[发明专利]倍频器与相关方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种倍频器与相关方法，且特别是关于一种可将一输入频率倍频为奇数倍、任意倍及/或可编程倍率的倍频器与相关方法。

背景技术

频率操控，包括频率/频率的产生与合成（synthesize）等等，是现代电子装置的关键重点。举例而言，顺序逻辑（sequential logic）电路，如处理器与控制器等，便需以频率来触发其正常运作；通讯、网络、广播及/或定位系统的发射器及/或接收器亦需要具有特定频率的信号以进行信号处理、调变及/或解调变等等。

倍频（乘频）技术对频率操控而言是十分有用的；倍频的目的是使一输出信号的频率成为一输入频率的倍数；亦即，使输出信号的频率等于输入频率乘以一个倍率。若输入频率可呈现于一同相相位（in-phase）信号与一正交相位（quadrature phase）信号，则一种习知的倍频技术可运用数字运算提供2或4/3的倍率；然而，此种习知技术无法提供任意数值的倍率，缺乏运用上的弹性。另一种习知技术可提供偶数倍率，但无法提供奇数倍率。

另一种习知技术是利用模拟混波（analog mixing）以实现倍频，但会产生许多不必要的谐波（harmonics）。低频谐波或互调（inter-modulation）是相当难以滤除的，且会在电路中形成突波干扰（spur）。高频谐波虽能用电感-电容槽（inductor-capacitor tank）或电阻-电容槽滤除，但会增加布局面积与成本。再者，电感-电容槽的输出频率为电感-电容共振频率，十分容易受到电感、电容值影响，且难以编程。

发明内容

为克服习知技术的缺点，本发明提出一种倍频器与相关方法，可提供任意值的倍率，包括奇数值。并且，倍频的倍率是可编程的，以优化运用的弹性。

本发明的目的之一是提供一倍频器，响应一输入频率的输入信号而提供一输出信号，其包括一波形产生器与一截波器；波形产生器用以响应输入信号以产生一波形，截波器则耦接波形产生器，每当该波形跨越多个参考位准中的每一参考位准时，截波器会于输出信号中引入转态（transition）。

一实施例中，波形产生器在输入信号为一第一逻辑位准时于该波形中形成一上升斜坡，并在输入信号为一第二逻辑位准时于该波形中形成一下降斜坡。

一实施例中，倍频器还包括多个比较器。各比较器耦接于波形产生器与截波器之间，用以对该波形与该些参考位准的其中之一进行比较，并据以提供一比较结果；截波器则依据这多个比较器的多个比较结果而于输出信号中引入转态。一实施例中，该些参考位准中的数个或全部为可编程的，截波器则可依据该些比较结果中的一可编程子集而于输出信号中引入转态。一实施例中，输入信号的周期为输出信号的周期乘以一倍率，且该些参考位准与该子集依据该倍率而被编程。一实施例中，倍频器还包括多个选择电路与一电压供应器，各选择电路耦接于该些比较器的其中之一，用以由多个候选参考位准中选出其中之一以作为该些参考位准的其中之一。电压供应器则用以为各选择电路提供该些候选参考位准。

一实施例中，倍频器还包括一转换器，用以周期性地分别将该波形的一取样值转换为一数字码；当相邻数字码跨越该些参考位准的其中之一时，截波器于输出信号中引入转态。

一实施例中，各参考位准为该波形的峰间振幅（peak-to-peak magnitude）的一分数（fraction）；举例而言，该些参考位准可均分（等分）该波形的峰间振幅。

本发明的目的之一是提供一种用于倍频的方法，可因应一输入信号而提供一输出信号，包含：响应输入信号而产生一波形；以及，每当该波形与多个参考位准的其中之一相交时，将输出信号反相。一实施例中，波形的产生包括：当输入信号为一第一逻辑位准时，于该波形中形成一上升斜坡，以及，当输入信号为一第二逻辑位准时，于该波形中形成一下降斜坡。

一实施例中，本发明方法还包括：以多个比较器的其中之一对该波形与该些参考位准的其中之一进行比较，并响应该些比较器的该些比较结果以将输出信号反相。

一实施例中，本发明方法还包括：决定一倍率，依据该倍率决定该些参考位准的数目，并且，依据该倍率设定该些参考位准的数值，以使输入信号的周期等于该倍率乘以该输出信号的周期。

一实施例中，各该参考位准依据该波形的峰间振幅除以该倍率之商的倍数而设定。一实施例中，本发明方法还包括：测量该波形的峰间振幅。