專利名稱：集成電路芯片上的集成斜坡，掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路芯片上的集成斜坡，掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器。
背景技術(shù)：
斜坡發(fā)生函數(shù)可以用直接數(shù)字合成(DDQ技術(shù)、或用帶有可變參考頻率或可變壓 控震蕩器(VCO)分率的鎖相環(huán)(PLL)來(lái)做出。DDS方法需要高性能的DAC和平滑的濾波器， 當(dāng)需要高輸出頻率和大的變化時(shí)，這種方式使得斜坡發(fā)生函數(shù)非常難建造?？梢杂脦в锌勺儏⒖碱l率的PLL產(chǎn)生較高的輸出頻率，這通常是利用低頻DDS產(chǎn) 生的，但由于PLL把DDS所產(chǎn)生的雜散放大20 Iog(N)倍，其中N為VCO與參考頻率的比 值，因此DDS的設(shè)計(jì)再次變得至關(guān)重要。第二個(gè)方法，即，使用帶有外部控制VCO分率的、基于集成PLL的分?jǐn)?shù)頻率合成器， 易于引入數(shù)字交換噪音并增加系統(tǒng)的成本與復(fù)雜性。在現(xiàn)有方法的N分?jǐn)?shù)合成器與外部斜 坡控制器一起使用的情況下，需要實(shí)時(shí)傳輸頻率字給PLL。這是有問(wèn)題的，因?yàn)樵诤铣善鬟\(yùn) 行時(shí)會(huì)導(dǎo)致數(shù)字交換噪音；并且在芯片間的處理過(guò)程中，它也會(huì)使用更多的功率以及要花 費(fèi)不止一個(gè)集成方式。頻率改變的速率也許會(huì)受到串行端口傳輸速度的限制，由此導(dǎo)致不 平滑的斜坡。一個(gè)已知的方法產(chǎn)生低頻斜坡信號(hào)，也叫“線性調(diào)頻”(chirp)信號(hào)，該方法 使用利用直接數(shù)字合成(DDS)的所有數(shù)字技術(shù)，例如Parkes使用的(1994年的美國(guó)專利 5，311，193)。通過(guò)使用DDS作為用于使用如Gilmore (1990年的美國(guó)專利4，965，533)的方 法的整數(shù)PLL的參考，這個(gè)想法一般地被擴(kuò)展到高頻。Parkes與Gilmore的低頻和高頻方法 都依賴基于DDS的解決方案，該方案是存在問(wèn)題的當(dāng)轉(zhuǎn)換回到模擬時(shí)，所有的數(shù)字處理可 能產(chǎn)生許多不必要的亂真信號(hào)。硬件的復(fù)雜性也明顯地增大了。進(jìn)而，由于PLL的帶寬應(yīng)該 相對(duì)地窄從而減少DDS雜散，這在斜坡開(kāi)始或結(jié)束時(shí)產(chǎn)生了較大的線性失真，因此上述想 法受到了限制。另一個(gè)方法公開(kāi)在feskel等人的專利中(1992年的美國(guó)專利5，079，521)， 其使用了分?jǐn)?shù)合成器以產(chǎn)生任意值的頻率。另一個(gè)以高載波頻率產(chǎn)生斜坡頻率的通常的 方法是根據(jù)高分辨率DAC用可編程序電壓發(fā)生器直接驅(qū)動(dòng)VC0。由于VCO的非線性調(diào)諧特 征，這個(gè)方式引起了校準(zhǔn)的問(wèn)題，不能真正地達(dá)到線性頻率掃描，而且由于控制斜坡產(chǎn)生中 涉及的模擬參數(shù)的難度，該方式通常不適合用于大批量的半導(dǎo)體生產(chǎn)。當(dāng)遇到大的掃描和 大的溫度變化時(shí)，這個(gè)問(wèn)題尤其突出。所有這些現(xiàn)有技術(shù)以引用的方式并入本文中。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種新的集成斜坡，掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器，這將減少外部部件的成本和控制斜坡頻率的開(kāi)銷(xiāo)。本發(fā)明對(duì)DDS方式提供了明顯的改進(jìn)， 原有的DDS方式受頻率操作的限制、使用了大量的功率、易于產(chǎn)生雜散信號(hào)而且成本更高。在某種程度上，本發(fā)明源于以下認(rèn)識(shí)可以通過(guò)如下手段實(shí)現(xiàn)一種在各個(gè)方面改 進(jìn)的掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器在單個(gè)集成電路芯片上的分?jǐn)?shù)頻率合成器集成電路內(nèi)部增加一 個(gè)集成斜坡發(fā)生器，其實(shí)時(shí)地驅(qū)動(dòng)△ Σ調(diào)制器的頻率設(shè)定點(diǎn)，并產(chǎn)生帶有可編程斜率(步 長(zhǎng)大小和數(shù)目)的上升和/或下降頻率斜坡，和/或?qū)τ谥貜?fù)斜坡的自動(dòng)模式操作的停留， 由此，通過(guò)使用外部觸發(fā)器或內(nèi)部自發(fā)產(chǎn)生的觸發(fā)以起動(dòng)斜坡，從而實(shí)現(xiàn)基于編程的斜坡 數(shù)據(jù)自發(fā)產(chǎn)生頻率斜坡。但是在其他實(shí)施方案中，本發(fā)明不需要實(shí)現(xiàn)所有這些目標(biāo)，其權(quán)利要求不限于能 夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo)的結(jié)構(gòu)或方法。本發(fā)明的特征在于，在集成電路芯片上的集成斜坡，掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器，其包括 集成電路芯片，具有分?jǐn)?shù)頻率合成器，該分?jǐn)?shù)頻率合成器具有響應(yīng)于VCO的頻率的分?jǐn)?shù)分 頻器和用于快速改變所述分?jǐn)?shù)分頻器的除數(shù)的調(diào)制器。同樣的集成電路芯片有斜坡發(fā)生 器，其響應(yīng)觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生用于掃描所述分?jǐn)?shù)頻率合成器的頻率的斜坡。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，斜坡發(fā)生器可以包括查找表，包含多個(gè)不同形狀的斜坡。斜 坡發(fā)生器可以包括斜坡控制器，所述斜坡控制器包含編程的斜坡步數(shù)和步長(zhǎng)尺寸，并且響 應(yīng)于觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生斜坡形狀。斜坡發(fā)生器可以包括計(jì)算器電路，用以計(jì)算一個(gè)或多個(gè)不同 的斜坡形狀。計(jì)算器電路計(jì)算指數(shù)的、拋物線的、或其它斜坡形狀。斜坡控制器可以包括單 一模式，用于根據(jù)每個(gè)觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)斜坡。斜坡控制器可以包括自動(dòng)模式，根據(jù)一個(gè)觸 發(fā)信號(hào)允許重復(fù)的斜坡，并且用停留時(shí)間進(jìn)一步編程來(lái)定義重復(fù)時(shí)間段。芯片上的分?jǐn)?shù)頻 率合成器可以包括環(huán)路濾波器、驅(qū)動(dòng)環(huán)路濾波器的電荷泵、和相位頻率檢測(cè)器，其響應(yīng)參考 值和分?jǐn)?shù)分頻器，用來(lái)檢測(cè)參考數(shù)值與VCO間的任何偏差，由環(huán)路濾波器驅(qū)動(dòng)的VC0，用于 形成補(bǔ)償信號(hào)來(lái)使環(huán)路濾波器能夠以參考值收斂VCO輸出。串行或并行接口電路可以被提 供在集成電路芯片上用來(lái)接收芯片外的指令，用以對(duì)斜坡控制器進(jìn)行編程。調(diào)制器可以是 西格瑪?shù)聽(tīng)査?△ Σ )類型或任何其它類型的分?jǐn)?shù)調(diào)制器。調(diào)制器包括調(diào)制器核心，其響應(yīng) 斜坡控制器輸出的分?jǐn)?shù)部分，和整數(shù)延遲路徑電路，其響應(yīng)斜坡控制器輸出的整數(shù)部分，用 于同步從調(diào)制器到分?jǐn)?shù)分頻器的整數(shù)和分?jǐn)?shù)輸出。整數(shù)延遲路徑電路可以包括響應(yīng)斜坡控 制器輸出的整數(shù)部分的延遲電路，和用以合并調(diào)制器核心的延遲整數(shù)部分和分?jǐn)?shù)部分的求 和電路。斜坡可以是向單方向延伸的簡(jiǎn)單斜坡。斜坡可以是向若干方向延伸的復(fù)合斜坡。 斜坡可以是以至少第一方向延伸和基本上相反的第二方向延伸的復(fù)合斜坡。觸發(fā)信號(hào)可以 是從輸入引腳硬件產(chǎn)生的。觸發(fā)信號(hào)可以是從串行或并行接口軟件產(chǎn)生的。觸發(fā)信號(hào)可以 是自動(dòng)模式的掃描觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)信號(hào)可以是雙向模式的掃描觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)信號(hào)可以是 單個(gè)模式的掃描觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)信號(hào)可以是雙模式掃描觸發(fā)信號(hào)。本發(fā)明的特征還在于，位于同一個(gè)芯片上的集成分?jǐn)?shù)調(diào)制器、集成斜坡發(fā)生器、和 集成SPI或并行接口，其中任何其它合成器的部件可以位于或不位于芯片上，包括分?jǐn)?shù)分 頻器、電荷泵、相位檢測(cè)器、環(huán)路濾波器、和VC0，其中，如果使用有源的環(huán)路濾波器，則電荷 泵是可選的。


從以下的較佳實(shí)施方案的描述和附圖中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以發(fā)現(xiàn)其它的目標(biāo)， 特征，和優(yōu)點(diǎn)圖1是根據(jù)本發(fā)明在集成電路芯片上的集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)的示 意框圖；圖2示出了圖1的斜坡發(fā)生器產(chǎn)生的一種斜坡；以及圖3是圖1的調(diào)制器的一個(gè)實(shí)施方案更細(xì)致的示意圖和一個(gè)可選的預(yù)矯正數(shù)字濾 波器。
具體實(shí)施例方式除較佳實(shí)施方案或以下公開(kāi)的實(shí)施方案以外，本發(fā)明有能力勝任其它實(shí)施方案， 并能用不同的方式來(lái)實(shí)踐或?qū)崿F(xiàn)。因此，本發(fā)明當(dāng)然不局限于以下圖示所描述的應(yīng)用細(xì)節(jié) 中的結(jié)構(gòu)和部件安排。如果僅有一個(gè)實(shí)施方案于此描述，于此的權(quán)利要求不局限于那個(gè)實(shí) 施方案。此外，除非有清晰與令人信服的證據(jù)明確表示一定的排斥性、限制性、或放棄聲明， 于此的權(quán)利要求不能被有限制地讀取。本發(fā)明用以下方式實(shí)現(xiàn)對(duì)于其它的分?jǐn)?shù)頻率合成器增加芯片上集成控制器和斜 坡電路，以單獨(dú)根據(jù)編程的斜坡數(shù)據(jù)和外部觸發(fā)器或內(nèi)部自發(fā)的觸發(fā)器促進(jìn)產(chǎn)生頻率控制 斜坡以起動(dòng)斜坡。一旦觸發(fā)，斜坡自動(dòng)提供所需的控制字給分?jǐn)?shù)分頻器用來(lái)產(chǎn)生線性或其 它所期望的斜坡波形，所有這些都是與分?jǐn)?shù)頻率合成器集成在一個(gè)集成芯片上，而沒(méi)有DDS 的進(jìn)一步協(xié)助或?qū)崟r(shí)的數(shù)據(jù)傳輸。圖1示出了在集成電路芯片12上的集成斜坡，掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)10。集成 斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)10包括帶有相位頻率檢測(cè)器16的現(xiàn)有的頻率合成器14、可 選的電荷泵18、環(huán)路濾波器20、分?jǐn)?shù)分頻器22、調(diào)制器M和按傳統(tǒng)方式運(yùn)行的VCO 26。例 如，可編程的整數(shù)分頻器27和31以及包含或不包含電荷泵18的變化形式也是可行的。PD 16、R分頻器四、可選的電荷泵18、分?jǐn)?shù)分頻器22、環(huán)路濾波器20、VCO 26、或分頻器27和 31可以位于集成掃描器的內(nèi)部或外部。在操作中，VCO沈的輸出被反饋給分?jǐn)?shù)分頻器22，其用VCO頻率輸出除以某個(gè)數(shù)， 簡(jiǎn)單地說(shuō)100。那就是，分?jǐn)?shù)分頻器22的除數(shù)是100。分?jǐn)?shù)分頻器22的輸出在相位檢測(cè)器 (PD) 16中與來(lái)自參考源觀和可選的參考分頻器四的參考信號(hào)作比較。如果相位頻率檢測(cè) 器16檢測(cè)到VCO 26的輸出頻率22b低于參考28的頻率^b，則PD16從電荷泵18為環(huán)路 濾波器20增加電荷，環(huán)路濾波器20增加到VC026的電壓來(lái)提高它的輸出頻率。電荷泵18 和環(huán)路濾波器20可以用運(yùn)算放大器和有源濾波器來(lái)代替。在另一個(gè)方面，如果PD 16確定 VC026的輸出具有高于參考28的信號(hào)^b的頻率22b，則PD 16使得電荷泵18減少運(yùn)送到 環(huán)路濾波器20的電荷，這隨后降低了至VCO沈的電壓并且降低它的輸出頻率。由于頻率 合成器14是分?jǐn)?shù)頻率合成器，存在用某種手段(如調(diào)制器24)來(lái)引起分?jǐn)?shù)效果。常用地， 這通過(guò)諸如△ Σ調(diào)制器M或類似的周期性地改變分?jǐn)?shù)分頻器22的除數(shù)的調(diào)制器的調(diào)制 器來(lái)完成。例如，當(dāng)除數(shù)100應(yīng)用到分頻器22時(shí)，Δ Σ調(diào)制器M每10個(gè)周期加1。因此， 分?jǐn)?shù)分頻器22在10個(gè)周期中的9個(gè)周期都使用除數(shù)100，在第10個(gè)周期時(shí)使用除數(shù)101。 這會(huì)引起分?jǐn)?shù)輸出除數(shù)的平均輸出不再是100而是100. 1。這是一個(gè)非常粗略的分?jǐn)?shù)簡(jiǎn)介
6的簡(jiǎn)單例子。在現(xiàn)實(shí)中，為了達(dá)到所需的頻率分辨率和減少雜散輸出，△ Σ調(diào)制器所產(chǎn)生 的VCO除數(shù)的序列更為復(fù)雜。 根據(jù)本發(fā)明，斜坡發(fā)生器30被加到了與調(diào)制器M和接口控制器34相同的集成芯 片12上。可以利用斜坡控制器30a、查找表30b、或計(jì)算器30c實(shí)施斜坡發(fā)生器30。計(jì)算器 30c可以用來(lái)計(jì)算各種斜坡的形狀，如指數(shù)的、拋物線的。查找表30b可以用來(lái)儲(chǔ)存許多不 同的任意斜坡形狀。斜坡控制器30a在單模操作時(shí)提供頻率步長(zhǎng)尺寸和每個(gè)斜坡的步數(shù)。 更新率等于PD(16，圖1)比較頻率0%，圖1)，但是不局限于此。在自動(dòng)模式中，斜坡控制 器30a提供了這些輸入以及停留輸入。因此，由斜坡控制器30a產(chǎn)生的斜坡信號(hào)與Δ Σ調(diào) 制器M —起驅(qū)動(dòng)分?jǐn)?shù)分頻器22掃描頻率范圍，這使得掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器變得有用，例 如，對(duì)于雷達(dá)應(yīng)用和對(duì)于儀器和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備可以產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)。斜坡控制器30a可以 裝載適當(dāng)?shù)牟介L(zhǎng)大小、步數(shù)，并由例如串行/并行接口(SPI) 34的接口驅(qū)動(dòng)，其在線路36上 從芯片外的源接收來(lái)自主機(jī)處理器的輸入。斜坡控制器30a由線路38上的觸發(fā)器操作，使 斜坡控制器30a產(chǎn)生斜坡。斜坡控制器30a直接從主機(jī)用斜坡參數(shù)配置(如步長(zhǎng)大小、步數(shù)、停留時(shí)間、查找 表的斜坡點(diǎn)，用來(lái)計(jì)算拋物線或其它形狀斜坡的參數(shù)、操作模式(內(nèi)/外部觸發(fā)器、自動(dòng)反 復(fù)、單步等)，而且，一旦開(kāi)始，它在沒(méi)有外部介入的情況下產(chǎn)生西格瑪?shù)聽(tīng)査男逼略O(shè)定 點(diǎn)。斜坡控制器30a被實(shí)現(xiàn)為常規(guī)的狀態(tài)機(jī)，特定實(shí)施方案的無(wú)窮大可以達(dá)到相同的功能。 虛線框37中的部件是將被集成在芯片上的那些重要部件。芯片上的其它部件則為可選地 可包括的部件。圖2示出了典型的線性斜坡。這個(gè)概念不局限于任何斜坡形狀，而最通常的形式 是由主機(jī)處理器預(yù)加載的數(shù)值的查找表30b。改進(jìn)是按以下事實(shí)進(jìn)行的頻率更新處在集 成芯片14內(nèi)部，并且一旦“斜坡”開(kāi)始，則不需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。在單模式操作中，觸發(fā)脈沖 42的正向邊沿40起動(dòng)向上斜坡44，其以起動(dòng)頻率fQ開(kāi)始并具有步數(shù)η。每一步具有29b 處信號(hào)所產(chǎn)生的寬度(Tref) 46和斜坡發(fā)生器30 (例如斜坡控制器30a)所指令的高度48，斜 坡發(fā)生器30還設(shè)置步數(shù)。步寬46和步高48也定義了斜坡44的斜率。步高48和步數(shù)均 由斜坡控制器30提供。當(dāng)達(dá)到頻率ff處的第η步50時(shí)，不再存在更多的步并且系統(tǒng)以最 終頻率ff的水平停留，直到下個(gè)觸發(fā)脈沖M的前沿52。在這個(gè)例子中，斜坡56是向下的 斜坡，以頻率ff開(kāi)始于第一步58，并且連續(xù)n步向下回到頻率為&的第η步60。,此時(shí)系統(tǒng) 靜止直到下一個(gè)觸發(fā)脈沖64的正向邊沿62出現(xiàn)。這是單模式操作。在自動(dòng)模式操作過(guò)程 中，如圖2的66所示，斜坡控制器30提供停留時(shí)間(Tdwell)。此外，在自動(dòng)模式中，只有一個(gè) 觸發(fā)脈沖42 自此以后不存在觸發(fā)脈沖。也即，觸發(fā)脈沖M和64等則不會(huì)出現(xiàn)。而斜坡 控制器30a在上升沿40起動(dòng)斜坡。在斜坡44達(dá)到頻率ff的第η步50后，進(jìn)行編程的停 留時(shí)間段(Tdwell)66，在停留時(shí)間段之后，系統(tǒng)在不使用脈沖54，64的情況下自動(dòng)開(kāi)始第二 斜坡56。對(duì)單模式和自動(dòng)模式操作的說(shuō)明呈現(xiàn)出上升斜坡44，之后是下降斜坡56，隨后是 另一個(gè)上升斜坡68等等?？墒?，這并不是本發(fā)明對(duì)于單模式或自動(dòng)模式操作的限制，斜坡 也許全部是上升的、全部是下降的、或者也許開(kāi)始時(shí)是下降斜坡之后是上升斜坡，再之后是 下降斜坡，如此等等。而且，上升斜坡的斜率也不必與下降斜坡的斜率相等。例如，在任何 一種模式中，可能有上升斜坡44之后是從ff到&的迅速返回，再隨后是另一個(gè)上升斜坡，跟隨另一個(gè)從ff到fo的迅速返回，再隨后是另一個(gè)上升斜坡，如此等等。或者，系統(tǒng)可以由 下降斜坡開(kāi)始，起始于ff結(jié)束于fo，然后幾乎立刻又返回到ff并再次開(kāi)始下降斜坡，如此這 樣多次反復(fù)。如前所示，不再是上升斜坡44之后是下降斜坡56再跟隨上升斜坡68，而是系 統(tǒng)可以提供下降斜坡之后是上升斜坡再跟隨下降斜坡的鏡像圖像，如此等等。對(duì)于斜坡發(fā) 生器30可以使用各種觸發(fā)機(jī)制，例如，觸發(fā)信號(hào)可以源自硬件的(如線路38上)，或者可以 通過(guò)例如SPI 39由軟件產(chǎn)生。進(jìn)一步的，觸發(fā)可以是單工、雙工、或更復(fù)雜的形式以控制輔 助模式、單向斜坡、雙向或多向斜坡或掃描。斜坡參數(shù)是可以通過(guò)串行接口 34完全編程的。可是，合成的斜坡經(jīng)歷一般的鎖相 動(dòng)力學(xué)。如果所用的環(huán)帶寬比步率寬得多，則鎖定相對(duì)于步率非?？?，并且斜坡會(huì)呈樓梯 狀。由于速率的改變是參考頻率，在現(xiàn)實(shí)中，這種情況通常不會(huì)存在。在正常情況下，如果 更新速率高于環(huán)帶寬，則環(huán)路在收到新的頻率步前不會(huì)完全穩(wěn)定。因此，在瞬態(tài)之后，掃描 輸出將會(huì)以固定的小延遲跟隨設(shè)定點(diǎn)，并且以接近連續(xù)的方式進(jìn)行掃描。所以，恰好在斜坡 被觸發(fā)之后，有可能在輸入處暫時(shí)出現(xiàn)微小的斜坡非線性。如有必要，可以在斜坡發(fā)生器30 和Δ Σ調(diào)制器M之間引入圖3的預(yù)失真數(shù)字濾波器70以減少瞬態(tài)失真。但是，由于預(yù)失 真也依賴實(shí)際外部的環(huán)路濾波器部件，通用預(yù)失真數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)并非是微不足道的。 幸運(yùn)地，實(shí)踐中通常不需要這種濾波器。一個(gè)可以避免起動(dòng)瞬態(tài)問(wèn)題的簡(jiǎn)單易行的解決方 法是較早地以低頻起動(dòng)斜坡(假設(shè)是向上斜坡)并忽略它的開(kāi)始部分。在單模式的每個(gè)參考周期中，Δ Σ調(diào)制器對(duì)的設(shè)定是由斜坡步增加/減少。起動(dòng) 頻率、步長(zhǎng)，包括寬度和高度、和步數(shù)都通過(guò)串行接口 34預(yù)程序化。但是，請(qǐng)注意，通過(guò)Δ Σ 傳輸函數(shù)的整數(shù)通路和分?jǐn)?shù)通路有不同的延遲。通常在調(diào)制器核心處直接加到調(diào)制器時(shí)序 的整數(shù)通路應(yīng)該被人工延遲以補(bǔ)償通過(guò)調(diào)制器的分?jǐn)?shù)信號(hào)通路的延遲。在圖3中示出，調(diào) 制器M包括調(diào)制器核心80、延遲器82、和加法器或求和器電路84。斜坡控制器30的輸出 包括如線86所示的整數(shù)和分?jǐn)?shù)部分。分?jǐn)?shù)部分直接輸送到調(diào)制器核心80，它的輸出被輸送 到加法器或求和器電路84 ；可是整數(shù)部分被輸送到延遲器82，它典型地延遲了例如3個(gè)周 期的整數(shù)信息，以匹配調(diào)制器核心80的延遲。延遲器82的輸出然后與調(diào)制器核心80的輸 出合并到加法器84，并提供給如前面提到的分?jǐn)?shù)分頻器22。盡管本發(fā)明的具體特征在某些圖中表示出來(lái)了，而沒(méi)有在其它的圖中表示出來(lái)， 這僅僅是為了方便，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明，每個(gè)特征可以與任何其它的特征相結(jié)合。于此使用的 詞匯“包含”，“包括”，“有”，和“帶有”被廣泛并全面地引用，并不局限于任何實(shí)體的相互聯(lián) 系。而且，本申請(qǐng)中任何公開(kāi)的實(shí)施方案不僅僅被用做可能的實(shí)施方案。除此之外，在本專利申請(qǐng)的審查期間所上呈的任何修改都不是對(duì)所提交申請(qǐng)中任 何權(quán)利要素的放棄聲明不能合理地期望本領(lǐng)域技術(shù)人員撰寫(xiě)字面上包括所有可能的等同 物的權(quán)利要求，許多等同物在修改時(shí)是不可預(yù)見(jiàn)的，并且超出了所放棄(如果存在)的公平 解釋的范圍，修改的理?yè)?jù)也許只容忍對(duì)許多等同物的切向關(guān)系，和/或有許多其它原因不 能期望本申請(qǐng)人描述對(duì)于任何修正的權(quán)利要求元素一定的非實(shí)質(zhì)的替代物。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，其它實(shí)施方案會(huì)出現(xiàn)并包括在下列權(quán)利要求中。權(quán)利要求如下
8
權(quán)利要求
1.一種集成電路芯片上的集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，包括分?jǐn)?shù)分頻器；集成電路芯片，包含具有△ Σ型或其它類型的調(diào)制器的分?jǐn)?shù)頻率合成器，用來(lái)修正所 述分?jǐn)?shù)分頻器的除數(shù)；位于所述相同集成電路芯片上的斜坡發(fā)生器；所述斜坡發(fā)生器響應(yīng) 于觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生用于掃描所述分?jǐn)?shù)頻率合成器的頻率的斜坡，和接口電路，響應(yīng)于外部控 制器，控制所述斜坡發(fā)生器和所述調(diào)制器。
2.如權(quán)利要求1的集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器，其中所述分?jǐn)?shù)分頻器位于所述集成 電路芯片上。
3.如權(quán)利要求1的集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器，其中所述斜坡發(fā)生器包括查找表， 所述查找表包含多個(gè)不同形狀的斜坡。
4.如權(quán)利要求1的集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器，其中所述斜坡發(fā)生器包括斜坡控制 器，所述斜坡控制器包含編程的斜坡步數(shù)和步長(zhǎng)尺寸，并且響應(yīng)于觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生斜坡形狀。
5.如權(quán)利要求1的集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器，其中所述斜坡發(fā)生器包括計(jì)算器電 路，用以計(jì)算一個(gè)或多個(gè)不同的斜坡形狀。
6.如權(quán)利要求1的集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器，其中所述計(jì)算器電路計(jì)算指數(shù)的或 拋物線的斜坡形狀。
7.如權(quán)利要求4的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述斜坡控制器包 括單一模式，用來(lái)根據(jù)每個(gè)觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生斜坡。
8.如權(quán)利要求4的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述斜坡控制器包 括自動(dòng)模式，用來(lái)根據(jù)一個(gè)觸發(fā)信號(hào)允許重復(fù)的斜坡，并且進(jìn)一步利用停留時(shí)間對(duì)所述斜 坡控制器編程以定義重復(fù)時(shí)間段。
9.如權(quán)利要求1的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述芯片上分?jǐn)?shù)頻 率合成器還能夠集成有用以對(duì)VCO反饋路徑分頻的分?jǐn)?shù)分頻器、環(huán)路濾波器、用于驅(qū)動(dòng)所 述環(huán)路濾波器的電荷泵，和用于響應(yīng)于參考值和所述分?jǐn)?shù)分頻器檢測(cè)參考值與VCO間的任 何偏差的相位頻率檢測(cè)器、由所述環(huán)路濾波器驅(qū)動(dòng)的VC0，用以產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)以使得環(huán)路濾 波器以所述參考值收斂VCO輸出、固定除法器，其位于反饋路徑中或位于反饋路徑之外，用 來(lái)調(diào)節(jié)VCO信號(hào)用于內(nèi)部或外部使用、以及參考路徑除法器。
10.如權(quán)利要求4的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，進(jìn)一步包括所述集成 電路芯片上的串行或并行接口電路，用于接收芯片外的指令以對(duì)所述斜坡控制器進(jìn)行編 程。
11.如權(quán)利要求4的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述調(diào)制器包括 響應(yīng)所述斜坡控制器輸出的分?jǐn)?shù)部分的調(diào)制器核心，和響應(yīng)所述斜坡控制器輸出的整數(shù)部 分的整數(shù)延遲路徑電路，用來(lái)同步從所述調(diào)制器到所述分?jǐn)?shù)分頻器的整數(shù)與分?jǐn)?shù)輸出。
12.如權(quán)利要求11的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述整數(shù)延遲路 徑電路包括響應(yīng)所述斜坡控制器輸出的整數(shù)部分的延遲電路，和用來(lái)合并延遲的整數(shù)部分 和所述調(diào)制器核心的分?jǐn)?shù)輸出的求和電路。
13.如權(quán)利要求1的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述斜坡是簡(jiǎn)單 斜坡，以單個(gè)方向延伸。
14.如權(quán)利要求1的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述斜坡是復(fù)合斜坡，以多個(gè)方向延伸。
15.如權(quán)利要求1的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述斜坡是復(fù)合 斜坡，以至少第一方向與基本上相反的第二方向延伸。
16.如權(quán)利要求1的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述觸發(fā)信號(hào)是 從輸入引腳硬件產(chǎn)生的。
17.如權(quán)利要求1的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述觸發(fā)信號(hào)是 從SPI軟件產(chǎn)生的。
18.如權(quán)利要求1的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述觸發(fā)信號(hào)是 自動(dòng)模式掃描觸發(fā)信號(hào)。
19.如權(quán)利要求1的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述觸發(fā)信號(hào)是 雙向模式掃描觸發(fā)信號(hào)。
20.如權(quán)利要求1的芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器系統(tǒng)，其中所述斜坡發(fā)生器 具有單步模式，其中對(duì)于每個(gè)觸發(fā)，每個(gè)觸發(fā)比所述掃描提前一步。
21.一種位于同一芯片上的集成調(diào)制器、集成斜坡發(fā)生器和集成SPI或并行接口，其中 任何其它合成器部件能夠位于或不位于芯片上，包括分?jǐn)?shù)分頻器、電荷泵、相位檢測(cè)器、環(huán) 路濾波器和VCO。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在集成電路芯片上集成斜坡掃描分?jǐn)?shù)頻率合成器，它包括一個(gè)分?jǐn)?shù)頻率合成器，它帶有響應(yīng)VCO和Δ∑調(diào)制器用以修正分?jǐn)?shù)分頻器的除數(shù)的分?jǐn)?shù)分頻器；在相同的集成電路芯片上的斜坡發(fā)生器，斜坡發(fā)生器響應(yīng)觸發(fā)信號(hào)以產(chǎn)生斜坡，用來(lái)掃描所述分?jǐn)?shù)頻率合成器的頻率。
文檔編號(hào)H03L7/06GK102067453SQ200980122499
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者M·M·克魯?shù)侔? T·里潘 申請(qǐng)人:赫梯特微波公司