本發(fā)明關(guān)于一種包括電路系統(tǒng)的集成電路芯片，該電路系統(tǒng)產(chǎn)生頻率鎖定輸出，但沒用到芯片外輸入?yún)⒖冀M件(off-chipinputreferencecomponent)，例如晶體振蕩器、或其它類型的參考信號電路系統(tǒng)。該集成電路可包括頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路，該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路包括通過電壓調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)的壓控震蕩器(vco)，該電壓調(diào)節(jié)器接收內(nèi)部準(zhǔn)確參考電壓并且將該vco的輸出頻率調(diào)整至該鎖定頻率。
背景技術(shù)：
：：鎖相回路(pll)在無線電、電信、電腦及其它電子應(yīng)用中廣受采用。這些鎖相回路用于解調(diào)變信號、使信號自雜訊通訊通道恢復(fù)、在倍數(shù)的輸入頻率產(chǎn)生穩(wěn)定頻率、或在諸如微處理器的數(shù)字邏輯電路中分布精確計時的時鐘脈沖。請參閱圖1，鎖相回路(pll)100是一種封閉式回路系統(tǒng)，其產(chǎn)生所具相位與輸入頻率基準(zhǔn)fin的相位有關(guān)的輸出信號fvco。芯片外穩(wěn)定晶體振蕩器(off-chipstablecrystaloscillator)典型為提供此穩(wěn)定的輸入頻率基準(zhǔn)fin。鎖相回路100包括相位檢測器102、低通濾波器104及壓控震蕩器(vco)108。相位檢測器102比較兩個輸入頻率fin與fvco，并且產(chǎn)生一輸出，此輸出是這兩個輸入頻率的相位差的測量結(jié)果。如果fin不等于fvco，則相位檢測器102所產(chǎn)生的相位誤差信號在經(jīng)過濾波之后，是回授至vco110，造成該vco頻率順著fin的方向變化。請參閱圖2，cmos全整合型頻率鎖定回路(fll)200包括負(fù)回授電路，該負(fù)回授電路包括兩個頻率電壓轉(zhuǎn)換器(fvc)220、222、壓控震蕩器(vco)240、高增益運算放大器230、以及除m與除n的兩個除頻器210、212。該回授回路包括除m除法器210、fvc2220、運算放大器230、以及vco240。在操作方面，此輸入?yún)⒖夹盘柕念l率(fref)于整合型頻率鎖定回路200外部產(chǎn)生，除以n之后，通過fvc1212轉(zhuǎn)換成電壓(vin1)。類似的是，vco振蕩頻率(fosc)除以m，并且通過fvc2210轉(zhuǎn)換成電壓(vin2)。高增益運算放大器230放大vin1與vin2之間的差值，而所產(chǎn)生的輸出電壓(vctr)用于控制vco240的輸出頻率。由于vin1及vin2分別對應(yīng)于fref及fosc，所以fvc1222及fvc2220連同運算放大器230有模擬(analog)頻率比較器的作用。取決于vin1與vin2之間的電壓差，運算放大器輸出電壓vctr將會增大或減小vco振蕩電壓頻率fosc，直到電壓vin2變?yōu)榈扔陔妷簐in1為止。一旦vin2達(dá)到vin1，輸出電壓vctr便停止變化，并且使vco240保持定頻振蕩。然而，這種整合型頻率鎖定回路200需要外部產(chǎn)生的輸入?yún)⒖碱l率fref。對于一種包括頻率鎖定回路并且不需要芯片外參考組件的集成電路芯片仍有需求。技術(shù)實現(xiàn)要素：在本發(fā)明的一具體實施例中，集成電路包括頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路，該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路不具有芯片外輸入?yún)⒖冀M件，例如晶體振蕩器、或其它類型的參考信號電路系統(tǒng)。該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路包括：壓控震蕩器(vco)，其輸出vco信號；除頻器，其連接至該vco，該除頻器自除頻vco信號基于該vco信號的周期而產(chǎn)生順序計時信號；頻率電壓轉(zhuǎn)換器(fvc)，其連接至該除頻器，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器在第一計時周期內(nèi)將該除頻vco信號轉(zhuǎn)換成輸出電壓fvcout；內(nèi)部參考電壓vref，其連接至該fvc及電壓調(diào)節(jié)器；以及該電壓調(diào)節(jié)器，其也連接至該除頻器、該fvc及該vco，產(chǎn)生控制電壓vcoin，該控制電壓于第二計時周期內(nèi)回授至該vco以鎖定該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路中該vco的頻率。在本發(fā)明的另一具體實施例中，集成電路芯片包括頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路，該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路不具有芯片外輸入?yún)⒖冀M件，例如晶體振蕩器、或其它類型的參考信號電路系統(tǒng)。該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路包括：壓控震蕩器(vco)，其輸出vco信號；除頻器，其連接至該vco，該除頻器產(chǎn)生除頻vco信號；頻率電壓轉(zhuǎn)換器(fvc)，其連接至該除頻器，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器將更低除頻vco信號轉(zhuǎn)換成輸出電壓fvcout；內(nèi)部參考電壓vref，其連接至該fvc及電壓調(diào)節(jié)器；以及該電壓調(diào)節(jié)器，其也連接至該除頻器、該fvc及該vco，產(chǎn)生控制電壓vcoin，該控制電壓以fvcout與vref之間的差值為基礎(chǔ)，并且回授至該vco以鎖定該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路中該vco的頻率。在本發(fā)明的另一具體實施例中，集成電路芯片包括頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路，該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路不具有芯片外輸入?yún)⒖冀M件，例如晶體振蕩器、或其它類型的參考信號電路系統(tǒng)。該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路包括：壓控震蕩器(vco)，其輸出vco信號，該vco信號具有頻率和周期；除頻器，其連接至該vco，該除頻器對該vco信號的頻率輸出進(jìn)行除法運算以產(chǎn)生更低頻率及更長周期，各更長周期包括3個順序計時信號，各順序計時信號以該vco的周期為基礎(chǔ)；頻率電壓轉(zhuǎn)換器(fvc)，其連接至該除頻器，該頻率電壓轉(zhuǎn)換器在第一計時周期內(nèi)將該除頻vco信號轉(zhuǎn)換成輸出電壓fvcout；內(nèi)部參考電壓vref，其連接至該fvc及電壓調(diào)節(jié)器；以及該電壓調(diào)節(jié)器，其也連接至該除頻器、該fvc及該vco，產(chǎn)生控制電壓vcoin，該控制電壓于第二計時周期中回授至該vco以鎖定該頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路中的該vco的頻率。附圖說明本文中的具體實施例將會參照圖式經(jīng)由以下詳細(xì)說明而更加讓人了解，此等圖式不必然按照比例繪制，其中：圖1是繪示相關(guān)技術(shù)的鎖相回路的示意圖；圖2是繪示使用相關(guān)技術(shù)的外部頻率基準(zhǔn)的cmos全整合型頻率鎖定回路的示意圖；圖3是繪示本文具體實施例中頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路的示意圖；圖4a及4b是繪示本文具體實施例中頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路里除頻器的計時信號輸出的示意圖；圖5是繪示本文具體實施例中頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路里頻率電壓轉(zhuǎn)換器(fvc)的示意圖；圖6是繪示本文具體實施例中頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路里數(shù)字調(diào)節(jié)器的示意圖；以及圖7是繪示本文具體實施例中頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路里模擬調(diào)節(jié)器的示意圖。符號說明：100鎖相回路102相位檢測器104低通濾波器108壓控震蕩器200全整合型頻率鎖定回路210fvc2212fvc1220頻率電壓轉(zhuǎn)換器222頻率電壓轉(zhuǎn)換器230高增益運算放大器240壓控震蕩器300頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路310壓控震蕩器320除頻器330頻率電壓轉(zhuǎn)換器340內(nèi)部參考電壓350電壓調(diào)節(jié)器410責(zé)任周期420t1430t2440t3500頻率電壓轉(zhuǎn)換器(fvc)電路502高增益放大器504p通道場效電晶體506n通道場效電晶體508電阻器510電阻器512p2514p3516計時電容器518n2600數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器602分壓器604比較器605比較器606與門607與門608上/下數(shù)計數(shù)器610數(shù)字摸擬轉(zhuǎn)換器700模擬電壓調(diào)節(jié)器702分壓器704取樣/保持放大器。具體實施方式如上述，對于一種包括頻率鎖定回路并且不需要芯片外參考組件的集成電路芯片仍有需求。一般來說，集成電路的使用者偏好將芯片外組件減到最少。因此，使用者偏好使用含有頻率鎖定回路的集成電路芯片，該頻率鎖定回路不需要外部參考組件，例如晶體振蕩器、或其它類型的參考信號電路系統(tǒng)。另外，芯片外晶體振蕩器、或其它類型的參考信號電路系統(tǒng)可能會是芯片安全性方面的弱點，會使有心人士可以判斷出該芯片用以將所有內(nèi)部信號同步化的參考頻率。再者，時脈源可能不需要在數(shù)字時脈系統(tǒng)中提供具有極精確且準(zhǔn)確頻率的信號；抖動程度小的穩(wěn)定頻率可能已經(jīng)夠用。請參閱圖3，示意圖繪示不需要芯片外參考組件的頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路300。此頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路可包括：壓控震蕩器(vco)310；除頻器320；頻率電壓轉(zhuǎn)換器(fvc)330；內(nèi)部參考電壓340；以及電壓調(diào)節(jié)器350。vco310可從電壓調(diào)節(jié)器350接收調(diào)節(jié)控制電壓vcoin，并且輸出以輸入調(diào)節(jié)控制電壓vcoin為基礎(chǔ)的頻率fout。vco310可包括弛緩振蕩器及環(huán)式振蕩器其中任一個。除頻器320自vco310接收fout，并且具有兩種功能：1)產(chǎn)生輸出信號，該輸出信號的持續(xù)時間完全與該vco的輸出周期成比例，但與其工作周期無關(guān)，如圖4a的410所示；以及2)產(chǎn)生三個計時信號：t1420、t2430及t3440，各該計時信號是以該輸出信號為基礎(chǔ)，該輸出信號的持續(xù)時間完全與該vco的輸出周期成比例，而且在該輸出信號期間，可在頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路300中分別進(jìn)行頻率電壓轉(zhuǎn)換、電壓比較、以及計時電容器的放電等順序操作，如圖4b所示。舉一例來說，t1可以是該已除信號的反相，其持續(xù)時間完全與該vco的輸出周期成比例；而t2及t3可以是出自該除法器的已除信號的周期與持續(xù)時間之間時間差的均等分或不均等分。請參閱圖5，與圖3的fvc功能塊330對應(yīng)的頻率電壓轉(zhuǎn)換器(fvc)電路500可包括準(zhǔn)確電流源，該準(zhǔn)確電流源包括：從內(nèi)部參考電壓340接收準(zhǔn)確參考電壓vref的高增益放大器502；p通道場效電晶體(p1)504；n通道場效電晶體(n1)506；以及兩個所具溫度系數(shù)相反的準(zhǔn)確電阻器r0508及r1510。該準(zhǔn)確電流源提供穿過p1的電流ics，該電流等于vref/(ro+r1)。fvc330也可包括：通過p1504及p2512所形成的電流鏡，鏡射率是判定成使c0516得以在t1時間周期內(nèi)充電至約vdd/2；切換電晶體p3514；以及計時電容器c0516。當(dāng)計時信號t1為低邏輯時，p3514接通，而鏡射電流ics將c0充電；當(dāng)t1為高邏輯時，c0的電壓是通過ics、c0的電容值及其時間常數(shù)、以及計時信號t1的周期來判定。由于鏡射電流ics、時間常數(shù)及電容值c0為常數(shù)，所以fvc330在計時電容器c0上提供隨著vco310的輸出周期直接變化并隨著其輸出頻率反向變化的電壓fvcout。在計時電容器c0充電至fvcout之后，t1是切換至高邏輯、將切換電晶體p3514斷開。之后，隨即將計時信號t2引至高邏輯，使得可從內(nèi)部參考電壓340，將計時電容器c0上的fvcout發(fā)送至電壓調(diào)節(jié)器350以供與準(zhǔn)確參考電壓vref比較之用。將fvcout與vref比較之后，通過n2518在計時信號t3的周期內(nèi)將計時電容器c0放電。此集成電路的內(nèi)部參考電壓340可包括能隙電壓基準(zhǔn)，無論電力供應(yīng)變異、溫度變化、以及來自裝置的電路負(fù)載的程度如何，此能隙電壓基準(zhǔn)都產(chǎn)生準(zhǔn)確固定電壓。此能隙電壓基準(zhǔn)可具有約1.25v的輸出電壓，與硅在0°k時的理論1.22ev能隙接近。內(nèi)部參考電壓340可通過下列任一個來實施：brockaw能隙基準(zhǔn)；使用內(nèi)部能隙基準(zhǔn)的線性電壓調(diào)節(jié)器，例如眾所周知的lm317及l(fā)m337中所使用的內(nèi)部能隙基準(zhǔn)；以及能隙電壓基準(zhǔn)電路其它眾所周知的變異?？蓪㈩l率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路300的電壓調(diào)節(jié)器350實施為數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器600，如圖6所示，或可實施為模擬電壓調(diào)節(jié)器700，如圖7所示。請參閱圖6，數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器600可包括：分壓器602；兩個比較器cmphi604及cmplo605；andhi606及andlo607這兩個與門(andgate)；上/下數(shù)計數(shù)器608；以及數(shù)字摸擬轉(zhuǎn)換器(dac)610。分壓器602將出自參考電壓340的準(zhǔn)確參考電壓vref分成高臨限(threshold)電壓vth_hi及低臨限電壓vth_lo。高臨限電壓vth_hi是與出自fvc330、隨著vco310的輸出頻率反相變化的fvcout作比較。當(dāng)fvcout高于出自分壓器602的高臨限電壓vth_hi時，vco310的輸出頻率低于預(yù)期，而且電壓比較器cmphi604的輸出走向高邏輯。此高邏輯是輸入至andhi606，而且當(dāng)計時信號t2由低邏輯變化至高邏輯時，andhi606的輸出走向高邏輯并且施加至上/下數(shù)計數(shù)器608的增大(inc)輸入。上/下數(shù)計數(shù)器608增大的計數(shù)接著施加至數(shù)字摸擬轉(zhuǎn)換器610以輸出更高控制電壓vcoin，此更高控制電壓是回授至頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路300的vco310以產(chǎn)生用于vco310的更高輸出頻率fout。當(dāng)fvcout低于出自分壓器602的低臨限電壓vth_lo時，vco310的輸出頻率高于預(yù)期，而且電壓比較器cmphi604的輸出走向高邏輯。此高邏輯是輸入至andlo607，而且當(dāng)計時信號t2由低邏輯變化至高邏輯時，andlo607的輸出走向高邏輯并且施加至上/下數(shù)計數(shù)器608的減小(de)輸入。上/下數(shù)計數(shù)器608的減小的計數(shù)接著施加至數(shù)字摸擬轉(zhuǎn)換器610以產(chǎn)生控制電壓vcoin，此控制電壓是回授至頻率鎖定電壓調(diào)節(jié)回路300的vco310以產(chǎn)生用于vco310的更低輸出頻率fout。如果fvcout是介于vth_hi與vth_lo之間，則上/下數(shù)計數(shù)器610不起變化，而且從數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器600的數(shù)字摸擬轉(zhuǎn)換器610回授至vco310的控制vcoin信號維持不變。請參閱圖7，模擬電壓調(diào)節(jié)器700可包括：分壓器702，該分壓器包括自內(nèi)部參考電壓340的輸入?yún)⒖茧妷簐ref產(chǎn)生臨限電壓vth的r0及r1；取樣/保持放大器704；以及基于計時信號t2的輸入而觸發(fā)取樣/保持放大器704的差動電路。取樣/保持放大器704可于非反相輸入處自fvc330接收fvcout，并且于反相輸入處自接收輸入?yún)⒖茧妷簐ref的分壓器702接收vth。當(dāng)計時信號t2自低邏輯轉(zhuǎn)變至高邏輯時，產(chǎn)生一正脈沖，該正脈沖將保持命令(holdcommand)輸入至取樣/保持放大器704。取樣/保持放大器704通過使fvcout與vth之間的差值接近零，并且配合自模擬電壓調(diào)節(jié)器700回授至vco310的控制電壓vcoin的取樣/保持放大器輸出而使調(diào)節(jié)生效。此等取樣電壓及所產(chǎn)生的輸出電壓vcoin的取樣/保持放大器輸出乃是在模擬電壓調(diào)節(jié)器700中的計時信號t2的下一個升緣更新。上述結(jié)構(gòu)可被包括于集成電路芯片內(nèi)。產(chǎn)生的集成電路芯片可由制作商以空白晶圓形式(也就是說，如具有多個未封裝芯片的單一晶圓)來分布，如裸晶粒、或已封裝形式。在后例中，芯片是嵌裝于單芯片封裝(例如：塑膠載體，具有黏貼至主機(jī)板或其它更高層次載體的引線)中、或嵌裝于多芯片封裝(例如：具有表面互連或埋置型互連任一個或兩者的陶瓷載體)中。在任一例中，芯片接著是與其它芯片、離散電路元件及/或其它信號處理裝置整合成(a)諸如主機(jī)板的中間產(chǎn)品、或(b)最終產(chǎn)品這兩者的任一個的部分。最終產(chǎn)品可以是任何包括集成電路芯片的產(chǎn)品，范圍囊括玩具與其它低端應(yīng)用至具有顯示器、鍵盤或其它輸入裝置及中央處理器的進(jìn)階電腦產(chǎn)品。另外，了解本文中所使用諸如“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“頂端”、“底端”、“上”、“下”、“底下”、“下面”、“下層”、“上方”、“上層”、“平行”、“垂直”等用語在于說明此等用語在圖式中取向及繪示時的相對位置(除非另有所指)。在本文的圖式中，相同的識別符號指認(rèn)相同或類似的項目。本文中使用的術(shù)語目的只是為了說明特定具體實施例，用意不在于限制本發(fā)明。單數(shù)形的“一”(及其變形)及“該”于本文中使用時，用意在于同樣包括復(fù)數(shù)形，除非內(nèi)容另有清楚指示。將進(jìn)一步了解的是，“包括”(及/或其變形)等詞于本說明書中使用時，指明所述特征、整體、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但并未排除一或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其群組的存在或新增。本發(fā)明各項具體實施例的說明已基于說明目的而介紹，但用意不在于窮舉說明或局限于揭示的具體實施例。許多修改及變動對本領(lǐng)域技術(shù)人員將會顯而易見，但不會脫離所述具體實施例的范疇及精神。本文中使用的術(shù)語在選擇上，是為了對市場現(xiàn)有技術(shù)最佳闡釋具體實施例的原理、實務(wù)應(yīng)用或技術(shù)改進(jìn)，或使其它所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本文中揭示的具體實施例。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12