專利名稱：數(shù)字時鐘脈沖乘法電路的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字電路并且尤其涉及時鐘脈沖乘法電路系統(tǒng)。
(2)背景技術時鐘脈沖乘法電路輸出一個時鐘脈沖頻率，它是輸入時鐘脈沖頻率的整數(shù)乘法的結果。倍頻具有許多用途。例如，倍頻允許微處理器以不同的時鐘脈沖速率實現(xiàn)指令的執(zhí)行。
常規(guī)的時鐘脈沖乘法電路中使用鎖相環(huán)。鎖相環(huán)通常包括相位檢測電路、放大器和壓控振蕩器。部分因為使用離散部件以實現(xiàn)這樣的電路的復雜度，所以，常規(guī)上總是存在使用鎖相環(huán)的磁阻。
美國專利號為5107264的專利中示出實現(xiàn)時鐘脈沖乘法電路的另一種方法。如專利的圖2所示，該電路需要使用Q-I延遲電路以取得頻率是輸入時鐘脈沖頻率的Q倍的一個輸出。低頻輸入時鐘脈沖的總Q-I延遲形式通過邊緣檢測器(36)，它通過產生一個高頻脈沖來響應脈沖的前沿。由于具有不同延遲的Q個低頻時鐘脈沖通過該邊緣檢測器，從而在不同時間產生Q個高頻脈沖。所有這些高頻脈沖由一個或門(40)組合以得到響應輸入處的一個低頻時鐘脈沖的Q個時鐘脈沖。
延遲電路和邊緣檢測器的數(shù)量隨著倍頻因數(shù)的增加而增加。此外，當相同輸入時鐘脈沖頻率的倍頻因數(shù)改變時，每個延遲電路的參數(shù)除了必須加入/刪除延遲電路和邊緣檢測器之外還須被重新調節(jié)。當Q很大時該過程是不切實際的。
需要一種改進的數(shù)字時鐘脈沖乘法技術。
(3)

發(fā)明內容
一種倍頻的方法包括產生在輸入信號一個周期的前一半有n/2振蕩而在該周期的后一半沒有振蕩的第一中間信號。在輸入信號一個周期的前一半沒有振蕩而在周期的后一半有n/2振蕩的第二中間信號與第一信號組合，從而產生倍增的信號。
按照本發(fā)明，該第一和第二信號通過一個由傳輸函數(shù)定義的電路產生，該傳輸函數(shù)的特征在于具有一個不穩(wěn)定的工作區(qū)域，該工作區(qū)域由第一穩(wěn)定工作區(qū)域和第二穩(wěn)定工作區(qū)域限定。當電路的工作點移入不穩(wěn)定區(qū)域時，它產生振蕩輸出。當電路的工作點進入第一和第二穩(wěn)定區(qū)域中的任何一個區(qū)域時，它產生非振蕩輸出。本方法還包括強迫工作點進入不穩(wěn)定區(qū)域以產生振蕩輸出。本方法進一步包括把工作點強加在一個穩(wěn)定區(qū)域以終止振蕩。
發(fā)明的電路是有利的因為其振蕩的起始和停止實質上是同時的。振蕩器的“通”和“斷”狀態(tài)之間不存在瞬變現(xiàn)象。另一個優(yōu)點在于“通”狀態(tài)期間振蕩的第一個周期與該“通”狀態(tài)期間隨后的周期相同。不需要額外的支持電路元件或特殊電路來保持電容器內的備用電平。該電路不需要任何外部自由運行的振蕩。當該電路由啟用信號觸發(fā)時會產生其自有的振蕩。該電路固有地與啟用信號同步。通過調節(jié)電路參數(shù)而不改變電路配置，可以改變振蕩的占空比和頻率。電路輸出處選通的振蕩不和啟用信號重疊，并且因此不需要額外的電路將它們分離。
(4)


通過考慮下面結合附圖的詳細描述，可以容易地理解本發(fā)明的示教。
圖1A-1C示出本發(fā)明的時鐘脈沖乘法技術的一個典型實施例的可供選擇的電路布置圖；圖2說明圖1的門控振蕩器一般使用的電路的傳輸函數(shù)；圖3示意地說明用于強迫穩(wěn)定和不穩(wěn)定區(qū)域間的工作點的電路布置；圖4-6是按照本發(fā)明的電路配置的例子；圖7說明取自按照本發(fā)明構造的電路的度量；以及圖8A和8B說明本發(fā)明的操作。
(5)
具體實施例方式
參考圖1A和1B，示意的框圖說明按照本發(fā)明的時鐘脈沖乘法電路100的一個實施例，它包括用來接收具有第一頻率的時鐘脈沖輸入信號的輸入終端102。提供時鐘脈沖輸入信號的常規(guī)時鐘脈沖源10已被示出。輸出終端110發(fā)送具有第二頻率的輸出信號，該頻率高于第一頻率。
輸入終端102將時鐘脈沖輸入信號饋入一對門控振蕩器電路104、106。門控振蕩器電路104從輸入終端102接收一個非反相信號。門控振蕩器電路106包括一個反相器電路，以便使在輸入終端102所接收的信號反轉。從圖1B中可見，門控振蕩器106的輸入信號反轉可以由反相器112提供。
正如下面將討論的，門控振蕩器由輸入信號啟用。當輸入信號水平為“高”時啟用門控振蕩器104。相反地，因為門控振蕩器106的反相電路，當輸入信號水平變“低”時它才被啟用。該兩種門控振蕩器均產生脈沖序列。
假定期望的倍頻因數(shù)為n，調節(jié)門控振蕩器104從而在輸入信號的每半個周期產生n/2個振蕩。換句話說，在輸入信號為“高”的期間，門控振蕩器104產生n/2個脈沖。同樣，在輸入信號的“低”周期期間，門控振蕩器106產生n/2個脈沖。
這兩個門控振蕩器中每個的輸出均流入組合電路108。在一個實施例中，組合電路108包括一個二輸入端或門。在該實施例中，每個輸出注入或門的一個輸入端。在另一個實施例中，組合電路是一個常規(guī)模擬加法電路。這里，每個門控振蕩器104、106的輸出注入加法器的輸入。
門控振蕩器產生的振蕩由組合電路108進行組合，以產生其頻率是輸入頻率的幾倍的輸出。這樣，在輸入信號的前半個時期內，時鐘脈沖乘法電路100的輸出110包括來自門控振蕩器104的n/2個振蕩和在此期間處于“低”狀態(tài)的門控振蕩器106的輸出。在輸入信號的后半個時期內，輸出110包括來自門控振蕩器106的n/2個振蕩和在此期間處于“低”狀態(tài)的門控振蕩器104的輸出。結果是輸入時鐘脈沖頻率乘以因數(shù)n。
值得注意的是，總的來說，倍頻因數(shù)可被容易地改變以實現(xiàn)任何倍頻因數(shù)(m+n)。正如將變得明顯的，可以用不同的方式調節(jié)門控振蕩器104和106從而使門控振蕩器104在被啟用時產生m個振蕩而門控振蕩器106在被啟用時產生n個振蕩。當終端102處的輸入時鐘脈沖信號為“高”時，門控振蕩器104將產生m個振蕩，而門控振蕩器106則不產生任何振蕩。當輸入時鐘脈沖信號為“低”時，門控振蕩器106將產生n個振蕩，而門控振蕩器104則不產生任何振蕩。當用模擬加法電路(或者一個或門)108來組合門控振蕩器104和106的輸出時，該輸出110將包含是輸入時鐘脈沖頻率的(m+n)倍的(m+n)個時鐘脈沖。此外，該簡單電路通過m和n的適當選擇不但允許實現(xiàn)偶數(shù)倍頻因數(shù)而且允許實現(xiàn)奇數(shù)倍頻因數(shù)。
圖1C示出數(shù)字系統(tǒng)內乘法電路100的典型使用。這里，時鐘脈沖輸入終端102處具有第一頻率的時鐘脈沖信號被傳遞到數(shù)字電路系統(tǒng)134。該時鐘脈沖輸入也注入乘法器100以產生具有第二頻率的第二時鐘脈沖輸入110，它也注入數(shù)字電路系統(tǒng)134。
參考圖2，按照本發(fā)明的門控振蕩器電路顯示一個傳輸函數(shù)，其曲線一般是N型的。對于本發(fā)明的目的，電路的“傳輸函數(shù)”是指該電路的任意兩個狀態(tài)變量間的關系。例如，電子電路一般以其I-V曲線為特征，兩個狀態(tài)變量是電流(I)和電壓(V)。這樣的曲線指示一個狀態(tài)變量(例如，電流，I)怎樣隨著另一個狀態(tài)變量(電壓，V)的變化而變化。如圖2所示，傳輸函數(shù)曲線202包含位于區(qū)域204內的一個部分，這里稱為“不穩(wěn)定”區(qū)域。該不穩(wěn)定區(qū)域的任一邊由區(qū)域206和208限定，區(qū)域206和208在這里都被稱為“穩(wěn)定”區(qū)域。如圖2所示，傳輸函數(shù)曲線202的各個部分也位于穩(wěn)定區(qū)域內。
按照本發(fā)明的電路具有一個相關“工作點”，它被定義為它在傳輸函數(shù)202上的位置。圖2示出三個工作點位置210、210’和210”。電路輸出的性質取決于傳輸函數(shù)上工作點的位置。如果工作點定位在沿著區(qū)域204內的傳輸函數(shù)的部分214上，則電路的輸出會顯示振蕩行為。因此，傳輸函數(shù)的這個部分所處的區(qū)域204被稱為“不穩(wěn)定區(qū)域”。如果工作點定位在沿著位于區(qū)域206和208內的傳輸函數(shù)的部分216、218上，則電路的輸出會顯示通常隨時間變化但卻是非振蕩的行為。由此，區(qū)域206和208被稱為“穩(wěn)定區(qū)域”。
參考圖2和圖3，示出改變電路工作點的一般配置。該圖示出具有由終端303和305定義的輸入的電路302。電感元件304被耦合到終端305。函數(shù)生成器310被耦合在電感元件304的另一端和電路302的終端303之間，從而完成該電路。按照本發(fā)明，電路302的傳輸函數(shù)是N型的。此外根據(jù)本發(fā)明，電路302的特性在于其工作點可以根據(jù)函數(shù)生成器310的輸出Vs的級別移入或移出不穩(wěn)定區(qū)域204。該行動在電路302的輸出Vout處控制振蕩行為的開始和這種振蕩行為的停止。把工作點強加在位于不穩(wěn)定區(qū)域204內的傳輸函數(shù)的部分上會導致振蕩行為。把工作點強加在位于穩(wěn)定區(qū)域206、208之一中的傳輸函數(shù)上會導致非振蕩行為。
顯示N型傳輸函數(shù)的電路的一個例子是一種運算放大器，它用運算放大器輸出和其非反相輸入之間的反饋電阻器來配置。圖4示出這樣的電路400。運算放大器402包含正反饋通路，其中運算放大器的輸出Vout通過阻值為Rf的反饋電阻器408反饋到其非反相輸入。運算放大器402的部分輸出電壓被提供給其反相輸入。圖4示出包含阻值分別為R1和R2的電阻器404和406的分壓電路，從而把運算放大器的部分輸出回供給其反相輸入。電路的結束是串聯(lián)的電感器410和函數(shù)生成器310，它們被耦合在運算放大器402的非反相輸入和地之間?？梢允褂矛F(xiàn)有的典型運算放大器，譬如通?？捎玫腖M-358運算放大器。
圖5示出具有N型傳輸函數(shù)的電路的另一個例子。這里，電路500包括通過電感元件410被耦合到函數(shù)生成器310的一個隧道二極管502。通過電阻器504獲得輸出Vout，該電阻器504被耦合在二極管502的另一端和地之間。
上述電路可以通過下面概括的一對描述雙變量Van der Pol(VdP)振蕩器的結合方程式來表示L=dydt=f(t)-x.......(1)]]>ϵdxdt=y-Ψ(x).........(2)]]>其中x和y是VdP振蕩器的狀態(tài)變量，L和ε是時變的強迫函數(shù)，它是可控的并且能用來移動VdP振蕩器的工作點，以及ψ(x)是變量x的三次函數(shù)。ψ(x)是建立可控VdP振蕩器的關鍵。
方程式(1)和(2)涉及圖4中的電路，通過分別用V和i替換變量x和y來表示普遍用于電路設計中的物理變量。因此，L=didt=Vs-V.........(3)]]>limC→0CdVdt=i-Ψ(V)........(4)]]>方程式(4)中的參數(shù)C表示電壓Vs上的一個小寄生電容器420，在圖4中用虛線示出。Vs是作為強迫函數(shù)的函數(shù)生成器310的隨時間變化的電壓源。通過設置dVdt=0]]>和didt=0,]]>可以獲得電路400的工作點。方程式(3)和(4)分別變?yōu)閂＝Vs和i＝ψ(V)。i＝ψ(V)是帶有Rf、R1和R2組合的運算放大器的傳輸函數(shù)。因此，再參考圖2可見，傳輸函數(shù)曲線202由i＝ψ(V)定義。
V＝Vs線與i＝ψ(V)曲線的交點即定義了電路的工作點210。i＝ψ(V)定義的傳輸函數(shù)202進一步顯示，216、218部分具有正的斜率(di/dV＞0)而214部分具有負的斜率(di/dV＜0)。當運算放大器402(圖4)達到飽和時，操作點210位于沿兩個斜率為正的部分216、218之一。當運算放大器402線性地工作時，工作點位于沿斜率為負的部分。當工作點位于斜率為負的部分214上時，將會在電路400的輸出端Vout觀察到振蕩行為。因此，可以說斜率為負的部分像工作點210一樣處于不穩(wěn)定區(qū)域204。當工作點210’、210”在斜率為正的部分上時，可以觀察到非振蕩的輸出。因此，可以說斜率為正的部分位于穩(wěn)定區(qū)域206、208。
通過改變被應用于電路400的輸入的函數(shù)生成器310的輸出Vs可以使工作點210沿著傳輸函數(shù)移動。特別是，當函數(shù)生成器提供一個啟用信號時，工作點可以移入不穩(wěn)定區(qū)域204。相反地，通過應用一個禁止信號，可以使工作點移出不穩(wěn)定區(qū)域而進入穩(wěn)定區(qū)域206、208之一。電路400產生的行為即為門控振蕩器的行為。
圖6示出本發(fā)明的門控振蕩器的又一個實施例。如在上述附圖內，函數(shù)生成器310提供一個可變的電壓信號Vs。該信號通過電感器410，進入第一反相器602。反相器602的輸出被耦合到第二反相器604?？邕^電阻器608取得反相器604的輸出，以產生輸出Vout。通過電阻器606提供從反相器604的輸出到反相器602的輸入的一條反饋通路。
圖1A和1B的門控振蕩器電路104、106(同樣，振蕩電路)最好具有相同的設計。原因在于簡化這些設備的制造的實際問題。然而，每個門控振蕩器電路104、106可以有不同的設計并且仍然根據(jù)本發(fā)明起作用，這在本發(fā)明的范圍之內。
現(xiàn)在參考圖7，示出說明上述行為的示波器描跡。描跡1是被應用于電路400的輸入的函數(shù)生成器310的輸出Vs。描跡的第一部分構成“啟用”信號。接著的第二部分構成“禁用”信號。函數(shù)生成器的輸出最好是一個數(shù)字波形。例如，典型的數(shù)字波形是圖7所示的方波。值得注意的是，數(shù)字波形一般不會沿時間軸對稱，因為“開”時間和“關”時間將取決于門控振蕩器的特定應用的性質。
描跡2是電路400的輸出電壓Vout。可以看見，當接收到一個啟用信號時電路開始振蕩。振蕩在啟用信號持續(xù)期間內繼續(xù)。還可以看見，第一個周期的第一時間段T1與每個其余周期T2的持續(xù)時間相同。通過改變電路參數(shù)Rf、R1和R2或運算放大器的直流偏壓VCC可以改變脈沖寬度。當接收到禁用信號時，電路同時停止振蕩。
另外還可以觀察到，工作點沿不穩(wěn)定區(qū)域內的傳輸曲線的位置也會影響電路400的輸出的振蕩時期?？梢酝ㄟ^調節(jié)強迫函數(shù)的水平來確定不穩(wěn)定區(qū)域(以及就此而言的穩(wěn)定區(qū)域)內的工作點的位置。由此可以看見，通過應用不同電平的啟用信號，可以從電路400達到不同的振蕩時期。因此，通過使用能控制啟用信號電平的函數(shù)生成器，可以制造根據(jù)本發(fā)明的門控振蕩器以產生不同的脈沖寬度。
由于本發(fā)明中的強迫函數(shù)是一個時鐘脈沖輸入(10，圖1A)，因此，強迫函數(shù)的級別將會是“低”信號電平或“高”信號電平；“低”信號電平不會改變，“高”信號電平不會改變。每個門控振蕩器的振蕩時期(及由此的倍頻因數(shù))將通過調節(jié)其電路參數(shù)來確定。同樣可以看見，本發(fā)明的乘法電路和技術是有利的，因為它的倍頻因數(shù)可以很容易地改變。例如，圖4的電路允許只通過調節(jié)各種電阻參數(shù)來改變時期。
然而，值得注意的是，通過適當?shù)叵魅趸蚍糯笤摃r鐘脈沖信號電平，振蕩時期將發(fā)生變化。改變振蕩時期的方法可以主要由特定的應用來指定。
現(xiàn)在參考圖8A和8B，現(xiàn)在將討論時鐘脈沖乘法技術的操作。圖8A描繪圖1B所示的每個塊的電路圖。用常規(guī)的運算放大器電路配置來實現(xiàn)反相器812和組合電路808。組合電路808用一個模擬加法電路表示。門控振蕩器804、806可以用圖4-6所示電路的任意組合來實現(xiàn)。在這種情況下，兩個振蕩器均使用圖4中的電路。
圖8B中的描跡801示出來自輸入時鐘脈沖10的時鐘脈沖輸入信號802。每個時鐘脈沖周期的時期為T，并包含一個前半個時期的部分A和一個后半個時期的部分B。時鐘脈沖輸入注入門控振蕩器804。在時鐘脈沖部分A期間，當時鐘脈沖為“高”時，門控振蕩器804在其輸出820處產生一個振蕩序列。在這種情況下，調節(jié)門控振蕩器804的電路的參數(shù)，以產生三個振蕩。在時鐘脈沖部分B期間，當時鐘脈沖為“低”時，將不產生任何振蕩?？梢詮拿枸E803中看到門控振蕩器804的該輸出行為。
根據(jù)本發(fā)明，時鐘脈沖輸入信號802被注入反相器812，它的輸出被傳遞到門控振蕩器806。在時鐘脈沖部分A期間，當時鐘脈沖為“高”時，反相器輸出將為“低”，并且在門控振蕩器806的輸出830處將不會產生任何振蕩。相反地，在時鐘脈沖部分B期間，當時鐘脈沖為“低”時反相器的輸出將為“高”，并且在門控振蕩器806的輸出處會產生振蕩。與門控振蕩器804相同，調節(jié)門控振蕩器806的電路的參數(shù)，以產生三個振蕩?？梢詮拿枸E805中看到門控振蕩器806的輸出行為。
最終，通過反相的加法電路組合輸出820和輸出830，來給出描跡807所示的輸出840。為了產生非反相信號，可以在組合電路808之后添加一個反相器電路。在該例中，輸入時鐘脈沖頻率與因數(shù)6相乘。然而可以看到，通過適當調節(jié)任何一個或兩個門控振蕩器的參數(shù)，可以容易地得到不同的倍頻因數(shù)。此外，兩個門控振蕩器都產生相同的振蕩是不必要的。例如，也可以通過調節(jié)門控振蕩器804以使每半個周期產生四個振蕩，并且通過調節(jié)門控振蕩器806以便每半個周期產生兩個振蕩，來得到倍頻因數(shù)6。
這里描述的發(fā)明使用控制VdP振蕩器的工作點的非常規(guī)方法，以產生大大簡化的數(shù)字電路設計，從而提供倍頻。本發(fā)明的電路適應不同的倍頻因數(shù)，而不需要增加/除去元件?？梢酝ㄟ^調節(jié)元件(例如，門控振蕩器的Rf、R1和R2)或運算放大器的直流偏壓，或者通過更改時鐘脈沖信號的級別來應用不同級別的啟用信號，而獲得一個不同的倍頻因數(shù)。
本發(fā)明只需要一個“強迫”VdP振蕩器發(fā)生振蕩的啟用信號和一個停止振蕩的禁用信號。這些信號可以通過任何一些已知的電路設計來產生。
另一個優(yōu)點在于當電路被啟用信號啟用時，產生其自有的振蕩。結果，這考慮到數(shù)字電路應用中功耗的大大降低。在許多當今的數(shù)字應用的低功率要求已給定時，這是尤其有利的。
還有一個優(yōu)點，電路與啟用信號是固有同步的。通過調節(jié)電路參數(shù)而不改變電路配置，可以改變振蕩的占空比和頻率。電路輸出端處的門控振蕩不與啟用信號重疊，因此不需要額外的電路系統(tǒng)來分離這些信號，從而實現(xiàn)門控振蕩器電路系統(tǒng)內的簡化。
權利要求
1.輸入信號倍頻的一種方法，該輸入信號具有第一信號電平和第二信號電平以及第一頻率，其特征在于包括產生第一個中間信號，它在該輸入信號的第一個周期的前一半有m個振蕩而在該第一個周期的后一半沒有任何振蕩，包括把該輸入信號注入第一振蕩電路的一個輸入端；產生第二個中間信號，它在該輸入信號的第一個周期的前一半沒有任何振蕩而在該第一個周期的后一半有n個振蕩，包括使該輸入信號反相以產生一個反相信號，并把該反相信號注入第二振蕩電路的一個輸入端；以及組合該第一和第二個中間信號以產生一個具有第二頻率的輸出信號，該頻率是該第一頻率的倍數(shù)，每個該振蕩電路都具有一個工作點，它根據(jù)其輸入端的信號電平而改變，每個該振蕩電路還有一個傳輸函數(shù)，它的特征是具有以第一穩(wěn)定工作區(qū)域和第二穩(wěn)定工作區(qū)域為邊界的一個不穩(wěn)定的工作區(qū)域，所以使該電路在該工作點被改變而進入該不穩(wěn)定的工作區(qū)域時產生振蕩的輸出，而在該工作點被改變而進入任一個該第一和第二穩(wěn)定區(qū)域時產生非振蕩的輸出。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，m不等于n。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，m等于n。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，m+n是一個奇數(shù)。
5.按照權利要求1的方法，其特征在于當該輸入信號處于上述第一信號電平時，該第一振蕩電路的所述工作點被強迫進入該不穩(wěn)定區(qū)域以產生至少一個振蕩，當該輸入信號處于上述第二信號電平時該工作點被強迫改變而進入任一上述穩(wěn)定工作區(qū)域以終止該至少一個振蕩；以及當該反相信號處于上述第一信號電平時該第二振蕩電路的所述工作點被強迫進入該不穩(wěn)定區(qū)域以產生至少一個振蕩，當該反相信號處于上述第二信號電平時該工作點被強迫進入任一上述穩(wěn)定區(qū)域以終止該至少一個振蕩。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該組合包括把該第一和第二中間信號注入加法電路的輸入端。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該組合包括把該第一和第二中間信號注入或門的輸入端。
8.按照權利要求1的方法，其特征在于，一個該振蕩電路包含一個具有反饋的運算放大器，該振蕩電路之一有通過電感器的連續(xù)輸入，其中，該不穩(wěn)定工作區(qū)域是負阻抗區(qū)域，并且，其中，通過改變施加在該電感器上的電壓來強迫該工作點進入該不穩(wěn)定區(qū)域；以及其中，另一個上述振蕩電路包含一個帶有負阻抗的元件，該振蕩電路有通過電感器的連續(xù)輸入，其中，該不穩(wěn)定工作區(qū)域是負阻抗區(qū)域，并且，其中，通過該電感器而施加的變化電流強迫該工作點進入該不穩(wěn)定區(qū)域。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于該元件是一個隧道二極管。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個該振蕩電路包括一個具有反饋的運算放大器，至少一個該振蕩電路有通過電感器的連續(xù)輸入，其中，該不穩(wěn)定工作區(qū)域是負阻抗區(qū)域，并且其中通過施加在該電感器上的變化電壓強迫該工作點進入該不穩(wěn)定區(qū)域。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個該振蕩電路包括帶有負阻抗的元件，至少一個該振蕩電路有通過電感器的連續(xù)輸入，其中該不穩(wěn)定工作區(qū)域是負阻抗區(qū)域，并且其中，通過該電感器而施加的變化電流強迫該工作點進入該不穩(wěn)定區(qū)域。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于該元件是一個隧道二極管。
13.一種倍頻電路，其特征在于包括用來接收具有第一頻率的輸入信號的一個信號輸入終端，該輸入信號具有第一信號電平和第二信號電平；具有一個輸入端的第一振蕩電路，該輸入端被耦合，以從該信號輸入終端接收信號，并且還具有一個輸出端；具有一個輸入端的反相器電路，該輸入端被耦合，以從該信號輸入終端接收信號，并且還具有一個輸出端；具有一個輸入端的第二振蕩電路，該輸入端被耦合以從該反相器電路的所述輸出端接收反相信號，并且還具有一個輸出端；以及具有一個輸入端的組合電路，該輸入端被耦合以從該振蕩電路的所述輸出端接收信號，該組合電路還具有一個信號輸出終端，配置每個該振蕩電路以使其傳輸函數(shù)具有以第一穩(wěn)定工作區(qū)域和第二穩(wěn)定工作區(qū)域為邊界的一個不穩(wěn)定的工作區(qū)域，該傳輸函數(shù)定義一組工作點，該工作點取決于上述振蕩電路輸入端的信號電平，進一步配置每個該振蕩電路，使在該工作點被改變而進入該不穩(wěn)定區(qū)域時產生振蕩的輸出，還匹配每個該振蕩電路，使其在該工作點被改變而進入任一個該第一和第二穩(wěn)定區(qū)域時產生非振蕩的輸出。
14.按照權利要求13的電路，其特征在于，當接收到處于該第一信號電平的信號時，該第一振蕩電路的所述工作點被強迫進入該不穩(wěn)定區(qū)域以產生至少一個振蕩，當接收到處于該第二信號電平的信號時，該工作點被強迫改變而進入任一上述穩(wěn)定工作區(qū)域以終止該至少一個振蕩；以及當接收到處于該第一信號電平的信號時該第二振蕩電路的所述工作點被強迫進入該不穩(wěn)定區(qū)域以產生至少一個振蕩，當接收到處于該第二信號電平的信號時該工作點被強迫改變而進入任一上述穩(wěn)定工作區(qū)域以終止該至少一個振蕩。
15.按照權利要求13的電路，其特征在于該組合電路是一個加法電路。
16.按照權利要求13的電路，其特征在于該組合電路是一個或門。
17.按照權利要求13的電路，其特征在于，該第一和第二振蕩電路中的一個包括第一負阻抗元件，其中，該不穩(wěn)定工作區(qū)域是第一負阻抗區(qū)域，并且其中通過已接收信號的信號電平，強迫該工作點進入該不穩(wěn)定區(qū)域；以及其中，該第一和第二振蕩電路中的另一個包括第二負阻抗元件，該振蕩電路具有通過電感器的連續(xù)輸入，其中，該不穩(wěn)定工作區(qū)域是一個負阻抗區(qū)域，并且，其中，通過該電感器而施加的變化電流強迫該工作點進入該不穩(wěn)定區(qū)域。
18.按照權利要求17的電路，其特征在于該第二負阻抗元件是一個隧道二極管。
19.按照權利要求18的電路，其特征在于，每個該振蕩電路都包括一個負阻抗元件，其中，該不穩(wěn)定工作區(qū)域是一個負阻抗區(qū)域，并且，其中，通過已接收信號的信號電平，強迫該工作點進入該不穩(wěn)定區(qū)域。
20.按照權利要求18的電路，其特征在于，每個該振蕩電路都包括一個負阻抗元件，每個該振蕩電路具有通過電感器的連續(xù)輸入，其中該不穩(wěn)定工作區(qū)域是一個負阻抗區(qū)域，并且，其中，通過該電感器而施加的變化電流強迫該工作點進入該不穩(wěn)定區(qū)域。
21.按照權利要求20的電路，其特征在于該元件是一個隧道二極管。
22.一個數(shù)字系統(tǒng)，其特征在于包括第一數(shù)字電路系統(tǒng)；以及在操作上被耦合到該第一數(shù)字電路系統(tǒng)的第二數(shù)字電路系統(tǒng)，該第二數(shù)字電路系統(tǒng)包括一個數(shù)字時鐘脈沖乘法器，該數(shù)字時鐘脈沖乘法器包括用來接收具有第一頻率的時鐘脈沖信號的一個時鐘脈沖輸入終端，該時鐘脈沖信號具有第一信號電平和第二信號電平；具有一個輸入端的第一振蕩電路，該輸入端被耦合，以從該時鐘脈沖輸入終端接收信號，并且還包括一個輸出端；具有一個輸入端的反相器電路，該輸入端被耦合，以從該時鐘脈沖輸入終端接收信號，并且還具有一個輸出端；具有一個輸入端的第二振蕩電路，該輸入端被耦合，以從該反相器電路的輸出端接收反相信號，并且還具有一個輸出端；以及具有一個輸入端的組合電路，該輸入端被耦合，以從該振蕩電路的輸出端接收信號，該組合電路還具有一個時鐘脈沖輸出終端，每個該振蕩電路具有一個傳輸函數(shù)，該傳輸函數(shù)具有以第一穩(wěn)定工作區(qū)域和第二穩(wěn)定工作區(qū)域為邊界的一個不穩(wěn)定的工作區(qū)域，該傳輸函數(shù)定義每個該振蕩電路的一組工作點，每個該振蕩電路被匹配，以便在該工作點被改變而進入該不穩(wěn)定區(qū)域時產生振蕩的輸出，并且，每個該振蕩電路被進一步匹配，以便在該工作點被改變而進入任一個該第一和第二穩(wěn)定區(qū)域時產生非振蕩的輸出。
23.如權利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，當接收到處于該第一信號電平的信號時，該第一振蕩電路的所述工作點被強迫進入該不穩(wěn)定區(qū)域以產生至少一個振蕩，當接收到處于該第二信號電平的信號時，該工作點被強迫改變而進入任一上述穩(wěn)定工作區(qū)域以終止該至少一個振蕩；當接收到處于該第一信號電平的信號時，該第二振蕩電路的所述工作點被強迫進入該不穩(wěn)定區(qū)域以產生至少一個振蕩，當接收到處于該第二信號電平的信號時，該工作點被強迫改變而進入任一上述穩(wěn)定工作區(qū)域以終止該至少一個振蕩。
24.按照權利要求22的電路，其特征在于該元件是一個或門。
25.通過因數(shù)(m+n)對輸入信號倍頻的一種方法，其特征在于包括產生第一信號，它在該輸入信號的第一周期的前一半有m個振蕩而在該第一周期的后一半沒有振蕩；產生第二信號，它在該輸入信號的第一周期的前一半沒有振蕩而在該第一周期的后一半有n個振蕩；以及組合該第一和第二信號以產生第三信號，它的頻率為該輸入信號的頻率的(m+n)倍。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于m不等于n。
27.如權利要求25所述的方法，其特征在于m等于n。
28.如權利要求25所述的方法，其特征在于(m+n)是一個奇數(shù)。
全文摘要
包括用輸入信號來驅動兩個振蕩電路的一種時鐘脈沖乘法技術。其中的一個電路具有一個反相輸入。該振蕩電路的特性是傳輸函數(shù)具有以兩個穩(wěn)定區(qū)域為邊界的一個不穩(wěn)定區(qū)域。在不穩(wěn)定區(qū)域內的每個電路的工作期間所產生的振蕩被組合，以產生一個信號，其頻率是輸入頻率的倍數(shù)。
文檔編號G06F7/60GK1454410SQ00819866
公開日2003年11月5日 申請日期2000年8月4日 優(yōu)先權日2000年8月4日
發(fā)明者K·M·李, J·周 申請人:新加坡國立大學