專利名稱：電壓控制振蕩器的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在鎖相環(huán)路中使用的振蕩器，特別涉及用于控制這樣一種振蕩器的方法和連接電路。
在通訊中一直需要有著不同中間頻率和帶寬的鎖相環(huán)路(PLL)。例如，在傳輸網(wǎng)絡(luò)中，最后的數(shù)據(jù)傳輸功能都是在網(wǎng)絡(luò)終端裝置上完成的。雙芯電纜雖然長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米并被網(wǎng)絡(luò)終端裝置用來(lái)通過(guò)它向網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)和從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)，但會(huì)使接收到的信號(hào)受損。由于網(wǎng)絡(luò)終端裝置從到來(lái)的信號(hào)取得定時(shí)，也就是說(shuō)，終端裝置和到來(lái)的數(shù)據(jù)流的相位同步并鎖定，而失真的到來(lái)信號(hào)使得在網(wǎng)絡(luò)終端裝置的數(shù)據(jù)接收器中極其需要有時(shí)鐘信號(hào)的再產(chǎn)生設(shè)備。時(shí)鐘信號(hào)較經(jīng)常地是在一種鎖相電路中產(chǎn)生的。這種電路產(chǎn)生一個(gè)鎖定于基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)。依照這個(gè)原理，來(lái)自該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流的作用有如一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)。鎖相電路必須盡可能不受來(lái)自該網(wǎng)絡(luò)的任何相位噪聲的影響，并且鎖相電路自身產(chǎn)生的任何相位噪聲也必須盡可能地小。
相位鎖定的基本結(jié)構(gòu)包含按照

圖1的基本裝置一個(gè)電壓控制振蕩器VCO、一個(gè)相位比較器和一個(gè)低通濾波器。一個(gè)基準(zhǔn)頻率的信號(hào)被送到相位比較器的第一輸入端，同時(shí)反饋振蕩器的輸出信號(hào)，亦即本電路的輸出信號(hào)被送到第二輸入端。在一些應(yīng)用、如頻率合成器中，反饋支路中包含有一個(gè)環(huán)路分頻器，其分頻數(shù)可以用一種程控方式改變。因此輸出信號(hào)頻率在被送到相位比較器之前被分頻，從而有可能形成比基準(zhǔn)頻率更高但被鎖定于此基準(zhǔn)頻率的一些頻率。相位比較器探測(cè)在輸入信號(hào)之間的相位差，并送出一個(gè)和此相位差成正比的輸出信號(hào)。該信號(hào)被送至一個(gè)用作環(huán)路濾波器的低通濾波器。該低通濾波器的輸出電壓又是電壓控制振蕩器的控制電壓。當(dāng)環(huán)路被平衡，輸出頻率信號(hào)的相位被鎖定在基準(zhǔn)頻率信號(hào)的相位。
相位鎖定大多是這樣的，首先，它保持其平衡狀態(tài)，并且盡管有兩種輸入信號(hào)中所包含的任何快速變化如相位噪聲，輸出信號(hào)也不會(huì)被調(diào)制。其次，當(dāng)輸出頻率改變時(shí)該設(shè)置時(shí)間盡可能短。對(duì)環(huán)路濾波器因而提出了一些甚至是相互矛盾的重要要求。當(dāng)該環(huán)路被鎖定時(shí)，該濾波器必須有低的截止頻率，以便使輸出信號(hào)噪聲被看成輸出中的調(diào)制。而在設(shè)置期間當(dāng)輸出頻率變動(dòng)時(shí)，環(huán)路必須有高截止頻率以使設(shè)置時(shí)間短。如果該環(huán)路濾波器的截止頻率可以由控制改變，則圖1中表示的鎖定探測(cè)器可以用來(lái)產(chǎn)生這種控制。
一些不同的連接電路可以用作合適的振蕩器。它們可以是前面帶有常常作為核心的電壓-電流變換器的完全電壓控制的或一種電流控制的連接電路。適于在相位鎖定中使用的電流控制振蕩器有例如環(huán)形振蕩器和一種電流控制的平衡的弛豫振蕩器。環(huán)形振蕩器由一列奇數(shù)個(gè)單極的或差動(dòng)的倒相器連接而成。而弛張振蕩器特別具有低的增益和窄的穩(wěn)定狀態(tài)帶。這些振蕩器是電流控制的，因而在它們前面要求有一個(gè)電壓電流變換器將來(lái)自環(huán)路濾波器的電壓轉(zhuǎn)換成為控制電流。
在網(wǎng)絡(luò)終端裝置的PLL電路中非常需要這種電壓控制振蕩器。這種振蕩器必須a)相位穩(wěn)定和有低的噪聲，b)在一種改變狀態(tài)中，調(diào)整范圍必須寬而增益要高，c)在穩(wěn)定狀態(tài)中增益應(yīng)該低，而d)輸出頻率應(yīng)該和控制電壓成線性關(guān)系。
制造和裝配的費(fèi)用也必須低，而這也確實(shí)是從工業(yè)方面限制該種振蕩器的復(fù)雜性一個(gè)因素。這些要求部分是相沖突的如果振蕩器的連接電路為高增益，可達(dá)到寬的調(diào)整范圍，但要以噪聲為代價(jià)。而相應(yīng)地一個(gè)低的增益則將只產(chǎn)生窄的調(diào)整范圍。在改變狀態(tài)中，為使鎖定快速達(dá)到必需有高的增益，但是在平衡狀態(tài)下，高的增益會(huì)引起對(duì)起干擾作用的相位噪聲。低增益能改善相位的穩(wěn)定性，并使通過(guò)濾波器的基準(zhǔn)頻率信號(hào)引起的任何噪聲得以減小。至今還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)這種能符合所有這些要求的振蕩器。
確實(shí)現(xiàn)在有許多商品的鎖相電路，但是它們中大部分的尺寸是為一種特別的應(yīng)用如無(wú)線電和電訊等、因而為某一頻帶寬度定做的。那種普遍適用的能夠工作在很寬的頻帶而還能滿足嚴(yán)格的相位噪聲和帶寬要求的相位鎖定是沒(méi)有的，但是這些要求在各種不同的固定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中是必不可少的。
美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司申請(qǐng)的專利申請(qǐng)EP-0495573提出一種用互補(bǔ)金屬-氧化物-半導(dǎo)體(CMOS)的工藝規(guī)程制造的環(huán)形振蕩器連接。由于微電路生產(chǎn)中工藝流程的變動(dòng)引起的晶體管的P-和N-溝道特性的變動(dòng)，該應(yīng)用建議使用一種特別的補(bǔ)償連接，可以使電壓-電流變換器在該電流被用作振蕩器的控制電流之前給予它一個(gè)很小的補(bǔ)償性的增大或減小。用FET晶體管實(shí)現(xiàn)的補(bǔ)償連接產(chǎn)生的增大或減小能使一個(gè)頻率控制范圍保持不變，使它在工藝流程有如晶體管閾值電壓、跨導(dǎo)和源極/漏極電容的各種變動(dòng)時(shí)能符合標(biāo)準(zhǔn)。它也能對(duì)外部變動(dòng)如溫度和工作電壓的變動(dòng)作出補(bǔ)償。
雖然這種已知的連接電路在電壓-電流變換器的輸出電流被用作振蕩器的控制電流之前確會(huì)對(duì)這種電流發(fā)生影響，這種連接電路還是不能用于實(shí)現(xiàn)一種具有可能取自很寬范圍，例如50MHz至150MHz范圍的頻率的通常用途的電壓控振蕩器。為了得到這樣的頻率范圍，當(dāng)環(huán)路濾波器的輸出電壓通常在1.5至3.5V的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，變換器的輸出電流應(yīng)該在數(shù)毫安的范圍內(nèi)變動(dòng)。這要求該變換器有極大的電流增益因而在振蕩器的輸出端引起不能容忍的噪聲。
本發(fā)明的目的是得到一種控制用于鎖相電路的電壓控制振蕩器VCO的方法，和能夠在穩(wěn)定狀態(tài)下的頻帶仍然很窄時(shí)從很寬的頻率范圍中選出一種希望要的頻率作為振蕩器的中頻，并且盡管有寬的頻率范圍但能在所有情況下在振蕩器的輸出信號(hào)中達(dá)到低噪聲的一種控制連接電路。
此目的以在各獨(dú)立的權(quán)利要求中所敘述的方式得以達(dá)到。
電壓控制振蕩器VCO是以從一種電流控制振蕩器CCO已知的方式構(gòu)成的。電流控制振蕩器的實(shí)際控制電流由一個(gè)電壓-電流放大器產(chǎn)生。此放大器的輸入電壓是環(huán)路濾波器的輸出電壓，而該放大器把該輸出電壓轉(zhuǎn)換成振蕩器的控制電流。
當(dāng)將振蕩器設(shè)置在希望的中頻時(shí)，方法如下，即該電壓-電流放大器的輸出電流首先被置于零。這是通過(guò)將電壓-電流放大器的輸入電壓設(shè)置等于當(dāng)由環(huán)路濾波器在其變化范圍的中點(diǎn)處提供的電壓而做到的。因此放大器的輸出電流為零。環(huán)路濾波器的實(shí)際輸出電壓被防止對(duì)電壓-電流放大器的輸入端發(fā)生影響。使用一種獨(dú)立的設(shè)置電路便能產(chǎn)生一個(gè)基本電流。這個(gè)電流被作為控制電流引導(dǎo)到振蕩器的輸入端，該輸入端被基本電流激發(fā)而將依據(jù)該所述的振蕩器的頻率/控制電路特性在和該電流相應(yīng)的頻率處發(fā)生振蕩。該設(shè)置電路產(chǎn)生的基本電流的大小可以以具有相等間距的等級(jí)被控制在從一個(gè)最小置到一個(gè)最大置之間，使振蕩器的某個(gè)中間頻率對(duì)應(yīng)于每個(gè)電流值。
當(dāng)希望的振蕩器頻率形成后，設(shè)置電路給出的電流被凍結(jié)在此值處，而電壓-電流放大器再次被連接到振蕩器的輸入端，從而將使鎖相環(huán)路閉合。如果輸入信號(hào)頻率不同于用設(shè)置電路形成的中頻，則該電壓-電流放大器將給出一個(gè)小的修正電流，使得該振蕩器被鎖定于該輸入信號(hào)。電壓-電流放大器的電流和設(shè)置電路產(chǎn)生的基本電流之和這樣就影響了振蕩器的輸入端。結(jié)果是環(huán)路濾波器輸出信號(hào)，也就是說(shuō)電壓-電流放大器的輸入信號(hào)，在其變化范圍的頂部和底部界限之間的電壓變化被反映出來(lái)只不過(guò)是電壓-電流放大器的輸出端處的一個(gè)小的電流變化，因?yàn)樵O(shè)置電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于中頻的實(shí)際的基本電流。為此，電壓-電流放大器的增益可以非常小。這可以改善鎖相環(huán)路產(chǎn)生的噪聲。
事情可以這樣來(lái)考慮，當(dāng)鎖相環(huán)路被鎖定時(shí)，電壓-電流放大器只產(chǎn)生一個(gè)很小的修正電流，而設(shè)置電路的高得多的輸出電流是合適的振蕩器控制電流。從鎖定狀態(tài)向兩側(cè)中任何一側(cè)變動(dòng)都將在電壓-電流放大器的輸出端處的輸出電流中產(chǎn)生一個(gè)小的、由變動(dòng)的方向決定是正的或負(fù)的變動(dòng)。加到由設(shè)置電路產(chǎn)生的輸出電流上的或從該輸出電流減去的輸出電流將產(chǎn)生一個(gè)總電流。該總電流使振蕩器的振蕩頻率加快或減慢，從而使環(huán)路將會(huì)再次鎖定。
按照一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施例，設(shè)置電路是一個(gè)工作在電流方式的DA轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器響應(yīng)送給設(shè)置電路的一個(gè)數(shù)碼控制字而產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于該控制字的、并使該振蕩器達(dá)到希望的頻率的電流值。通過(guò)改變控制字可以產(chǎn)生許多分離的電流值。它們之差或電流間隔是符合規(guī)格的，由此當(dāng)電流值改變時(shí)，振蕩器的中間頻率將幾乎線性地隨著分離的間隔而變。因此，適合于某種應(yīng)用的中間頻率總是能夠找到的。
數(shù)碼控制的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這種控制可以使用一個(gè)寬帶電壓控制振蕩器的整個(gè)頻率范圍并可以選擇任何希望的中間頻率。當(dāng)為DA轉(zhuǎn)換器選定足夠密的分辨率，也就是說(shuō)，比特?cái)?shù)和電流間隔，電壓-電流放大器的增益可以降低到該應(yīng)用所要求的水平。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)照附圖得到更詳細(xì)的說(shuō)明。附圖中圖1表示相位鎖定原理；圖2表示按照本發(fā)明的VCO的結(jié)構(gòu)；以及圖3表示以設(shè)置電路的電流級(jí)別為參數(shù)時(shí)振蕩器輸出頻率和控制電壓的關(guān)系。
表示在圖2中的該種連接電路是一個(gè)電壓控制振蕩器VCO，它被用在例如按照?qǐng)D1的鎖相環(huán)路中。這種鎖相環(huán)路特別使用在網(wǎng)絡(luò)的終端裝置中。在圖2的連接電路中，環(huán)路濾波器(圖1)產(chǎn)生的線性輸出電壓有一定的變化范圍。此電壓被加到有低增益的電壓-電流放大器22的輸入端。放大器22將該輸入電壓轉(zhuǎn)換為成比例的線性輸出電流I cntrl，該電流再被送到電流控制振蕩器21的控制電流輸入端。該振蕩器產(chǎn)生一個(gè)正比于電流控制的輸出頻率(時(shí)鐘輸出)。如果振蕩器輸出信號(hào)為差值信號(hào)并且由于電壓電平不一致而不適合用于按照標(biāo)準(zhǔn)邏輯的數(shù)字系統(tǒng)，必須增加使用一個(gè)輸出級(jí)24。這是一種比較器電路，能將振蕩器21的輸出信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電平。
目前給出并被連接的各基本連接單元據(jù)知都是VCO配套型號(hào)的。為了獲得振蕩器的寬的頻率范圍，應(yīng)該使用高增益的電壓-電流放大器，由此會(huì)引起過(guò)高的噪聲。為了獲得低噪聲但仍然很寬的頻率范圍，按照本發(fā)明用一個(gè)工作在電流方式的DA轉(zhuǎn)換器作為設(shè)置電路23加到連接電路上。
DA轉(zhuǎn)換器的輸入是一個(gè)數(shù)字控制字，它被該轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成一個(gè)相應(yīng)的電流值IDA。此電流在P點(diǎn)處被加入到電壓-電流放大器22的輸出電流I cntrl中。此控制字可以例如由一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器DSP或位于該網(wǎng)絡(luò)終端處的別的控制器(圖中未畫)提供。在圖2中，控制字4是一個(gè)4位的二進(jìn)制字，并被送到并行的輸入端IB0,IB1,IB2和IB3。4位可以構(gòu)成16個(gè)級(jí)別。第6個(gè)輸入端ib是在一個(gè)單獨(dú)的偏置電流源中產(chǎn)生的基準(zhǔn)電流的輸入端。通過(guò)以說(shuō)過(guò)的方式將這個(gè)電流和該二進(jìn)制字輸出相乘和相加，在轉(zhuǎn)換器中可以形成16個(gè)電流級(jí)別。最小的電流間隔等于基準(zhǔn)電流，在本例中被設(shè)置為100μA。
以IBM位對(duì)轉(zhuǎn)換器的輸出電流IDA規(guī)定了被稱為基本電流的底部界限。該振蕩器要求有一定的最低電流以便適當(dāng)工作，并且設(shè)置一個(gè)相應(yīng)于1M位的電流作為此基本電流。此位被固定設(shè)置在數(shù)值=1，并且在本例中轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的最小電流值的位加權(quán)為400μA。通過(guò)這些安排并借助于4位控制字，電流組-400μA、-500μA、...、-1900μA中的任何一個(gè)電流都可以這樣被選取作基本電流，也就是說(shuō)，作為轉(zhuǎn)換器的輸出電流IDA。這些輸出電流中的任何一個(gè)當(dāng)被送到電流控制振蕩器21的控制輸入端時(shí)，便會(huì)使該振蕩器在和此電流對(duì)應(yīng)的中頻處振蕩。由振蕩器的類型所決定，電流可以為正，或如此例中一樣為負(fù)。
電壓-電流放大器22可以是任何已知類型。使用一種已知的級(jí)聯(lián)的推挽輸出級(jí)差動(dòng)放大器結(jié)構(gòu)優(yōu)先的。這樣一種放大器是以運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)的為名稱的。其級(jí)聯(lián)輸出級(jí)的各晶體管增大了輸出電阻，因而改善了該放大器給出電流的能力。由于輸入端是差動(dòng)的，圖2中的輸入端分別標(biāo)有符號(hào)INA和INB。如果一個(gè)OTA放大器以單極性提供使用，由環(huán)路濾波器給出的輸出電壓被送至INA輸入端，而處于該環(huán)路濾波器輸出電壓的變動(dòng)范圍中點(diǎn)處的這樣一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓被連接到INB輸入端。當(dāng)該電壓控制振蕩器的變動(dòng)范圍例如為1.5V至3.5V時(shí)，則在輸入端INB處便設(shè)置了一個(gè)2.5V的電壓。由此，當(dāng)該環(huán)路被鎖定時(shí)，環(huán)路濾波器的輸出電壓接近于一個(gè)相應(yīng)于輸出頻率的2.5V的值。這個(gè)輸出頻率根據(jù)環(huán)路的輸入頻率可以用設(shè)置電路設(shè)置得稍微偏向中間頻率的一側(cè)。而當(dāng)瞄準(zhǔn)平衡狀態(tài)時(shí)，環(huán)路濾波器的輸出電壓將不同于提到的接近于2.5V的值，而且振蕩器頻率和基準(zhǔn)頻率之差越大則這種偏離也越大。
對(duì)按照本發(fā)明的該種連接電路的工作對(duì)照?qǐng)D2進(jìn)行了說(shuō)明。當(dāng)將振蕩器21設(shè)置在希望的頻率時(shí)，電壓-電流放大器22的輸入端INA處的電壓被設(shè)置在其變動(dòng)范圍的中點(diǎn)處，也就是說(shuō)，在2.5V的值處。因?yàn)樵陔妷?電流放大器的輸入端INB處是同樣的電壓，電壓-電流放大器22的輸出電壓對(duì)振蕩器的輸入端將沒(méi)有影響。DA轉(zhuǎn)換器這時(shí)被給予某一個(gè)4位控制字，接著響應(yīng)該字而對(duì)應(yīng)于該字產(chǎn)生一個(gè)基本電流IDA，該電流被作為控制電流送至振蕩器21的輸入端。被此基本電流所激發(fā)后，該振蕩器將在與此電流對(duì)應(yīng)的頻率處按照所述的振蕩器的典型的頻率/控制電流特性進(jìn)行振蕩。
然后環(huán)路濾波器的輸出電壓被許可對(duì)電壓-電流放大器22的輸入端INA發(fā)生影響，由此鎖相環(huán)路將閉合。此后電壓-電流放大器22的電流I cntrl和DA轉(zhuǎn)換器23產(chǎn)生的基本電流IDA之和將會(huì)影響振蕩器的輸入端。由于環(huán)路濾波器的輸出電壓被設(shè)置在其變動(dòng)范圍的中點(diǎn)處，該環(huán)路將迅速接受它的最后平衡狀態(tài)。濾波器輸出電壓和影響電壓-電流放大器22的輸入端INA的信號(hào)在其變化范圍的頂部界限和底部界限之間的電壓變化在該電壓-電流放大器的輸出端僅反映為較小的電流變化。這樣，電壓-電流放大器22的增益很低，這將改善該鎖相環(huán)路在環(huán)路輸出信號(hào)中引起的噪聲。
當(dāng)在鎖相環(huán)路中接通電源時(shí)，一開(kāi)始在環(huán)路濾波器上得不到電壓。即使沒(méi)有立即從DA轉(zhuǎn)換器23給出控制字，它會(huì)立即送出一個(gè)400μA的基本電流，原因是IBM位經(jīng)常處于1的值，因而使振蕩器CCO21立即在和基本電流對(duì)應(yīng)的頻率開(kāi)始振蕩。
上面已說(shuō)明了，由電壓-電流放大器22產(chǎn)生的控制效應(yīng)可以通過(guò)設(shè)置INA等于INB得到消除。實(shí)際上表明這是沒(méi)有必要的。該環(huán)路可以在任何時(shí)候閉合，而當(dāng)已經(jīng)設(shè)置希望的中間頻率時(shí)，如果有可能的話，該環(huán)路將在所有的時(shí)間自行鎖定。在這種情況下，最好使用其帶寬可以控制的環(huán)路濾波器。如果DA轉(zhuǎn)換器的輸出的變化相應(yīng)于該振蕩器的輸出頻率中一個(gè)足夠短的頻率間隔，這便沒(méi)有必要。
對(duì)照?qǐng)D3中的各曲線，此連接電路的工作也將得到說(shuō)明。此圖以曲線的形式表示出設(shè)置電路如何影響振蕩器的輸出頻率。DA轉(zhuǎn)換器給出的各電流級(jí)別，在此只有級(jí)別1-10，是圖中的參數(shù)。在級(jí)別1上，該鎖相環(huán)路產(chǎn)生的中間頻率約為55MHz(控制電壓為2.5V)，而通過(guò)將控制電壓從一個(gè)界限改變到另一個(gè)界限，頻率約在30-75MHz的范圍內(nèi)變化。當(dāng)希望同樣的鎖相環(huán)路產(chǎn)生一個(gè)稍高的頻率時(shí)，DA轉(zhuǎn)換器便被給予一個(gè)新的控制字，使之產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于例如級(jí)別2的電流?，F(xiàn)在振蕩器的中間頻率將升到約67MHz，而頻率范圍約為47-84MHz。這樣一來(lái)，距一個(gè)電流間隔一定距離處的各頻率范圍是重疊的。如果希望同樣的鎖相環(huán)路產(chǎn)生一個(gè)更高的頻率，DA轉(zhuǎn)換器被再次被賦予一個(gè)新的控制字，使之將產(chǎn)生一個(gè)例如相應(yīng)于級(jí)別10的電流?，F(xiàn)在振蕩器的中頻上升到約133MHz。
在按照本發(fā)明的一種連接電路中，使電壓-電流放大器的輸出電流的變化范圍大于AD轉(zhuǎn)換器的電流間隔很有好處。要求電壓-電流放大器的輸出電流的變化范圍約為該轉(zhuǎn)換器的電流間隔的兩倍。按照?qǐng)D3，在前一個(gè)頻率曲線結(jié)束之前，下一個(gè)級(jí)別的頻率曲線將由此開(kāi)始，使得接連的各頻率范圍都將部分重疊。這樣，當(dāng)DA轉(zhuǎn)換器的所有輸出電流級(jí)別都被使用時(shí)，在最高頻率和最低頻率之間的全部頻率都可以毫無(wú)間斷地被復(fù)蓋。
被提出的數(shù)字控制能夠使用一個(gè)寬頻帶電壓控制振蕩器的整個(gè)頻率范圍并可選定任何希望的中間頻率是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)對(duì)DA轉(zhuǎn)換器選取一個(gè)足夠細(xì)密的分辯率時(shí)，電壓-電流放大器的增益可以降低到該應(yīng)用所要求的級(jí)別，環(huán)路輸出頻率中的噪聲因此將會(huì)很低。
權(quán)利要求
1．用一種包含有一個(gè)電壓-電流放大器(22)，以將控制電壓轉(zhuǎn)換成控制電流(I cntrl)，并包含有一個(gè)寬頻帶電流控制振蕩器(21)，以被送到控制輸入端的控制電流(I cntrl)所激發(fā)而產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于控制電流的輸出頻率信號(hào)的連接電路，該連接電路將一個(gè)電壓控制振蕩器的輸出頻率鎖定于一個(gè)基準(zhǔn)頻率的方法，其特征在于，該振蕩器的控制電流是在兩級(jí)中形成的，使得振蕩器的希望的輸出頻率是通過(guò)將相應(yīng)于此輸出頻率的一個(gè)基本電流(IDA)送到該振蕩器的控制輸入端而設(shè)置的，并且由該電壓-電流放大器所產(chǎn)生的，并能修正該振蕩器輸出頻率相對(duì)基準(zhǔn)頻率的偏離的控制電流(I cntrl)被加到基本電流(IDA)上。
2．如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，基本電流是用用于基本電流的設(shè)置電路(23)產(chǎn)生的，該設(shè)置電路被送給它的一個(gè)外部控制所激勵(lì)而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該控制一個(gè)電流。
3．如權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于，該外部控制是一個(gè)n位的數(shù)碼字，該設(shè)置電路由此可以產(chǎn)生2n個(gè)數(shù)目的基本電流。
4．如權(quán)利要求1或3中所述的方法，其特征在于，在接續(xù)的基本電流之間的電流間隔小于由電壓-電流放大器產(chǎn)生的控制電流(Icntrl)的變化范圍，從而該振蕩器的接續(xù)的頻率范圍將部分重疊。
5．用一種鎖相環(huán)路(PLL)將一個(gè)電壓控制振蕩器的輸出頻率鎖定在一個(gè)基準(zhǔn)頻率的連接電路，該連接電路包含有一個(gè)電壓-電流放大器(22)，用于將影響其輸入端的一個(gè)控制電壓轉(zhuǎn)換成輸出控制電流(I cntrl)，和一個(gè)寬頻帶電流控制振蕩器(21)，被連接到電壓-電流放大器的輸出端并受送到控制輸入端的電流的激發(fā)而產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于該電流的輸出頻率信號(hào)，其特征在于，該連接電路也包含有一個(gè)設(shè)置電路(23)，其中的輸入端是一個(gè)外部控制(IB1、...、IB4)，而且可以在它的輸出端產(chǎn)生若干個(gè)基本電流級(jí)別，并且在受外部控制(IB1、...、IB4)的值激發(fā)后，將一個(gè)與該值對(duì)應(yīng)的基本電流級(jí)別作為基本電流(IDA)連接到該振蕩器(21)的控制輸入端，從而該基本電流決定了該振蕩器的中間頻率，而控制電流(I cntrl)保持該振蕩器鎖定在基準(zhǔn)頻率。
6．如權(quán)利要求5中所規(guī)定的連接電路，其特征在于，在基本電流級(jí)別之間的電流間隔小于由電壓-電流放大器產(chǎn)生的控制電流(Icntrl)的變化范圍。
7．如權(quán)利要求5中所規(guī)定的連接電路，其特征在于，設(shè)置電路是一種DA轉(zhuǎn)換器。
8．如權(quán)利要求7中所規(guī)定的連接電路，其特征在于，該DA轉(zhuǎn)換器的控制字是一個(gè)n位的字，從而可以產(chǎn)生2n個(gè)數(shù)的基本電流級(jí)別。
9．如權(quán)利要求5中所規(guī)定的連接電路，其特征在于，該裝置包含有用于在改變控制字從而改變基本電流時(shí)，防止控制電流(I cntrl)被加到基本電流(IDA)上的裝置。
10．如權(quán)利要求5中所規(guī)定的連接電路，其特征在于，電壓-電流放大器(22)的輸入端被連接到環(huán)路濾波器的輸出端。
全文摘要
一種電壓控制振蕩器VCO以從一種電流控制振蕩器CCO(21)得知的方式建成。這種電流控制振蕩器的實(shí)際控制電流(Icntrl)由一個(gè)電壓－電流放大器22產(chǎn)生。此放大器的輸入電壓是環(huán)路濾波器的輸出電壓,它使該輸出電壓轉(zhuǎn)換成振蕩器的控制電流。當(dāng)設(shè)置該振蕩器在希望的中頻時(shí),按照本發(fā)明的方法是,使用一個(gè)單獨(dú)的設(shè)置電路以產(chǎn)生一個(gè)基本電流(IDA),該基本電流被作為控制電流送至振蕩器(21)的輸入端?；倦娏鞯拇笮】梢灾鸺?jí)進(jìn)行控制。當(dāng)希望的振蕩器頻率形成時(shí),設(shè)置電路供給的電流被凍結(jié)在此值,而環(huán)路濾波器電壓被連接以影響電壓－電流放大器,由此將關(guān)閉鎖相環(huán)路。
文檔編號(hào)H03L7/099GK1234925SQ97199138
公開(kāi)日1999年11月10日 申請(qǐng)日期1997年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月25日
發(fā)明者保羅斯·卡普蘭 申請(qǐng)人:諾基亞電信公司