【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種時鐘源設(shè)計，更具體地說，涉及一種具有可重構(gòu)振蕩放大器和/或混合振幅校準(zhǔn)電路的振蕩器電路及其相關(guān)方法。

背景技術(shù)：

在各種電路中通常需要參考時鐘。例如，時鐘源可以被晶體振蕩器用于提供所需的參考時鐘，其中，在晶體振蕩器中使用的石英晶體諧振器的操作類似于被調(diào)諧到所選擇的諧振頻率的諧振電路。為了初始化和對石英晶體諧振器保持應(yīng)變(strain)，晶體振蕩器包括跨接在晶體節(jié)點的振蕩放大器。晶體振蕩器可能需要在不同模式下操作以產(chǎn)生用于不同系統(tǒng)方案的參考時鐘。此外，當(dāng)存在從當(dāng)前操作模式轉(zhuǎn)換到下一操作模式的模式轉(zhuǎn)換時，可能需要振幅校準(zhǔn)(amplitudecalibration)來控制振蕩幅度以用于實現(xiàn)良好的晶體振蕩器輸出噪聲性能。因此，需要一種能夠支持不同操作模式的創(chuàng)新的振蕩放大器設(shè)計和/或具有快速穩(wěn)定(settling)、低功耗和高性能的創(chuàng)新的振幅校準(zhǔn)設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有可重構(gòu)振蕩放大器和/或混合振幅校準(zhǔn)電路的振蕩器電路及其相關(guān)方法。

依據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種示范性振蕩器電路。該示范性振蕩器電路包括：可重構(gòu)振蕩放大器，被配置為并聯(lián)耦接于諧振電路。其中，所述可重構(gòu)振蕩放大器支持不同的電路配置分別用于不同的操作模式；所述可重構(gòu)振蕩器放大器包括由不同電路配置共享的至少一個電路元件；以及所述可重構(gòu)振蕩放大器被配置為在不同電路配置的其中之一使用不同操作模式的其中之一。

依據(jù)本發(fā)明第二方面，提供一種用于配置振蕩放大器的示范性方法，所述振蕩放大器并聯(lián)耦接于諧振電路。該示范性方法包括：當(dāng)需要所述振蕩放大器進(jìn)入第一操作模式時，配置所述振蕩放大器采用第一電路配置；以及當(dāng)需要所述振蕩放大器進(jìn)入不同于所述第一操作模式的第二操作模式時，配置所述振蕩放大器采用不同于所述第一電路配置的第二電路配置，其中所述第一操作模式中使用的至少一個電路元件在所述第二操作模式中被再利用。

依據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一種示范性振蕩器電路。該示范性振蕩器電路包括振蕩放大器和混合振幅校準(zhǔn)電路。振蕩放大器被配置為并聯(lián)耦接于諧振電路?；旌险穹?zhǔn)電路被配置為在從所述第一操作模式到所述第二操作模式的模式轉(zhuǎn)換期間對所述諧振電路產(chǎn)生的振蕩信號執(zhí)行振幅校準(zhǔn)，以確定所述振蕩放大器的最終的偏置設(shè)定，其中所述混合振幅校準(zhǔn)電路通過使用不同的振幅校準(zhǔn)方案來決定所述最終的偏置設(shè)定。

上述振蕩器電路及其相關(guān)方法可降低生產(chǎn)成本。

為了對本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下：

【附圖說明】

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的時鐘源的示意圖。

圖2是由圖1所示的可重構(gòu)振蕩放大器所支持的不同電路配置的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例啟動配置、低功率配置和高性能配置的特征的示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的可重構(gòu)振蕩放大器的示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的啟動模式下可重構(gòu)振蕩放大器的等效電路圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的低功率模式下可重構(gòu)振蕩放大器的等效電路圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的高性能模式下可重構(gòu)振蕩放大器的等效電路圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的混合振幅校準(zhǔn)電路的示意圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的混合振幅校準(zhǔn)電路在第一階段的示意圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的混合振幅校準(zhǔn)電路在第二階段的示意圖。

圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的混合振幅校準(zhǔn)電路在第三階段的示意圖。

【具體實施方式】

在說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中所提及的“包含”和“包括”為開放式的用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于……”。以外，“耦接”一詞在此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到第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的時鐘源的示意圖。例如，時鐘源100可以是晶體振蕩器，包括諧振電路(例如，石英晶體諧振器)102、多個電容器104和106、以及振蕩器電路108。在本實施例中，振蕩器電路108包括可重構(gòu)振蕩放大器(reconfigurableoscillatoramplifier)110和混合振幅校準(zhǔn)電路(hybridamplitudecalibrationcircuit)112。電容器104和106分別耦接于振蕩器電路108的節(jié)點vx1和vx2。可重構(gòu)振蕩放大器110并聯(lián)耦接于諧振電路102。即，可重構(gòu)振蕩放大器110跨接于諧振電路102的節(jié)點vx1和vx2。可重構(gòu)振蕩放大器110是有效的(operative)以初始化和維持諧振電路102上的應(yīng)變，以使得具有所需頻率和受控振幅的振蕩信號xo_in和xo_out分別從諧振電路102的節(jié)點vx1和vx2產(chǎn)生。在本實施例中，可重構(gòu)振蕩放大器110支持不同的電路配置以分別用于不同的操作模式。此外，可重構(gòu)振蕩放大器110具有由不同的電路配置共享的至少一個電路元件(例如，有源器件(一個或多個)和/或無源器件(一個或多個))。由于具有硬件共享的振蕩放大器可減少用于實現(xiàn)不同電路配置所需的電路元件的數(shù)量，可重構(gòu)振蕩放大器110可使用較小的芯片面積來實現(xiàn)，從而降低了生產(chǎn)成本。

圖2是由圖1所示的可重構(gòu)振蕩放大器110所支持的不同電路配置的示意圖。舉例來說，而非限制，由可重構(gòu)振蕩放大器110所支持的不同電路配置可以包括至少一個啟動(start-up)配置(其被設(shè)計為啟動模式)、高性能(highperformance)配置(其被設(shè)計為高性能模式)、低功率(lowpower)配置(其被設(shè)計為低功率模式)?？芍貥?gòu)振蕩放大器110被配置為在不同操作模式的其中之一下使用不同電路配置的其中之一。例如，當(dāng)需要可重構(gòu)振蕩放大器110進(jìn)入啟動模式時，可重構(gòu)振蕩放大器110被配置為使用啟動配置；當(dāng)需要可重構(gòu)振蕩放大器110進(jìn)入低功率模式時，可重構(gòu)振蕩放大器110被配置為使用低功率配置；以及當(dāng)需要可重構(gòu)振蕩放大器110進(jìn)入高性能模式時，可重構(gòu)振蕩放大器110被配置為使用高性能配置。當(dāng)從當(dāng)前的操作模式到下一操作模式的模式轉(zhuǎn)換發(fā)生時，可重構(gòu)振蕩放大器110被配置為從當(dāng)前電路配置切換到不同的電路配置。如圖2所示，可重構(gòu)振蕩放大器110可在啟動配置和高性能配置之間進(jìn)行切換，也可以在啟動配置和低功率配置之間切換，還可以在高性能配置和低功率配置之間切換。應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)需要有從高性能模式到低功率模式的模式轉(zhuǎn)換時，可重構(gòu)振蕩放大器110可以首先被配置為具有啟動配置，然后被配置為具有低功率配置；以及當(dāng)需要有從低功率模式到高性能模式的模式轉(zhuǎn)換時，可重構(gòu)振蕩放大器110可以首先被配置為具有啟動配置，然后被配置為具有高性能配置。

時鐘源100可以由電子設(shè)備使用。當(dāng)電子設(shè)備上電時，需要可重構(gòu)振蕩放大器110最初進(jìn)入啟動模式用于強制諧振電路102開始振蕩。在一個實施例中，具有啟動配置的可重構(gòu)振蕩放大器110具有大跨導(dǎo)(gm)，以提供較大的驅(qū)動電流給諧振電路102，從而加快了啟動過程。當(dāng)電子設(shè)備進(jìn)入正常/活動模式(normal/activemode)時，可重構(gòu)振蕩放大器110可能需要進(jìn)入高性能模式。在一個實施例中，具有高性能配置的可重構(gòu)振蕩放大器110具有含很少諧波含量的較大基本電壓，以改善噪聲性能(例如，低閉合(close-in)相位噪聲(也可稱臨近載波的相位噪聲)和低遠(yuǎn)端(far-out)相位噪聲(也可稱擴展相位噪聲或遠(yuǎn)離載波的相位噪聲))。當(dāng)電子設(shè)備進(jìn)入暫停/待機模式時，可重構(gòu)振蕩放大器110可能需要進(jìn)入低功率模式以節(jié)省功率。在一個實施例中，具有低功率配置的可重構(gòu)振蕩放大器110提供能夠維持諧振電路102振蕩的小驅(qū)動電流。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例啟動配置、低功率配置和高性能配置的特征的示意圖。關(guān)于在目標(biāo)振蕩頻率f0處的跨導(dǎo)gm，啟動配置的跨導(dǎo)gmstrup比高性能配置的跨導(dǎo)gmhpm大，并且高性能配置的跨導(dǎo)gmhpm比低功率配置的跨導(dǎo)gmlpm大。關(guān)于晶體振蕩器的平均功耗pavg,osc，高性能模式(其中運行高性能配置)下的平均功耗phpm比低功率模式(其中運行低功率配置)下的平均功耗plpm大。此外，啟動模式(其中運行啟動配置)下的平均功耗在諧振電路102開始振蕩的時候具有最大值。關(guān)于由諧振電路102產(chǎn)生的振蕩信號xo_in和xo_out的振幅aosc，在可重構(gòu)振蕩放大器110具有高性能配置的條件下，所產(chǎn)生的振蕩信號xo_in和xo_out的振幅ahpm大于在可重構(gòu)振蕩放大器110具有低功率配置的條件下所產(chǎn)生的振蕩信號xo_in和xo_out的振幅alpm。

如圖3所示，可以在模式轉(zhuǎn)換期間(例如，從當(dāng)前操作模式切換到下一操作模式(如高性能模式或者低功率模式)的模式轉(zhuǎn)換)執(zhí)行振幅校準(zhǔn)，以優(yōu)化振蕩器的功率和性能，例如相位噪聲和頻率誤差。更具體地，隨著模式轉(zhuǎn)換期間執(zhí)行的振幅校準(zhǔn)，在接下來的操作模式中使用的振蕩器放大電路的配置可以更具魯棒性(robust)。在本實施例中，在從第一操作模式到第二操作模式(例如，高性能模式或低功率模式)的模式轉(zhuǎn)換過程中，混合振幅校準(zhǔn)電路112被配置為對從諧振電路102產(chǎn)生的振蕩信號xo_in執(zhí)行振幅校準(zhǔn)，以確定可重構(gòu)振蕩放大器110的最終的偏置設(shè)定sbias(例如，偏置電流或偏置電壓)。在本實施例中，混合振幅校準(zhǔn)電路112通過聯(lián)合使用不同的振幅校準(zhǔn)方案，例如連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)和離散時間振幅校準(zhǔn)，以確定最終的偏置設(shè)定sbias。以這種方式，混合振幅校準(zhǔn)電路112能獲得來自于連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)和離散時間振幅校準(zhǔn)兩者的好處。例如，相比于需要多次冗長的振蕩器穩(wěn)定的典型離散時間振幅校準(zhǔn)，需要單次振蕩穩(wěn)定的連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)具有更短的校準(zhǔn)時間。對于另一范例，相比遭受噪聲和/或功耗以保持閉環(huán)(closedloop)的連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)，所提出的離散時間振幅校準(zhǔn)可以被適當(dāng)設(shè)計為具有更低的功耗和更好的噪聲性能。

振蕩器電路108，包括所提出的可重構(gòu)振蕩放大器110和所提出的混合振幅校準(zhǔn)電路112的更多實施細(xì)節(jié)，說明如下。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的可重構(gòu)振蕩放大器的示意圖。例如，圖1所示的可重構(gòu)振蕩放大器100可以利用圖4所示的可重構(gòu)振蕩放大器400來實現(xiàn)。在本實施例中，可重構(gòu)振蕩放大器400包括多個晶體管mp1,mp2,mn、多個開關(guān)sw1,sw2,sw3,sw4,sw5、源極退化電路(sourcedegenerationcircuit)402、開關(guān)控制器404、多個電阻器r1,r2、以及電容器c1，其中開關(guān)sw3、電阻器r1和電容器c1形成一個可重構(gòu)電阻-電容(rc)電路406。如圖4所示，各晶體管mp1和mp2是p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(pmos)晶體管，其具有第一連接節(jié)點(例如，源極s)、第二連接節(jié)點(例如，漏極d)、和控制節(jié)點(例如，柵極g)，晶體管mn是n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(nmos)晶體管，其具有第一連接節(jié)點(例如，漏極d)、第二連接節(jié)點(例如，源極s)、和控制節(jié)點(例如，柵極g)。

關(guān)于晶體管mp1，其第一連接節(jié)點耦接到第一參考電壓(例如，電源電壓vdd)，其第二連接節(jié)點耦接到晶體管mp2的第一連接節(jié)點。此外，晶體管mp1的第二連接節(jié)點通過開關(guān)sw1選擇性地耦接到第一參考電壓vdd，并通過開關(guān)sw2選擇性地耦接到可重構(gòu)rc電路406。關(guān)于晶體管mp2，其第一連接節(jié)點耦接到晶體管mp1的第二連接節(jié)點，其第二連接節(jié)點連接至諧振電路102的一個節(jié)點vx2，以及其控制節(jié)點通過開關(guān)sw4選擇性地耦接到諧振電路102的另一個節(jié)點vx1。關(guān)于晶體管mn，其第一連接節(jié)點耦接至諧振電路102的一個節(jié)點vx2，其控制節(jié)點耦接至諧振電路102的另一節(jié)點vx1，以及其第二連接節(jié)點耦接到源極退化電路402并通過開關(guān)sw5選擇性地耦接到第二參考電壓(例如，接地電壓gnd)。如圖4所示，電阻器r2耦接于諧振電路102的節(jié)點vx1和vx2之間。如果開關(guān)sw4被接通，則電阻器r2可以作為晶體管mn和mp2兩者的自偏置電路(self-biascircuit)，以及如果開關(guān)sw4被關(guān)斷，則電阻器r2可以作為用于晶體管mn的自偏置電路。關(guān)于可重構(gòu)rc電路406，電容器c1被串聯(lián)耦接于電阻器r1，開關(guān)sw3被并聯(lián)耦接于電阻器r1。

開關(guān)sw1的通/斷狀態(tài)決定晶體管mp1是否被旁路。開關(guān)sw2的通/斷狀態(tài)決定可重構(gòu)rc電路406是否被連接到晶體管mp1和mp2。開關(guān)sw3的通/斷狀態(tài)決定電阻器r1是否被旁路。開關(guān)sw4的通/斷狀態(tài)決定晶體管mp2的控制節(jié)點是否通過電阻器r2而被自偏置。開關(guān)sw5的通/斷狀態(tài)決定源極退化電路402是否被旁路。通過開關(guān)sw1-sw5的適當(dāng)設(shè)置，可重構(gòu)振蕩放大器400可被配置為采用啟動配置、高性能配置和低功率配置中的其中之一。在本實施例中，開關(guān)控制器404用來根據(jù)操作模式mode產(chǎn)生開關(guān)控制信號s1,s2,s3,s4,s5，其中開關(guān)sw1-sw5的通/斷狀態(tài)分別由開關(guān)控制信號s1-s5控制。例如，當(dāng)開關(guān)控制信號由第一邏輯電平(例如，“1”)設(shè)置時，相關(guān)的開關(guān)被接通；當(dāng)開關(guān)控制信號由第二邏輯電平(例如，“0”)設(shè)置時，相關(guān)的開關(guān)被關(guān)斷。

當(dāng)操作模式mode是啟動模式時，開關(guān)控制器404可將開關(guān)控制信號s1-s5分別設(shè)置為“1”,“1”,“0”,“1”和“1”。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的啟動模式下可重構(gòu)振蕩放大器400的等效電路圖。負(fù)gm、自偏置晶體管mp2和mn直接由第一參考電壓vdd提供。因此，啟動配置的大環(huán)路增益可以加快啟動過程。例如，實際的啟動時間可以是300us。在正常情況下，當(dāng)振蕩信號xo_in的振幅達(dá)到預(yù)定水平時，啟動過程結(jié)束。然而，可能的是，振蕩信號xo_in的振幅在可接受的時間段內(nèi)未達(dá)到預(yù)定水平。因此，可以實施超時保護(hù)機制以自動終止啟動過程。在本實施例中，串聯(lián)連接的電容器c1和電阻器r1可被配置為具有大的rc延遲，以提供超時保護(hù)。因此，當(dāng)大的rc延遲結(jié)束時，啟動過程將自動終止。

當(dāng)操作模式mode是低功率模式時，開關(guān)控制器404可將開關(guān)控制信號s1-s5分別設(shè)置為“0”,“1”,“1”,“1”和“1”。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的低功率模式下可重構(gòu)振蕩放大器400的等效電路圖。偏置設(shè)定vb被應(yīng)用至晶體管mp1的控制節(jié)點，使得晶體管mp1被偏置以充當(dāng)電流源。晶體管mp2和mn被用來提供負(fù)gm，并由受控電流源(即，偏置晶體管mp1)提供電流供給。偏置設(shè)定vb使晶體管mp1具有仍然能夠允許諧振電路102維持其振蕩的最小電流輸出。以這種方式，可以有效地降低功耗，以滿足低功率要求。在本實施例中，可重構(gòu)rc電路406的電容器c1被再利用以作為交流電(ac)低阻抗路徑。交流電低阻抗路徑防止受控電流源(即，偏置晶體管mp1)造成晶體管mp2退化，從而避免了gm退化。按照低功率配置，實際平均電流可以為15ua，小于高性能模式的1/40，振蕩信號xo_in的實際振幅可以是600mv或更小，折衷(trade-off)于功率和在變化的環(huán)境下的魯棒性之間。

當(dāng)操作模式mode是高性能模式時，開關(guān)控制器404可將開關(guān)控制信號s1-s2和s4-s5分別設(shè)置為“0”,“0”,“0”和“0”。圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的高性能模式下可重構(gòu)振蕩放大器400的等效電路圖。只有晶體管mn用來提供負(fù)gm，其允許振蕩信號xo_in的最大振幅。晶體管mp1和mp2被共源共柵(cascoded)以充當(dāng)電流源。偏置設(shè)定由vb1和vb2組成，其中vb1被應(yīng)用至晶體管mp1的控制節(jié)點，以及vb2被應(yīng)用至晶體管mp2的控制節(jié)點。相比僅使用晶體管mp1實現(xiàn)電流源，使用共源共柵的晶體管mp1和mp2實現(xiàn)的電流源可增強諧振槽路阻抗(tankimpedance)以及改進(jìn)電源抑制比(powersupplyrejectionratio，psrr)以具有更高的性能。另外，在更大的振蕩幅度期間增加源極退化電路402以實現(xiàn)更好的閉合(close-in)相位噪聲性能、降低的負(fù)阻(negativeresistance，nr)變化和增強的諧振槽路阻抗。例如，實際的相位噪聲在偏移載波頻率1hz和100khz處可以分別低于-50dbc/hz和-155dbc/hz。

應(yīng)當(dāng)指出，圖4所示的電路設(shè)計只是可重構(gòu)振蕩放大器的一個范例，并不意味著是本發(fā)明的限制。例如，源極退化電路402、rc電路406和電阻器r2(其充當(dāng)自偏置電路)的至少一個可以根據(jù)實際的設(shè)計考慮而省略。

如上所述，可以在從當(dāng)前操作模式切換到下一操作模式的模式轉(zhuǎn)換過程中執(zhí)行振蕩幅度校準(zhǔn)，以在下一操作模式中保持良好的噪聲性能。圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的混合振幅校準(zhǔn)電路的示意圖。例如，圖1所示的混合振幅校準(zhǔn)電路112可以使用圖8所示的混合振幅校準(zhǔn)電路800來實現(xiàn)。在本實施例中，混合振幅校準(zhǔn)電路800通過聯(lián)合使用連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)和離散時間振幅校準(zhǔn)來確定用于一種操作模式(例如，高性能模式或低功率模式)的最終的偏置設(shè)定sbias。圖6所示低功率配置所需要的偏置設(shè)定vb或圖7所示的高性能配置所需要的偏置設(shè)定(vb1,vb2)可以由最終偏置設(shè)定sbias直接或間接地進(jìn)行設(shè)置。例如，當(dāng)最終偏置設(shè)定sbias是偏置電流設(shè)定時，偏置設(shè)定vb或(vb1,vb2)可通過電流-電壓轉(zhuǎn)換由最終偏置設(shè)定sbias來間接設(shè)置。對于另一范例，當(dāng)最終偏置設(shè)定sbias是偏置電壓設(shè)定時，偏置設(shè)定vb或(vb1,vb2)可以由最終偏置設(shè)定sbias直接設(shè)置。然而，這些僅用于說明目的，并不意味著是本發(fā)明的限制。

如圖8所示，混合振幅校準(zhǔn)電路800包括連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)電路802和離散時間振幅校準(zhǔn)電路804。連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)電路802包括振幅整流器(amplituderectifier)812和偏置反饋電路814。離散時間振幅校準(zhǔn)電路804包括比較器822、數(shù)字有限狀態(tài)機(finitestatemachine，fsm)824、偏置調(diào)整電路826、以及存儲裝置828?；旌险穹?zhǔn)電路800在不同階段(differencephase)順序操作，以確定并輸出最終偏置設(shè)定sbias給可重構(gòu)振蕩放大器110。為了更好地理解混合振幅校準(zhǔn)電路800的技術(shù)特征，若干開關(guān)sw1’,sw2’,sw3’,sw4’可以用來說明混合振幅校準(zhǔn)電路800在不同階段的切換。然而，使用開關(guān)sw1’-sw4’來控制混合振幅校準(zhǔn)電路800的不同階段的切換僅是為了說明的目的，并不意味著是本發(fā)明的限制?？商娲?，混合振幅校準(zhǔn)電路800中的各電路塊可以在混合振幅校準(zhǔn)電路800的不同階段被選擇性地使能或禁能。

當(dāng)混合振幅校準(zhǔn)由于模式轉(zhuǎn)換而被使能時，混合振幅校準(zhǔn)的第一階段開始。在混合振幅校準(zhǔn)的第一階段，開關(guān)sw1’被接通以及開關(guān)sw2’,sw3’和sw4’被關(guān)斷，如圖9所示。連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)電路802被使能以對振蕩信號xo_in執(zhí)行連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)，以確定可重構(gòu)振蕩放大器110的第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)。振幅整流器812將振蕩信號xo_in的振幅vamp,xo轉(zhuǎn)換成直流(dc)電壓電平vdc。接著，偏置反饋電路814將直流電壓電平vdc與參考振幅電平進(jìn)行比較以自適應(yīng)地及連續(xù)地調(diào)節(jié)第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)。如上所述，混合振幅校準(zhǔn)是在從第一操作模式到第二操作模式(例如，低功率模式或高性能模式)的模式轉(zhuǎn)換期間執(zhí)行的。在第二操作模式是低功率模式的情況中，用于低功率模式的參考振幅電平reflpm由偏置反饋電路814所使用。在第二操作模式是高性能模式的另一情況中，用于高性能模式的參考振幅電平refhpm由偏置反饋電路814所使用。振蕩信號xo_in的振幅受應(yīng)用至可重構(gòu)振蕩放大器110的第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)所影響。由于閉環(huán)校準(zhǔn)是通過連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)電路802執(zhí)行的，第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)在直流電壓電平vdc大致等于參考振幅電平(例如，reflpm或refhpm)時將會收斂/穩(wěn)定(converged/settled)。

當(dāng)?shù)谝黄迷O(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)收斂/穩(wěn)定時，混合振幅校準(zhǔn)的第一階段結(jié)束，混合振幅校準(zhǔn)的第二階段開始。在混合振幅校準(zhǔn)的第二階段中，開關(guān)sw1’,sw2’和sw3’被接通，以及sw4’被關(guān)斷，如圖10所示。離散時間振幅校準(zhǔn)電路804被使能，通過比較第二偏置設(shè)定ical(或vcal)與第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)，對第二偏置設(shè)定ical(或vcal)執(zhí)行離散時間振幅校準(zhǔn)。比較器822接收由連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)電路802穩(wěn)定的第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)，并比較第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)與第二偏置設(shè)定ical(或vcal)以產(chǎn)生一個比較結(jié)果給數(shù)字fsm824。數(shù)字fsm824可以采用逐次逼近算法(即，數(shù)字二進(jìn)制搜索算法)來確定數(shù)字控制字(digitalcontrolword)isel的每個比特(bit)[x]。例如，數(shù)字fsm824最初設(shè)置數(shù)字控制字isel的最高有效位(mostsignificantbit，msb)為1以及設(shè)置數(shù)字控制字isel的剩余位為0，并且產(chǎn)生第二偏置設(shè)定ical(或vcal)至比較器822。因此，第一比較結(jié)果被數(shù)字fsm824用來確認(rèn)數(shù)字控制字isel的msb。接著，數(shù)字fsm824更新數(shù)字控制字isel的第二msb為1，并產(chǎn)生更新后的第二偏置設(shè)定ical(或vcal)至比較器822。因此，第二比較結(jié)果被數(shù)字fsm824用來確認(rèn)數(shù)字控制字isel的第二msb。假設(shè)數(shù)字控制字isel具有n比特，在n個比較結(jié)果由比較822依次產(chǎn)生之后，便連續(xù)地確定了數(shù)字控制字isel的各個比特。由于逐次逼近算法的固有特性，最后由離散時間振幅校準(zhǔn)找到的第二偏置設(shè)定ical(或vcal)接近或等同于第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)。應(yīng)當(dāng)指出，在混合振幅校準(zhǔn)的第二階段確定的第二偏置設(shè)定ical(或vcal)沒有輸出到可重構(gòu)振蕩放大器110。

當(dāng)?shù)诙迷O(shè)定ical(或vcal)被最終確定(即，數(shù)字控制字isel的所有比特被確定)時，混合振幅校準(zhǔn)的第二階段結(jié)束，以及混合振幅校準(zhǔn)的第三階段開始。在混合振幅校準(zhǔn)的第三階段，開關(guān)sw1’,sw2’和sw3’被關(guān)斷，并且開關(guān)sw4’被接通，如圖11所示。在此時刻第二偏置設(shè)定ical(或vcal)被輸出作為最終偏置設(shè)定sbias用于第二操作模式(例如，低功率模式或高性能模式)，同時沒有第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)被提供給可重構(gòu)振蕩放大器110。換句話說，當(dāng)可重構(gòu)振蕩放大器110在第二操作模式操作時，最終的偏置設(shè)定sbias從偏置調(diào)整電路826而不是偏置反饋電路814提供。在本實施例中，可重構(gòu)振蕩放大器110的偏置設(shè)定從第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)無縫地改變?yōu)榈诙迷O(shè)定ical(或vcal)。

相比于基于振蕩器輸出來執(zhí)行校準(zhǔn)并需要多次振蕩器穩(wěn)定的離散時間振幅校準(zhǔn)，連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)具有更短的穩(wěn)定時間用于第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)。由于第二偏置設(shè)定ical(或vcal)基于第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)來被校準(zhǔn)，最終偏置設(shè)定sbias可以受益于連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)(例如，短的穩(wěn)定時間)。

此外，相較于遭受噪聲和功耗以保持閉環(huán)的連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)電路802，離散時間振幅校準(zhǔn)電路804可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計以提供具有更低功耗和更好噪聲性能的第二偏置設(shè)定ical(或vcal)。因此，最終的偏置設(shè)定sbias的校準(zhǔn)也可以受益于所提出的離散時間振幅校準(zhǔn)(例如，低功耗和低噪聲)。應(yīng)該注意，相比于使用離散時間振幅校準(zhǔn)基于振蕩信號xo_in來校準(zhǔn)第二偏置設(shè)定ical(或vcal)，使用離散時間振幅校準(zhǔn)基于第一偏置設(shè)定ifb,aac(或vfb,aac)來校準(zhǔn)第二偏置設(shè)定ical(或vcal)可以在很短的時間完成。因此，相較于只使用連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)電路802，使用混合振幅校準(zhǔn)電路800受益于連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)電路802和離散時間振幅校準(zhǔn)電路804，而不顯著增加總校準(zhǔn)時間?？傊?，混合振幅校準(zhǔn)電路800可以通過使用連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)電路802實現(xiàn)短校準(zhǔn)時間，并且可以通過使用離散時間振幅校準(zhǔn)電路804實現(xiàn)低功耗和低噪聲。

由于離散時間振幅校準(zhǔn)電路804采用數(shù)字校準(zhǔn)裝置，最終針對每個特定操作模式(例如，低功率模式或高性能模式)找到的數(shù)字控制字isel可被存儲在存儲裝置828中，例如非易失性存儲器。當(dāng)需要重構(gòu)振蕩放大器110再次進(jìn)入第二操作模式(例如，低功率模式或高性能模式)時，混合振幅校準(zhǔn)電路800可從存儲裝置828直接加載所需的數(shù)字控制碼isel并根據(jù)加載的數(shù)字控制碼isel直接設(shè)置最終偏置設(shè)定sbias，而不執(zhí)行連續(xù)時間振幅校準(zhǔn)和離散時間振幅校準(zhǔn)。

當(dāng)可重構(gòu)振蕩放大器110在啟動模式下工作時，振幅整流器812可以用于提供直流電壓電平vdc來判斷啟動過程的結(jié)束。例如，監(jiān)控直流電壓電平vdc以確定振蕩信號xo_in的振幅是否達(dá)到啟動結(jié)束的目標(biāo)水平(end-of-startuptargetlevel)。當(dāng)判斷為振蕩信號xo_in的振幅達(dá)到啟動結(jié)束的目標(biāo)水平時，則啟動過程結(jié)束并初始化從當(dāng)前操作模式(即，啟動模式)到下一操作模式(例如，高性能模式或低功率模式)的模式轉(zhuǎn)換。

在圖1所示的上述實施例中，振蕩器電路108被配置為包括可重構(gòu)振蕩放大器110(例如，圖4所示的所提出的可重構(gòu)振蕩放大器400)和混合振幅校準(zhǔn)電路112(例如，圖8所示的所提出的混合振幅校準(zhǔn)電路800)。但是，這僅是為了說明的目的，并不意味著是本發(fā)明的限制。使用可重新配置振蕩放大器110(例如，圖4所示的所提出的可重構(gòu)振蕩放大器400)和混合振幅校準(zhǔn)電路112(例如，圖8所示的所提出的混合振幅校準(zhǔn)電路800)其中之一的任何振蕩電路都落入本發(fā)明的范圍。例如，振蕩器電路108可被修改為包括可重構(gòu)振蕩放大器110(例如，圖4所示的所提出的可重構(gòu)振蕩放大器400)和使用不同的振幅校準(zhǔn)設(shè)計的振幅校準(zhǔn)電路。對于另一范例，振蕩器電路108可被修改為包括混合振幅校準(zhǔn)電路112(例如，圖8所示的所提出的混合振幅校準(zhǔn)電路800)和具有不同的放大器設(shè)計的振蕩放大器。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易地觀察到，在保持本發(fā)明的教導(dǎo)同時可以對裝置和方法做出許多修改和變化。因此，上述公開應(yīng)當(dāng)被解釋為僅由所附權(quán)利要求書的邊界和范圍界定。