專利名稱：具有多個(gè)頻率鎖定電路的頻率合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及頻率合成器，特別是涉及一種具有多個(gè)頻率鎖定電路的頻 率合成器。
背景技術(shù)：
在一般的電子系統(tǒng)或電路中，通常需要頻率合成器以滿足系統(tǒng)的同步
需求，而頻率合成器通常具有頻率鎖定電路(如鎖相回路)以將特定訊號(hào) 鎖定至特定頻率。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的速度日趨快速，因此頻 率鎖定電路的鎖定速度亦越來越被重視，但頻率鎖定電路的鎖定速度往往 受限于參考時(shí)鐘訊號(hào)的頻率，因此在高速跳頻系統(tǒng)中的應(yīng)用也因此受限。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中用以解決上述問題的頻率合成器100。如圖1所 示，此頻率合成器100包含N個(gè)頻率鎖定電路102 ~ 106 (部份頻率鎖定電 路省略未繪出)以及一選擇電路108。 N個(gè)頻率鎖定電路102 ~ 106中的每一 個(gè)分別根據(jù)相對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS,、RCS2…RCSw鎖定相對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘訊號(hào) CS!、 CS2…CSw至與各參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS,、 RCS2…RCSN相對(duì)應(yīng)的特定頻率。依 所需的頻率，選擇裝置108可選擇時(shí)鐘訊號(hào)CSi、 CS2…CSw其中之一作為所 要的輸出時(shí)鐘訊號(hào)OCS。
然而，此類的電路卻有著相當(dāng)大的缺點(diǎn)，那就是每一個(gè)頻率鎖定電路 102 - 106于運(yùn)作過程中僅對(duì)應(yīng)至一參考時(shí)鐘訊號(hào)，缺乏彈性，而且，若一 個(gè)系統(tǒng)需要越多鎖定至不同頻率的訊號(hào)，則此類電路的面積越大，因而與 現(xiàn)今電子系統(tǒng)尺寸微小化的驅(qū)勢(shì)背道而馳。再者，若未被使用的頻率鎖定 電路一直持續(xù)將時(shí)鐘訊號(hào)鎖定至特定頻率，將會(huì)增加不必要的功率消耗以 及系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。因此，便需要一種新穎的機(jī)制來解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，本發(fā)明的目的之一為提供一種頻率合成器，可利用多個(gè)鎖 定頻率電路同時(shí)設(shè)定(Settling)來放寬鎖定頻率電路的設(shè)定時(shí)間(Settling Time),并減少功率的消耗。
本發(fā)明的又一目的為提供一種頻率合成器，其是控制多個(gè)頻率鎖定電 路在需要時(shí)才鎖定訊號(hào)，以減少功率消耗以及系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。
本發(fā)明的又一目的為提供一種頻率合成器，其頻率鎖定電路可對(duì)應(yīng)一 個(gè)以上的參考時(shí)鐘訊號(hào)，以增加系統(tǒng)的彈f生并減少電路面積。
本案的較佳實(shí)施例披露了一種頻率合成器，包含多個(gè)頻率鎖定電路、
鎖定多個(gè)時(shí)鐘訊號(hào)并輸出所述時(shí)鐘訊號(hào)。選擇電路耦接于所述頻率鎖定電 路，用以自所述時(shí)鐘訊號(hào)中選擇一特定時(shí)鐘訊號(hào)作為一輸出時(shí)鐘訊號(hào)，其 中所述頻率鎖定電路中的一特定頻率鎖定電路鎖定該特定時(shí)鐘訊號(hào)。控制 電路耦接于多個(gè)頻率鎖定電路以控制所述頻率鎖定電路，其中當(dāng)該選擇電 路選擇特定時(shí)鐘訊號(hào)來作為輸出時(shí)鐘訊號(hào)的期間，控制電路會(huì)控制特定頻 率鎖定電路以外的其它頻率鎖定電路中至少一頻率鎖定電路來同時(shí)依據(jù)另 一參考時(shí)鐘訊號(hào)以鎖定另一時(shí)鐘訊號(hào)。
此外，此頻率合成器可還包含有一參考頻率產(chǎn)生模塊，用以輸出M個(gè) 參考時(shí)鐘訊號(hào)，其中頻率鎖定電路的個(gè)數(shù)為N (NOO,另上述控制電路另耦 接于參考頻率產(chǎn)生模塊，用來自M個(gè)參考時(shí)鐘訊號(hào)中選擇輸出至頻率鎖定 電路的參考時(shí)鐘訊號(hào)。


圖1為現(xiàn)有頻率合成器的功能方塊示意圖。 圖2為本發(fā)明的第一實(shí)施例的頻率合成器的功能方塊示意圖。 圖3為本發(fā)明的第二施實(shí)例的頻率合成器的功能方塊示意圖。 圖4為本發(fā)明的第三實(shí)施例的頻率合成器的功能方塊示意圖。 圖5為本發(fā)明的第四實(shí)施例的頻率合成器的功能方塊示意圖。
附圖符號(hào)說明
100、 200、 300、 400、 500頻率合成器
102、 104、 106、 404、 406、 408、 504、 506、 508頻率鎖定電路 202、 302、 402、 502控制電路 204、 304第一頻率鎖定電路206、 306第二頻率鎖定電路
208、 308第三頻率鎖定電路
108、 210、 310、 410、 510選擇電路
312、 512參考頻率產(chǎn)生模塊
具體實(shí)施例方式
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的頻率合成器200。如圖2所示， 此頻率合成器200具有一控制電路202、 一第一頻率鎖定電路204、 一第二 頻率鎖定電路206、 一第三頻率鎖定電路208以及一選擇電路210。第一頻 率鎖定電路Z(M依據(jù)一第一參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS,鎖定第一時(shí)鐘訊號(hào)CSi并輸出 第一時(shí)鐘訊號(hào)CS!，第二頻率鎖定電路206依據(jù)一第二參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS2鎖 定第二時(shí)鐘訊號(hào)CS2并輸出第二時(shí)鐘訊號(hào)CS2,第三頻率鎖定電路208依據(jù) 第三參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS3鎖定第三時(shí)鐘訊號(hào)CS3并輸出第三時(shí)鐘訊號(hào)CS3。選 擇電路21Q用以選擇時(shí)鐘訊號(hào)CS! 、 CS2以及CS3其中之一作為 一輸出時(shí)鐘訊 號(hào)OCS?？刂齐娐?02用以控制第一頻率鎖定電路204、第二頻率鎖定電路 206以及第三頻率鎖定電路208 。在此實(shí)施例中，是以鎖相回路(Phase Locked Loop, PLL)來實(shí)作頻率鎖定電路204、 206以及208,以一多任務(wù)器 MUX來實(shí)作選擇電路210，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可利用其它電路達(dá)到相同的 功能，亦不脫本發(fā)明的范疇。
在選擇電路21G選取第一時(shí)鐘訊號(hào)CSt為輸出時(shí)鐘訊號(hào)OCS的期間，第 二頻率鎖定電路206將第二時(shí)鐘訊號(hào)CS2鎖定至第二參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS2而第 三頻率鎖定電路208依據(jù)第三參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS3來運(yùn)作；而在選擇電路210 選取第二時(shí)鐘訊號(hào)CS2為輸出時(shí)鐘訊號(hào)OCS的期間，第三頻率鎖定電路208 便將第三時(shí)鐘訊號(hào)CS3鎖定至第三參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS3。
此外，頻率鎖定電路204 - 208中的每一個(gè)于運(yùn)作過程中可對(duì)應(yīng)至一個(gè) 以上的參考時(shí)鐘訊號(hào)。舉例而言，當(dāng)?shù)谝粫r(shí)鐘訊號(hào)CS^皮鎖定至第一參考時(shí) 鐘訊號(hào)RCSi且第一時(shí)鐘訊號(hào)CS^皮選擇為輸出訊號(hào)OCS時(shí)，控制電路202控 制第二頻率鎖定電路206使第二時(shí)鐘訊號(hào)CS2逐漸被鎖定至第二參考時(shí)鐘訊 號(hào)RCS2。當(dāng)?shù)诙r(shí)鐘訊號(hào)CS2被鎖定至第二參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS2后，系統(tǒng)跳頻 至第二參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS2的頻率，而控制電路202控制第三頻率鎖定電路 208使第三時(shí)鐘訊號(hào)CS3逐漸被鎖定至第三參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS3。當(dāng)?shù)谌龝r(shí)鐘
6訊號(hào)CS3被鎖定至第三參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS3后，系統(tǒng)跳頻至第二參考時(shí)鐘訊號(hào) RCS2的頻率，且控制電路202還控制第一頻率鎖定電路204使第一時(shí)鐘訊號(hào) CS,逐漸被鎖定至頻率不同于第一參考時(shí)鐘訊號(hào)RCSi的第四參考時(shí)鐘訊號(hào) RCS4。藉由上述方法，可利用同一頻率鎖定電路將與其對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘訊號(hào)鎖定 至不同的參考時(shí)鐘訊號(hào)，可使系統(tǒng)較有彈性且大幅減少電路所須面積，而 且，藉由在需要時(shí)才啟動(dòng)頻率鎖定電路的機(jī)制，可減少系統(tǒng)的不必要功率 消耗以及負(fù)擔(dān)。
須注意的是，頻率合成器200的操作不需要完全遵守上述的操作。舉 例而言，當(dāng)選擇電路210選擇第一時(shí)鐘訊號(hào)CS!為輸出時(shí)鐘訊號(hào)OCS時(shí)，控 制電路202可僅控制第二頻率鎖定電路206使第二時(shí)鐘訊號(hào)CS2逐漸被鎖定 至第二參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS2，亦可同時(shí)控制第二頻率鎖定電路206以及第三 頻率鎖定電路208使第二時(shí)鐘訊號(hào)CS2和第三時(shí)鐘訊號(hào)CS3分別逐漸被鎖定 至第二參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS2以及第三參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS3。也就是說，當(dāng)多個(gè) 時(shí)鐘訊號(hào)CSh CS2、 CS3其中之一被選擇電路210選擇為輸出時(shí)鐘訊號(hào)OCS
少一個(gè)逐漸將其對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘訊號(hào)鎖定至對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘訊號(hào)。而其鎖定時(shí) 間與欲鎖定的數(shù)目，可視系統(tǒng)需求或使用者的需要而決定。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的頻率合成器300。類似于上述的 頻率合成器200，頻率合成器300亦包含控制電路302、第一頻率鎖定電路 304、第二頻率鎖定電路306、第三頻率鎖定電路308以及選擇電路310。 不同的處在于頻率合成器300還具有一參考頻率產(chǎn)生模塊312，用來輸出M 個(gè)參考時(shí)鐘訊號(hào)RCSi、 RCS2 — RCSM (M>3)。在此實(shí)施例中，控制電路302 除了控制第一頻率鎖定電路304、第二頻率鎖定電路306以及第三頻率鎖定 電路308的操作之外，還用以自M個(gè)參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS!、 RCS2...RCSM中選 擇輸出至頻率鎖定電路304 - 308的參考時(shí)鐘訊號(hào)。除了參考頻率產(chǎn)生模塊 312之外，頻率合成器300的操作方式與上述頻率合成器200并無太大差異， 故在此不再贅述。
須注意的是，根據(jù)本發(fā)明的頻率合成器并不限定于只具有三個(gè)頻率鎖 定電路。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的頻率合成器400。頻率合成 器400具有一控制電路402、N個(gè)頻率鎖定電路404 ~ 408以及選擇電路410。 控制電路402、頻率鎖定電路404 ~ 408以及選擇電路410的操作方式與上述第一實(shí)施例和第二實(shí)施例相同。也就是說，當(dāng)多個(gè)時(shí)鐘訊號(hào)CSh CS2...CSN
其中之一被選擇電路410選擇為輸出時(shí)鐘訊號(hào)0CS時(shí)，控制器402將會(huì)控 制對(duì)應(yīng)于未被選擇的時(shí)鐘訊號(hào)的頻率鎖定電路中至少一個(gè)逐漸將其對(duì)應(yīng)的 時(shí)鐘訊號(hào)鎖定至對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘訊號(hào)。而其鎖定時(shí)間與欲鎖定的時(shí)鐘訊號(hào) 數(shù)目，當(dāng)可視系統(tǒng)需》1U^頓者的需要而決定。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的頻率合成器500。類似于頻率合 成器400，頻率合成器500具有一控制電路502、 N個(gè)頻率鎖定電路504 ~ 508以及選擇電路510。唯一不同的處在于頻率合成器500還包含了一參考 頻率產(chǎn)生模塊512,用以輸出M個(gè)參考時(shí)鐘訊號(hào)RCS" RCS卜.RCSm (M〉N), 而控制電路502除了控制頻率鎖定電路504 - 508，更用以自M個(gè)參考時(shí)鐘 訊號(hào)RCS!、 RCS2...RCSM中選擇輸出至頻率鎖定電路504 508的參考時(shí)鐘訊號(hào)。
若依照現(xiàn)有技術(shù)的方式，每個(gè)鎖定頻率的停留時(shí)間為tp,間隔時(shí)間為ts: 則依照本發(fā)明的實(shí)施，藉由多個(gè)(例如N個(gè))頻率鎖定電路同時(shí)來設(shè)定 (Settling),則設(shè)定時(shí)限(Settling Time)可從只^吏用 一個(gè)頻率鎖定電路時(shí) 的設(shè)定時(shí)限ts,放寬為ts + (N-1) (tp+ts)，并且不像現(xiàn)有技術(shù)般需要多個(gè) 交換器(Switch)來切換多個(gè)頻率鎖定電路，而減少功率的消耗。
請(qǐng)注意，在本申請(qǐng)的說明書及權(quán)利要求中使用了某些詞匯來指稱特定 的組件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來 稱呼同 一 個(gè)組件。本說明書及及權(quán)利要求中并不以名稱的差異來作為區(qū)分 組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明 書及及權(quán)利要求中所提及的r包含」為一開放式的用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成r包 含但不限定于j。以外，r耦接」 一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接 手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝 置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣 連接至該第二裝置。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明的權(quán)利要求所做的均 等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1. 一種頻率合成器，包含多個(gè)頻率鎖定電路，用以分別依據(jù)多個(gè)參考時(shí)鐘訊號(hào)來鎖定多個(gè)時(shí)鐘訊號(hào)并輸出所述時(shí)鐘訊號(hào)；一選擇電路，耦接于所述頻率鎖定電路，用以自所述時(shí)鐘訊號(hào)中選擇一特定時(shí)鐘訊號(hào)作為一輸出時(shí)鐘訊號(hào)，其中所述頻率鎖定電路中的一特定頻率鎖定電路鎖定該特定時(shí)鐘訊號(hào)；以及一控制電路，耦接于該多個(gè)頻率鎖定電路以控制所述頻率鎖定電路，其中當(dāng)該選擇電路選擇該特定時(shí)鐘訊號(hào)來作為該輸出時(shí)鐘訊號(hào)的期間，該控制電路會(huì)控制該特定頻率鎖定電路以外的其它所述頻率鎖定電路中至少一頻率鎖定電路來同時(shí)依據(jù)另一參考時(shí)鐘訊號(hào)以鎖定另一時(shí)鐘訊號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其中所述頻率鎖定電路為鎖相回路。
3. 如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其還包含有一參考頻率產(chǎn)生模塊， 用來輸出所述參考時(shí)鐘訊號(hào)。
4. 如權(quán)利要求3所述的頻率合成器，其中所述頻率鎖定電路的個(gè)數(shù)不 大于所述參考時(shí)鐘訊號(hào)的個(gè)數(shù)。
5. 如權(quán)利要求3所述的頻率合成器，其中該控制電路耦接于該參考頻至少一特定參考時(shí)鐘訊號(hào)。鄉(xiāng)、' '
6. 如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其中該頻率合成器依序輸出一第 一時(shí)鐘訊號(hào)、 一第二時(shí)鐘訊號(hào)以及一第三時(shí)鐘訊號(hào)，且所述頻率鎖定電路 包含-.一第一頻率鎖定電路，用以依據(jù)一第一參考時(shí)鐘訊號(hào)鎖定該第一時(shí)鐘 訊號(hào)并輸出該第一時(shí)鐘訊號(hào)；一第二頻率鎖定電路，用以依據(jù)一第二參考時(shí)鐘訊號(hào)鎖定該第二時(shí)鐘訊號(hào)并輸出該第二時(shí)鐘訊號(hào)；以及一第三頻率鎖定電路，用以依據(jù)一第三參考時(shí)鐘訊號(hào)鎖定該第三時(shí)鐘 訊號(hào)并輸出該第三時(shí)鐘訊號(hào)。
7. 如權(quán)利要求6所述的頻率合成器，其中在該選擇電路選取該第一時(shí)鐘訊號(hào)為該輸出時(shí)鐘訊號(hào)的期間，該第二頻率鎖定電路將該第二時(shí)鐘訊號(hào) 鎖定至該第二參考時(shí)鐘訊號(hào)，以及該第三頻率鎖定電路依據(jù)該第三參考時(shí) 鐘訊號(hào)來運(yùn)作。
8. 如權(quán)利要求7所述的頻率合成器，其中在該選擇電路選取該第二時(shí) 鐘訊號(hào)為該輸出時(shí)鐘訊號(hào)的期間，該第三頻率鎖定電路將該第三時(shí)鐘訊號(hào) 鎖定至該第三參考時(shí)鐘訊號(hào)。
9. 如權(quán)利要求6所述的頻率合成器，其中該頻率合成器是于該第三時(shí) 鐘訊號(hào)后輸出一第四時(shí)鐘訊號(hào)，以及當(dāng)該選擇電路選擇將該輸出時(shí)鐘訊號(hào) 從該第一參考時(shí)鐘訊號(hào)切換至該第二參考時(shí)鐘訊號(hào)后，該第一頻率鎖定電 路會(huì)依據(jù)對(duì)應(yīng)該第四時(shí)鐘訊號(hào)的 一第四參考時(shí)鐘訊號(hào)來運(yùn)作。
10. 如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其中該選擇電路為一多任務(wù)器。
全文摘要
一種頻率合成器，包含多個(gè)頻率鎖定電路、選擇電路以及控制電路。頻率鎖定電路用以分別依據(jù)多個(gè)參考時(shí)鐘訊號(hào)來鎖定多個(gè)時(shí)鐘訊號(hào)并輸出所述時(shí)鐘訊號(hào)。選擇電路，用以自所述時(shí)鐘訊號(hào)中選擇一特定時(shí)鐘訊號(hào)作為一輸出時(shí)鐘訊號(hào)，其中所述頻率鎖定電路中的一特定頻率鎖定電路鎖定該特定時(shí)鐘訊號(hào)?？刂齐娐房刂扑鲱l率鎖定電路，其中當(dāng)該選擇電路選擇特定時(shí)鐘訊號(hào)來作為輸出時(shí)鐘訊號(hào)的期間，控制電路會(huì)控制特定頻率鎖定電路以外的其它頻率鎖定電路中至少一頻率鎖定電路來同時(shí)依據(jù)另一參考時(shí)鐘訊號(hào)以鎖定另一時(shí)鐘訊號(hào)。
文檔編號(hào)H03L7/22GK101453215SQ20071019624
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者劉仁杰 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司