該第一頻率產(chǎn)生該三角波的振幅。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,其中該調(diào)制信號(hào)用以調(diào)整除頻參數(shù),且根 據(jù)該除頻參數(shù)和該第二頻率,該相位鎖相回路電路調(diào)整該第一頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,其中該三角波產(chǎn)生器,包含第一除頻器,用以將該第一周期信號(hào)的該第一頻率除于第一正整數(shù)以產(chǎn)生第一除頻信號(hào);第二除頻器,用以將該第二周期信號(hào)的該第二頻率除于第二正整數(shù)以產(chǎn)生第二除頻信 號(hào),且該第二頻率實(shí)質(zhì)上等于該第一頻率乘以第三正整數(shù);以及上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器,用以根據(jù)該第一除頻信號(hào)的第一除頻頻率及該第二除頻信號(hào)的第 二除頻頻率,產(chǎn)生該三角波;其中,該頻率是等于該第一除頻頻率,而該振幅是由該第二除頻頻率與該第一除頻頻 率的比值決定。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,其中該上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器根據(jù)一初始值決 定該振幅的第一極值,而該振幅的第二極值是由該初始值和該比值決定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,其中該上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器根據(jù)該第一除 頻信號(hào)的正緣或負(fù)緣其中之一,上數(shù)該初始值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,其中該上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器根據(jù)該第二除頻頻率,決定在該第一周期信號(hào)中,每一半周期內(nèi)的計(jì)數(shù)次數(shù)及計(jì)數(shù)間隔。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,其中當(dāng)該第一極值為該振幅的最大值 時(shí),該第二極值為該振幅的最小值,且該第一極值與該第二極值的差由該比值決定。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的擴(kuò)頻時(shí)鐘產(chǎn)生器,其中當(dāng)該第一極值為該振幅的最大值 時(shí),該上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器根據(jù)該第一除頻信號(hào)的正緣或負(fù)緣其中之一,下數(shù)該初始值。
15.一種三角波產(chǎn)生方法,包含將第一周期信號(hào)的第一頻率除于第一正整數(shù)以產(chǎn)生第一除頻信號(hào);將第二周期信號(hào)的第二頻率除于第二正整數(shù)以產(chǎn)生第二除頻信號(hào),且該第二頻率實(shí)質(zhì) 上等于該第一頻率乘以第三正整數(shù);以及根據(jù)該第一除頻信號(hào)的第一除頻頻率及該第二除頻信號(hào)的第二除頻頻率,由三角波產(chǎn) 生器產(chǎn)生三角波;其中,該三角波的頻率是等于該第一除頻頻率,而該三角波的振幅是由該第二除頻頻 率與該第一除頻頻率的比值決定。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的三角波產(chǎn)生方法,其中還包含根據(jù)一初始值決定該振幅的 第一極值,而該振幅的第二極值是由該初始值和該比值決定。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的三角波產(chǎn)生方法,其中還包含根據(jù)該第一除頻信號(hào)的正緣 或負(fù)緣其中之一,上數(shù)該初始值。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的三角波產(chǎn)生方法,其中還包含根據(jù)該第二除頻頻率,決定 在該第一周期信號(hào)中,每一半周期內(nèi)的計(jì)數(shù)次數(shù)及計(jì)數(shù)間隔。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的三角波產(chǎn)生方法,其中當(dāng)該第一極值為該振幅的最大值 時(shí),該第二極值為該振幅的最小值,且該第一極值與該第二極值的差由該比值決定。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的三角波產(chǎn)生方法,其中當(dāng)該第一極值為該振幅的最大值 時(shí),該上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器根據(jù)該第一除頻信號(hào)的正緣或負(fù)緣其中之一,下數(shù)該初始值。
全文摘要
一種三角波產(chǎn)生器,包含第一除頻器,用以將第一周期信號(hào)的第一頻率除于第一正整數(shù)以產(chǎn)生第一除頻信號(hào);第二除頻器,用以將第二周期信號(hào)的第二頻率除于第二正整數(shù)以產(chǎn)生第二除頻信號(hào),且第二頻率實(shí)質(zhì)上等于該第一頻率乘以第三正整數(shù);以及上數(shù)/下數(shù)計(jì)數(shù)器,用以根據(jù)第一除頻信號(hào)的第一除頻頻率及第二除頻信號(hào)的第二除頻頻率,產(chǎn)生三角波;其中,三角波的頻率是等于第一除頻頻率,而三角波的振幅是由第二除頻頻率與第一除頻頻率的比值決定。
文檔編號(hào)H03K4/06GK101882923SQ20091013804
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者巫國(guó)雄, 賴佳良, 韓松融 申請(qǐng)人:智原科技股份有限公司