[发明专利]用于在PLL中进行漂移补偿的方法和装置

说明书

相关申请的引用

本申请要求2010年5月28日递交的美国临时申请No.61/349,625“PLL Ramp-Based Temperature Drift Compensation”的权益，通过引用的方式将其全部内容合并于此。

背景技术

在此提供的背景技术描述是为了总体上呈现本公开的上下文的目的。当前署名的发明人的工作(就在该背景技术部分中描述的工作的程度而言)以及可能也不确认为提交申请时的现有技术的说明书的许多方面既不会明示也不会暗含地被承认为相对于本公开的现有技术。

通常，锁相环(PLL)包括压控振荡器(VCO)用于基于电压信号来生成振荡信号。PLL被适当地配置为调节电压信号来实现期望的振荡频率。在低噪声应用中，VCO被配置为具有相对小的增益(Kvco)(其是频率变化与电压变化的比率)用于减少对噪声的敏感度。在操作期间，环境的变化(诸如温度漂移等)影响振荡信号的振荡频率。为了维持期望的振荡频率，PLL调节电压信号来补偿针对环境改变的影响。然而，由于相对小的增益，例如当温度漂移太大时电压信号可能超过电压限制，从而PLL可能无法保持期望的频率。

发明内容

本公开的多个方面提供了锁相环(PLL)。该PLL包括压控振荡器(VCO)、检测器模块和斜坡模块。该VCO具有第一电容器单元和第二电容器单元。该VCO被配置为基于第一电容器单元的第一电容和第二电容器单元的第二电容来生成具有频率的振荡信号。检测器模块被配置为生成电压信号作为该振荡信号与参考信号的函数。该电压信号用于控制第一电容器单元来稳定该振荡信号的频率。斜坡模块被配置为基于该电压信号生成斜坡信号。该斜坡信号用于控制该第二电容器单元来将该第二电容从第一值倾斜到第二值以保持电压信号在预定范围内。

在一个实施方式中，该斜坡模块被配置为当电压信号在预定范围之外时生成斜坡信号。在一个示例中，该斜坡模块被配置为生成斜坡信号当电压信号大于预定范围的上限时将第二电容向下倾斜，以及当电压信号小于预定范围的下限时将第二电容向上倾斜。

此外，该斜坡模块包括监控器，被配置为监控电压信号，并且当电压信号在预定范围之外时生成触发信号。另外，该斜坡模型包括斜坡控制器，被配置为响应于该触发信号生成斜坡信号。

在一个实施方式中，斜坡控制器包括计数器，被配置为通过响应于触发信号开始计数来生成数字斜坡信号，并且数模转换器(DAC)被配置为将数字斜坡信号转换成斜坡信号。

在另一实施方式中，斜坡控制器包括计数器，被配置为通过响应于触发信号开始计数来生成数字斜坡信号，并且三角积分调制器被配置为生成基于数字斜坡信号调制的脉冲流。

根据本公开的一个方面，第二电容器单元至少包括电容器，并且斜坡信号用于将该电容器的控制电压从第一电压倾斜到第二电压。在一个示例中，开关在稳定状态与斜坡状态之间切换控制电压。该电容器是结型二极管电容器和金属氧化物半导体(MOS)电容器中的至少一个。

在一个示例中，检测器模块包括分频器，被配置为对振荡信号进行分频，相位检测器用于检测经分频的振荡信号与参考信号之间的相位误差，以及环路滤波器，被配置为基于相位误差生成电压信号。

注意，PLL可以用于电子系统。该电子系统包括使用所生成振荡信号的其他组件。在一个示例中，该电子系统包括使用振荡信号的、用于发射或接收信号的收发器。

本公开的多个方面提供了一种用于漂移补偿的方法。该方法包括基于第一电容器单元的第一电容和第二电容器单元的第二电容来生成振荡信号；生成电压信号作为该振荡信号与参考信号的函数；基于该电压信号调节第一电容器单元的第一电容来稳定该振荡信号的频率；以及当该电压信号在预定范围之外时将第二电容器单元的第二电容从第一值倾斜到第二值。

为了倾斜该第二电容器单元的第二电容，该方法包括当该电压信号大于预定范围的上限时向下倾斜该第二电容，以及当该电压信号小于预定范围的下限时向上倾斜该第二电容。

在一个实施方式中，第二电容器单元至少包括电容器，诸如结型二极管电容器、金属氧化物半导体(MOS)电容器等。该方法包括将电容器的控制电压从第一电压倾斜到第二电压，或者从第二电压倾斜到第一电压。在一个示例中，该方法包括将电容器的控制电压从稳定状态切换到斜坡状态，用于从第一电压倾斜到第二电压或者从第二电压倾斜到第一电压。

根据本公开的一个方面，该方法包括监控电压信号；当电压信号在预定范围之外时生成触发信号；以及响应于触发信号生成斜坡信号。