專利名稱：可變頻率多相振蕩器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系關于電源管理，具體為用于電源管理的多相振蕩器。
背景技術：
當前，隨著其功能和應用的不斷擴展，可變頻率多相振蕩器越來越普及。 可變頻率多相振蕩器可關泛用在各種電源管理單元(PMU)中，用于生成復雜 的時鐘信號以驅動其它的元件。換言之，可變頻率多相振蕩器可提供多種相位(多 相)的信號給各種元件，例如直流/直流變換器。實際使用中，可變頻率多相振 蕩器需要提供多相信號來同步與其相連的多個元件。振蕩器通常根據內部電感、 電阻、電容或其它必要元件中的一個或者多個元件的組合來決定自身的頻率。
舉例來說，可變頻率多相振蕩器應用于PMU中時需要可調諧，也就是說其 輸出頻率是控制輸入的一個函數，控制輸入通常是指電壓。例如，壓控振蕩器電 路的輸出頻率是其輸入控制電壓的一個函數。可變頻率多相振蕩器的輸出頻率還 可受某些內部元件的固有延時的影響。
通常，便攜式電子設備非常依賴PMU來通過單一的電源(如電池)提供不 同的電壓。上述的直流/直流變換器每個通道都可能有一個不均電流，該不均電 流在相位信號每個周期的第一時間段(T0N)內增大，在相位信號每個周期的第 二時間段(TOFF)內減小甚至降到0。為了提高供電分布(supply current distribution),每個直流/直流變換的周期都應該開始于不同的時刻。這樣就需要 多相振蕩器。為了適應大范圍的應用，PMU需要能工作于不同的頻率，這就必 須使用可變頻率多相振蕩器。
要完成上述的同步操作，需要根據具體的要求采取各種方法來調整多相信 號，以獲得所需的相位關聯。因此，直流/直流變換器可移相工作，以降低噪聲、 放寬對輸入濾波的要求并避免不需要的輸入涌入電流。
生成多相信號的傳統(tǒng)方法是使用一個主時鐘，其頻率為各個同步時鐘頻率 的N倍(主時鐘頻率遠遠高于同步時鐘頻率)。傳統(tǒng)方法為了使低頻信號得到較 小的占空比需要使用頻率非常高的主時鐘。使用高頻率的振蕩器就意味著功率耗 散大，而且頻率調節(jié)困難。同時，使用高頻率的振蕩器也使相位調節(jié)變得復雜， 無法實現單個占空比設計，也使得電路設計無法比例縮放。
因此，需要有一種設備和方法能夠提供一種具有多相輸出的可變頻率多相 振蕩器，該可變頻率多相振蕩器嵌入集成電路中，其占空比控制簡單，頻率范圍 大，頻率調節(jié)配置簡單，功耗低，而且不增加集成電路的復雜性。本發(fā)明的主旨 就在于提供這種設備和方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個實施例提供了一種用于生成多相信號的可變頻率多相振蕩 器。該可變頻率多相振蕩器包括一個相關器、多個延時單元和一個或非(NOR) 電路。相關器從外部接收一個控制信號并生成一個閾值電壓。多個延時單元彼此 串聯。每個延時單元都從外部接收控制信號，從相關器接收閾值電壓并生成一個 多相信號。NOR電路從多個延時單元接收多個多相信號并生成一個輸出信號給 其中的一個延時單元。
本發(fā)明的另一實施例提供了一種用于生成多相信號的可變頻率多相振蕩 器。該可變頻率多相振蕩器包括一個控制單元、多個相關器、多個延時單元和一 個NOR電路?？刂茊卧獜耐獠拷邮找粋€輸入信號并生成多個控制信號。多個相 關器從控制單元接收多個控制信號并生成多個閾值電壓。多個延時單元彼此串 聯。每個延時單元都與一個相關器并聯，每個延時單元從控制單元接收多個控制 信號中的一個，并接收多個閾值電壓中的一個，并生成一個多相信號。NOR電 路從多個延時單元接收多相信號并生成一個輸出信號給其中的一個延時單元。
本發(fā)明的另一實施例提供了一種用于生成多相信號的方法，其步驟包括(a) 接收一個電流控制信號，(b)根據電流控制信號在每個延時單元中生成一個閾值 電壓，(c)根據電流控制信號和閾值電壓在每個延時單元中生成多相信號，(d)在 一個NOR電路中運算多相信號，(e)在NOR電路中生成一個數字信號，(f)如果 數字信號為高，重復以上(c)至(e)歩驟。
本發(fā)明的另一實施例提供了一種設備。該設備包括一個PMU和多個直流/ 直流變換器。該PMU包括一個可變頻率多相振蕩器和多個控制器。該可變頻率 多相振蕩器包括一個相關器、多個延時單元和一個NOR電路。相關器從外部接 收一個控制信號并生成一個閾值電壓。多個延時單元彼此串聯。每個延時單元都 從外部接收控制信號，從相關器接收閾值電壓并生成一個多相信號。NOR電路 從多個延時單元接收多個多相信號并生成一個輸出信號給其中的一個延時單元。
每個控制器都接收一個控制信號。每個直流/直流變換器都由一個控制器控制。
本發(fā)明的另一實施例提供了一種無線通訊設備，該無線通訊設備可通過一 個無線通訊網絡與基站通訊。該無線通訊設備包括一個控制器、 一個無線電收發(fā) 器、 一個用戶界面、 一個存儲單元和一個電源單元。無線電收發(fā)器由控制器來控 制，通過天線與基站通訊。用戶界面可從用戶接收音頻和視頻數據并將音頻視頻 數據顯示給用戶。存儲單元可存儲音頻和視頻數據。電源單元給控制器、無線電 收發(fā)器、用戶界面和存儲單元供電。電源單元包括一個可變頻率多相振蕩器。該 可變頻率多相振蕩器包括一個相關器、多個延時單元和一個NOR電路。相關器 從外部接收一個控制信號并生成一個閾值電壓。多個延時單元彼此串聯。每個延 時單元都從外部接收控制信號，從相關器接收閾值電壓并生成一個多相信號。
NOR電路從多個延時單元接收多個多相信號并生成一個輸出信號給其中的一個 延時單元。


后文典型實施例的具體實施方式
結合以下附圖進行，將使得本發(fā)明的優(yōu)點 顯而易見。
圖1為本發(fā)明提供的一種恒定占空比的可變頻率多相振蕩器的塊圖。
圖2為本發(fā)明提供的一種可變占空比的可變頻率多相振蕩器的塊圖。
圖3為圖1和圖2中可變頻率多相振蕩器的電流一閾值相關器的示意圖。
圖4為圖1和圖2中的振蕩器的一個延時單元的示意圖。
圖5為圖1中可變頻率多相振蕩器的一個相位波形。
圖6為圖2中可變頻率多相振蕩器的一個相位波形。圖7為一種包括可變頻率多相振蕩器的應用系統(tǒng)的塊圖。 圖8為電源單元配備了可變頻率多相振蕩器的一種移動電話的塊圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種可變頻率多相振蕩器，其多相位輸出的相位互相關聯。 圖1所示為一種恒定占空比的可變頻率多相振蕩器100。該可變頻率多相振蕩器 IOO為一種可變頻率振蕩器。在此實施例中，可變頻率多相振蕩器100主要包括 一個電流一閾值相關器110，多個延時單元120、 122、 124、 126和128，以及 NOR電路130。由于圖1所示實施例僅用于說明本發(fā)明，為了簡便起見略去了 可變頻率多相振蕩器100中通常使用的一些子元件和/或外圍元件。另外，根據 具體應用的不同，可使用任意數量的延時單元(不少于2個)。
可變頻率多相振蕩器100包括一個輸入端口 140和多個輸出端口 150、 152、 154、 156和158。輸入端口 140可從一個外部組件(圖1中未示出)接收一個輸 入信號，例如模擬信號。該模擬信號可以是電流信號、電壓信號或者二者的組合。 該模擬信號的頻率遠低于可變頻率多相振蕩器100的頻率。模擬信號提供給電流 一閾值相關器110和多個延時單元120、 122、 124、 126和128以控制可變頻率 多相振蕩器100的振蕩頻率?？勺冾l率多相振蕩器100的振蕩頻率也由上述延時 單元的個數決定。
電流一閾值相關器110可接收上述模擬信號并生成一個閾值電壓。該閾值 電壓再傳輸給多個延時單元120、 122、 124、 126和128。延時單元120、 122、 124、 126和128由模擬信號和閾值電壓控制生成多相信號。
延時單元120有一個電流控制端、 一個閾值控制端、 一個輸入端和一個輸 出端。延時單元120、 122、 124、 126和128為電流控制的延時單元，形成一個 環(huán)振結構。延時單元120的輸出端連接到延時單元122的輸入端。與之類似，延 時單元122的輸出端連接到延時單元124的輸入端。延時單元124的輸出端連接 到延時單元126的輸入端。延時單元126的輸出端連接到延時單元128的輸入端。 這樣，多個延時單元120、 122、 124、 126和128實現級聯。
延時單元120的電流控制端接收到上述的模擬信號，閾值控制端接收到上 述的閾值電壓。同時，延時單元120的輸入端還接收到NOR電路130的一個輸 出信號。延時單元120由模擬信號和閾值電壓控制并在輸出端150生成一個相位 信號(亦即時鐘信號)。而且，如果模擬信號和域電流一閾值相關器110和延時 單元120的內部參數發(fā)生變化，該相位信號的占空比也會發(fā)生變化。通過調節(jié)模 擬信號，電流一閾值相關器110和/或延時單元120、 122、 124、 126和128的內 部參數也可改變可變頻率多相振蕩器100的振蕩頻率。實際工作中，當輸出端 150的相位信號(時鐘信號)為低時，輸出端152的相位信號就會為高，如此交 替直至延時單元128，以下將詳細說明。
在此實施例中，來自輸入端口 140的模擬信號可以為電流信號，用于控制 可變頻率多相振蕩器100生成的多相信號的頻率和占空比。該電流也可用于給延 時單元120中的一個電容充電。該電容充電所需的時間即定義為延時單元120 的延時。延時單元120內部有一個比較器，可比較其輸入信號。進行比較將使得 比較器具有一個固有延時。為了補償比較器的固有延時并使得電流和延時單元 120的延時之間保持所需的關系，電流一閾值相關器110生成的閾值電壓可自動 調節(jié)，后文將詳細說明。
圖1中，延時單元122、 124、 126和128的配置與延時單元120相同，因 此其功能等相似點在此不再贅述。
在此實施例中，NOR電路130為一個或非門?；蚍情T130可從延時單元120、 122、 124、 126和128接收多個相位信號，亦即多相信號。這些多相信號由NOR 門進行或非運算。由上述延時單元提供的相位信號(時鐘信號)繼而被一個一個 激活。所有相位信號的計時(timing)都降為O時再開始一個新的周期。
圖2為本發(fā)明提供的另一種可變占空比的可變頻率多相振蕩器200?？勺冾l 率多相振蕩器200主要包括一個控制單元210、多個電流一閾值相關器110、 112、 114、 116和118，多個延時單元120、 122、 124、 126和128以及一個NOR電路 130。由于電流一閾值相關器IIO、 112、 114、 116和118的配置與圖1中的電流 一閾值相關器110的配置相同，其類似功能在此不再贅述。同樣，簡便起見，可 變頻率多相振蕩器200的類似配置和功能也略去，在此僅詳細描述其與可變頻率 多相振蕩器100的不同之處。
控制單元210從外部組件(圖2中未示出)接收一個信號，例如模擬信號。 該模擬信號可以為電流信號、電壓信號或者二者的組合?？刂茊卧?10可將該模 擬信號轉換成多個控制信號，多個控制信號再傳輸給多個電流一閾值相關器110、112、 114、 116和118以及多個延時單元120、 122、 124、 126和128。在此實施 例中，控制單元210可以是能夠實現信號轉換的任何拓撲結構。控制單元210 可使用不同的元件以多種配置來實現，在此不作詳述。在此實施例中，控制單元 210將模擬信號轉換成一個電流信號。本領域技術人員將理解，也可使用電壓信 號或者電壓電流組合信號來控制電流一閾值相關器及其相連的延時單元。在此情 況下，可變頻率多相振蕩器200中將采用某些特定的電路拓撲，簡便起見略去不 表。
多個控制信號的頻率遠低于可變頻率多相振蕩器200的頻率。上述模擬信 號用于控制可變頻率多相振蕩器200的振蕩頻率。另外，可變頻率多相振蕩器 200的振蕩頻率也由延時單元的總數決定。
如圖2所示，每個延時單元都連接到一個電流一閾值相關器。例如，延時 單元120與電流一閾值相關器110相連。與之類似，延時單元128與電流一閾值 相關器118相連。如上己述，電流一闞值相關器110內部參數的差異會影響延時 單元120生成的相位信號的占空比。延時單元120接收的控制信號也可控制輸出 端150的相位信號的占空比。因此，每個相位信號的占空比都由控制信號和相應 的延時單元接收到的閾值電壓控制。因此，上述多個電流一閾值相關器的配置使 得變頻率多相振蕩器200可生成不同占空比的多相信號，而每個相位信號的占空 比則是保持恒定的。各個多相信號的占空比的差異取決于閾值電壓和控制信號的 調節(jié)，以下將給出十分詳細的說明?？勺冾l率多相振蕩器200的振蕩頻率也可通 過調節(jié)模擬信號、電流一閾值相關器110的內部參數和/或延時單元120、 122、 124、 126和128的內部參數來改變。在某個具體條件下，變頻率多相振蕩器200 的振蕩頻率可以為恒定。
圖3所示為圖1和圖2中的振蕩器的一個電流一閾值相關器300的示意圖。 在此實施例中，電流一閾值相關器300包括一個電流生成器310、一個電流鏡320 和一個電阻330。電流一閾值相關器300有一個電流控制端口 301和一個閾值控 制端口 302。電流控制端口301是電流一閾值相關器300的輸入端口，閾值控制 端口 302是其輸出端口。在可變頻率多相振蕩器100中，電流控制端口 301從外 部組件(圖1中未示出)接收模擬信號。在圖2所示的可變頻率多相振蕩器200 中，電流控制端口 301從控制單元210接收多個控制信號中的一個，該控制信號
也是模擬信號。
在此實施例千，電流生成器310可以是一個P溝道MOS晶體管(PMOS) 晶體管。PMOS310接收上述的模擬信號、將其轉換為電流并將電流發(fā)送給電流 鏡320。電流鏡320由NMOS晶體管322和324組成。電流鏡320生成一個流 經電阻330的鏡像電流4/w。電阻330還接收到一個參考電壓^w，該參考電壓 由一個內部組件生成(圖3中未示出)。電流一閾值相關器300將在其閾值端口 302輸出一個閾值電壓J^朋，其大小由以下等式(1)得來
&朋=「, 一/w/y *^ (1)
其中^w 為閾值控制端口 302的閾值電壓，r虹f為參考電壓，/;w/ 為電流 鏡320生成的鏡像電流，i 為電阻330的阻值。
上述閾值電壓取決于模擬信號和電流生成器310、電流鏡320和電阻330 的內部參數。隨著模擬信號的變化和電流一閾值相關器300內部包含的組件的參 數變化，閾值電壓也會發(fā)生變化。換言之，通過調整模擬信號和電流一閾值相關 器300內部包含的組件的參數等方法可調整閾值電壓，以滿足多相信號的各種要 求。
圖4為圖1和圖2中的振蕩器的一個延時單元400的示意圖。延時單元400 包括一個電流源410、 一個比較器420、 一個充電和放電電路430以及一個RS 觸發(fā)器440。延時單元400有一個電流控制端口 401、 一個閾值控制端口 402、 一個輸入端口 403以及一個輸出端口 404。在可變頻率多相振蕩器100中，電流 控制端口401可從外部組件接收模擬信號，在可變頻率多相振蕩器200中，電流 控制端口 401可從控制單元210接收多個控制信號中的一個，該控制信號也是模 擬信號。
在此實施例中，電流源410可以是一個PMOS晶體管。與PMOS晶體管310 類似，圖4所示的PMOS晶體管410接收模擬信號并將其轉換為一個電流。
充電和放電電路430由一個PMOS晶體管432和一個NMOS晶體管434組 成。PMOS晶體管432與NMOS晶體管434并聯。PMOS晶體管432作為電容 工作，其充電時間即定義為延時單元400的延時。NMOS晶體管434作為控制 開關工作。當NMOS晶體管434 (開關434)斷開時，來自PMOS晶體管410 的電流在一段時間內給PMOS晶體管432 (電容432)充電。當NMOS晶體管
434 (開關434)閉合時，PMOS晶體管432放電。這樣，充電和放電電路430 就可生成一個鋸齒波信號。
比較器420有一個非反相輸入端和一個反相輸入端。比較器420的非反相 輸入端連接到PMOS晶體管410的漏極和PMOS晶體管432的柵極。比較器420 的非反相輸入端接收上述的鋸齒波，而反相輸入端在閾值控制端口 402接收一個 閾值電壓，該閾值電壓來自一個電流一閾值相關器，如電流一閾值相關器300。
比較器420比較鋸齒波和閾值電壓后可生成一個數字信號。當鋸齒波大于 閾值電壓時，比較器420生成邏輯1。相反，當鋸齒波小于閾值電壓時，比較器 420生成邏輯0。
RS觸發(fā)器440由與非門(NAND) 442、 444和446組成。RS觸發(fā)器440 從比較器420接收數字信號，在輸入端口 403接收一個輸入信號并在輸出端口 404生成一個相位信號。RS觸發(fā)器440還生成一個控制信號用于控制NMOS晶 體管434。當NMOS晶體管434的柵極由邏輯0控制時，也就是當NAND門446 輸出邏輯0時，NMOS晶體管434斷開。在此情況下，PMOS晶體管432由來 自PMOS晶體管410的電流充電。當PMOS晶體管充電到兩端電壓大于閾值電 壓時，比較器420將生成邏輯1。此時輸入端口 403的輸入為邏輯O， NAND門 442生成邏輯1 ， NAND門444生成邏輯1 。
與之相反，當NAND門446輸出邏輯1時，NMOS晶體管434閉合，于是 PMOS晶體管432放電到兩端電壓為0。當鋸齒波信號小于閾值電壓時，比較器 420將生成邏輯0。 RS觸發(fā)器440接收到邏輯0將在輸出端口 404生成邏輯0。
比較器420的內部配置會產生一個固有延時。為了補償比較器420的固有 延時，閾值控制端口 402的閾值電壓可作相應調節(jié)，以使得電流和延時之間保持 所需的關系。闞值電壓的調節(jié)是通過改變電流控制端口 401的模擬信號和圖3 所示的電流一閾值相關器300的內部組件的參數來實現的。使用該補償技術后， 多相信號將獲得所需的相關聯的相位。
如上已述，用于給電容432充電的電流(充電電流)和比較器420的閾值 電壓取決于上述的模擬信號。這樣，該模擬信號的頻率可影響充電電流和比較器 420的閾值電壓。換言之，模擬信號的頻率可改變充電電流和閾值電壓。這樣， 比較器420的非反相輸入端就可獲得具有一定的恒定振幅的鋸齒波信號。
圖5為圖1所示的可變頻率多相振蕩器100的相位波形圖500。相位波形 50G描述了延時單元120、 122、 124、 126和128的輸出端的相位信號的波形。 曲線510、 512、 514、 516和518分別為輸出端150、 152、 154、 156和158的相
位信號。相位信號為高持續(xù)的時間是一個時間曲線。上述所有的延時單元的相位 信號都具有相同的時間曲線，所有延時單元的相移脈沖有著相同的可變頻率和固
定的占空比。當相位信號510為低時，相位信號512將變?yōu)楦?，如此直至相位?號518。所有的相位信號都降為0時再開始一個新的周期。
圖6為圖2所示的可變頻率多相振蕩器200的相位波形圖600。相位波形圖 600描述了延時單元120、 122、 124、 126和128的輸出端的相位信號。曲線610、 612、 614、 616和618分別為輸出端150、 152、 154、 156和158的相位信號。 上述所有的延時單元的相移脈沖各自都有固定的占空比，其時間曲線不均勻。根 據可變頻率多相振蕩器200的內部組件參數的不同，各個相位信號的頻率可以變 化也可以恒定。當相位信號610的計時終止時，相位信號612的計時開始，如此 直至相位信號618。當所有的相位信號降為0時再開始一個新的周期。
圖7所示為一種應用系統(tǒng)700。該應用系統(tǒng)700包括一個PMU 710、 一個 電阻718以及多個直流/直流變換器740、 742、 744和746。 PMU 710可驅動不 同類型的直流/直流變換器，例如降壓變換器、升壓變換器和降壓一升壓變換器。
PMU 710包括一個參考電壓生成器712、 一個比較器714、 一個PMOS晶 體管716、 一個可變頻率多相振蕩器720和多個控制器730、 732、 734和736。 參考電壓生成器712用于生成一個參考電壓。比較器714、 PMOS晶體管716和 電阻718可將參考電壓轉換成一個電流?？勺冾l率多相振蕩器720由來自PMOS 晶體管716的電流控制并生成多個多相信號(時鐘信號)給控制器730、 732、 734和736。每個控制器接收一個時鐘信號并控制一個直流/直流變換器。這樣， 上述時鐘信號就可用于驅動和同步多個直流/直流變換器。在此實施例中，控制 器740和742為降壓變換器，控制器744為降壓一升壓變換器，控制器746為升 壓變換器。多個直流/直流變換器可提供所需的直流輸出信號來驅動外部組件。 本領域技術人員將理解，圖7所示的直流/直流變換器的類型僅用于說明，其它 類型的直流/直流變換器一樣可用?？勺冾l率多相振蕩器720可使用上文已述的 配置來實現，在此不再復述。
圖8所示為移動電話800,其電源單元配備了可變頻率多相振蕩器。移動電 話800主要包括收發(fā)器810、控制器820、用戶界面830、存儲單元840和電源 單元850。收發(fā)器810可通過無線通訊與基站聯絡，例如通過天線從無線網絡收 /發(fā)音頻和視頻數據。由控制器820控制，無線信號的數據可存儲于存儲單元840 中。用戶界面830控制揚聲器、麥克風和顯示單元，使得用戶可接收和發(fā)送音頻 和視頻數據。電源單元850負責給移動電話800供電，電源單元850包括一個可 變頻率多相振蕩器860。可變頻率多相振蕩器860可用上文已述的技術和配置來 實現。可變頻率多相振蕩器860可根據移動電話800的要求來生成所需的相位信 號。圖8所示的架構同樣也可用于其它的無線通訊設備，比如配備無線通訊組件 的個人數據助理(PDA)。
實際工作中，可變頻率多相振蕩器100可接收模擬信號并在一個較大的頻 率范圍內生成多相信號(相位相關的時鐘信號)以同步外部的直流/直流變換器。 要調整多相信號的占空比和可變頻率多相振蕩器100的振蕩頻率，許多關鍵參數 如模擬信號提供的電流/電壓和可變頻率多相振蕩器100內部必需組件的參數都 很重要。換言之，上述參數的任何變動都可能影響可變頻率多相振蕩器100的功 能?？勺冾l率多相振蕩器100內部組件可包括電流一閾值相關器110、延時單元 120、 122、 124、 126和128以及NOR電路130。
作為備選方法，可變頻率多相振蕩器200也可由控制單元210、多個電流一 閾值相關器IIO、 112、 114、 116和118、多個延時單元120、 122、 124、 126和 128以及NOR電路130組成。因此，上述的多個關鍵參數也可包括控制單元210 根據模擬信號生成的控制信號以及上述的電流一閾值相關器和延時單元的參數。
實施例300僅用于例證電流一閾值相關器的功能。電流一閾值相關器可生 成閾值電壓。閾值電壓的調節(jié)是通過調節(jié)模擬信號、PMOS晶體管310、電流鏡 320和電阻330的參數以及參考電壓來實現的。
實施例400僅用于舉例說明延時單元。延時單元400中PMOS晶體管410 將模擬信號或多個控制信號中的一個轉換成充電電流，當開關434斷開時該充電 電流用于給電容432充電。當開關434閉合時電容432放電。電容432的充電和 放電可生成一個鋸齒波并發(fā)送給比較器420。比較器420將鋸齒波與參考電壓相 比并生成一個數字信號給RS觸發(fā)器440。 RS觸發(fā)器440由上述數字信號和輸入
端口 403的輸入信號控制并生成相位信號。
可變頻率多相振蕩器100中，電流一閾值相關器110可生成閾值電壓用于 同歩控制延時單元120、 122、 124、 126和128。這樣，多相信號的占空比相等。 然而在可變頻率多相振蕩器200中每個延時單元都是由多個控制信號中的一個 和相連的電流一閾值相關器來控制。因而，當各個控制信號不一樣時可變頻率多 相振蕩器200生成的相位信號的占空比可以不同。
在此公開的僅為本發(fā)明之常用實施例，在此僅用于說明而非限制。本領域 技術人員顯然可以理解，在實質上不背離后附權利要求書所界定的本發(fā)明的范圍 和發(fā)明精神的前提下可以有眾多其它實施例。另外，說明書中提及和權利要求書 中要求的本發(fā)明的要素可能為單數，在未明確指出限于單數的情況下其復數同樣 屬于本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種用于生成多相信號的可變頻率多相振蕩器，其特征在于，包括一個相關器，用于從外部接收一個控制信號并生成一個閾值電壓；多個延時單元，延時單元彼此串聯，每個延時單元都從外部接收控制信號、從相關器接收上述閾值電壓并生成一個多相信號；一個或非(NOR)電路，用于從多個延時單元接收多個多相信號并生成一個輸出信號給其中的一個延時單元。
2.根據權利要求1所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，所述的相關 器還包括一個電流供給，該電流供給提供一個電源電流；一個電流鏡，該電流鏡從上述電流供給接收上述電源電流并生成一個鏡像電流；一個連接到電流鏡的電阻，該電阻接收一個參考電壓和上述的鏡像電流并 生成所述的閾值電壓。
3.根據權利要求1所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，所述的每個 延時單元都包括一個電流供給，該電流供給提供一個充電電流； 一個連接到電流供給的電容；一個連接到電流供給和電容的比較器，該比較器生成一個數字信號； 一個與電容并聯的開關；一個邏輯單元，該邏輯單元有一個第一輸入端、 一個第二輸入端、 一個第 一輸出端和一個第二輸出端，第一輸入端從電容接收上述的數字信號，第二輸入 端作為延時單元的輸入端工作，第一輸出端提供多個多相信號中的一個，第二輸出端給開關提供一個控制信號。
4.根據權利要求3所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，當所述的來 自第二輸出端的邏輯單元的控制信號為低時斷開所述的開關，來自電流供給的充 電電流給電容充電。
5. 根據權利要求3所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，當所述的來 自第二輸出端的邏輯單元的控制信號為高時閉合所述的開關。
6. 根據權利要求3所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，所述的邏輯 單元為RS觸發(fā)器。
7. —種用于生成多相信號的可變頻率多相振蕩器，其特征在于，包括 一個控制單元，用于從外部接收一個輸入信號并生成多個控制信號； 多個相關器，用于從上述控制單元接收多個控制信號并生成多個閾值電壓； 多個彼此串聯的延時單元，每個延時單元都與一個相關器并聯，用于從控制單元接收多個控制信號中的一個并接收多個閾值電壓中的一個，并生成多個多 相信號中的一個；一個NOR電路，用于從多個延時單元接收多相信號并生成一個輸出信號給 其中的一個延時單元。
8. 根據權利要求7所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，每個相關器 都包括一個電流供給，該電流供給提供一個電源電流；一個電流鏡，該電流鏡從上述電流供給接收上述電源電流并生成一個鏡像電流；一個連接到電流鏡的電阻，該電阻接收一個參考電壓和上述的鏡像電流并 生成所述的閾值電壓。
9. 根據權利要求7所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，每個延時單 元都包括一個電流供給，該電流供給提供一個充電電流； 一個連接到電流供給的電容；一個連接到電流供給和電容的比較器，該比較器生成一個數字信號； 一個與電容并聯的丌關；一個邏輯單元，該邏輯單元有一個第一輸入端、 一個第二輸入端、 一個第 一輸出端和一個第二輸出端，第一輸入端從電容接收上述的數字信號，第二輸入 端作為延時單元的輸入端工作，第一輸出端提供多個多相信號中的一個，第二輸 出端給開關提供一個控制信號。
10. 根據權利要求9所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，當所述的 來自第二輸出端的邏輯單元的控制信號為低時斷開所述的開關，來自電流供給的 充電電流給電容充電。
11. 根據權利要求9所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，當所述的 來自第二輸出端的邏輯單元的控制信號為高時閉合所述的開關。
12. 根據權利要求9所述之可變頻率多相振蕩器，其特征在于，所述的邏 輯單元為RS觸發(fā)器。
13. —種用于生成多相信號的方法，其特征在于，其步驟包括(a) 接收一個電流控制信號；(b) 根據電流控制信號在每個延時單元中生成一個閾值電壓； (C)根據電流控制信號和閾值電壓在每個延時單元中生成多相信號；(d) 在一個NOR電路中運算多相信號；(e) 在NOR電路中生成一個數字信號；(f) 如果數字信號為高，重復以上(c)至(e)步驟。
14. 根據權利要求13所述之方法，其特征在于，所述步驟(b)包括 根據來自外部的電流控制信號生成一個電源電流； 根據電源電流在電流鏡中生成一個鏡像電流； 從外部組件接收一個參考電壓； 根據參考電壓和鏡像電流生成一個閾值電壓。
15. 根據權利要求I3所述之方法，其特征在于，所述歩驟(c)包括-在一個電容中生成一個電壓信號；將該電壓信號與所述閾值電壓相比較；根據上述電壓信號與閾值電壓比較的結果生成一個數字信號； 在一個RS觸發(fā)器中獲取上述數字信號和一個輸入信號； 由上述數字信號和輸入信號控制生成一個開關控制信號和多個多相信號中 的一個。
16. 根據權利要求15所述之方法，其特征在于，所述的生成電壓信號的歩 驟包括根據所述的電流控制信號生成一個充電電流； 當開關控制信號為低時斷開開關；開關斷開時充電電流給電容充電并更新電容兩端的電壓信號； 當開關控制信號為高時閉合開關； 當開關閉合時電容放電并更新電容兩端的電壓信號。
17. 根據權利要求13所述之方法，其特征在于，所述歩驟(e)包括 當多個多相信號中的一個為高時生成邏輯O; 當所有的多相信號都為低時生成邏輯1。
18. —種設備，其特征在于，包括 一個電源管理單元(PMU)，該PMU包括一個用于提供多相信號的可變頻率多相振蕩器，該可變頻率多相振蕩器包括一個相關器，用于從外部接收一個控制信號；多個延時單元，延時單元彼此串聯，每個延時單元都從外部接收控 制信號、從相關器接收上述閾值電壓并生成一個多相信號；一個NOR電路，用于從多個延時單元接收多個多相信號并生成一個 輸出信號給其中的一個延時單元。多個控制器，每個控制器都接收一個多相信號； 多個直流/直流變換器，每個直流/直流變換器都由一個控制器控制。
19. 根據權利要求18所述之設備，其特征在于，所述的相關器還包括 一個電流供給，該電流供給提供一個電源電流；一個電流鏡，該電流鏡從上述電流供給接收上述電源電流并生成一個鏡像電流；一個連接到電流鏡的電阻，該電阻接收一個參考電壓和上述的鏡像電流并 生成所述的閾值電壓。
20. 根據權利要求18所述之設備，其特征在于，所述的每個延時單元都包括一個電流供給，該電流供給提供一個充電電流； 一個連接到電流供給的電容；一個連接到電流供給和電容的比較器，該比較器生成一個數字信號； 一個與電容并聯的丌關；一個邏輯單元，該邏輯單元有一個第一輸入端、 一個第二輸入端、 一個第 一輸出端和一個第二輸出端，第一輸入端從電容接收上述的數字信號，第二輸入 端作為延時單元的輸入端工作，第一輸出端提供多個多相信號中的一個，第二輸 出端給開關提供一個控制信號。
21. 根據權利要求20所述之設備，其特征在于，當所述的來自第二輸出端 的邏輯單元的控制信號為低時斷開所述的開關，來自電流供給的充電電流給電容 充電。
22. 根據權利要求20所述之設備，其特征在于，當所述的來自第二輸出端 的邏輯單元的控制信號為高時閉合所述的開關。
23. 根據權利要求20所述之設備，其特征在于，所述的邏輯單元為RS觸 發(fā)器。
24. —種可通過無線通訊網絡與基站聯絡的無線通訊設備，其特征在于，包括一個控制器；一個收發(fā)器，由上述控制器控制通過天線與基站通訊；一個用戶界面，可從用戶接收音頻和視頻數據并將音頻和視頻數據顯示給用戶；一個存儲單元，可存儲上述音頻和視頻數據；一個電源單元，用于給控制器、收發(fā)器、用戶界面和存儲單元供電，該電源單元包括一個可變頻率多相振蕩器，該可變頻率多相振蕩器包括 一個相關器，用于從外部接收一個控制信號并生成一個閾值電壓；多個延時單元，延時單元彼此串聯，每個延時單元都從外部接收控制信號、從相關器接收上述閾值電壓并生成一個多相信號；一個或非(NOR)電路，用于從多個延時單元接收多個多相信號并生成一 個輸出信號給其中的一個延時單元。
25. 根據權利要求24所述之無線通訊設備，其特征在于，所述的相關器包括一個電流供給，該電流供給提供一個電源電流；一個電流鏡，該電流鏡從上述電流供給接收上述電源電流并生成一個鏡像電流；一個連接到電流鏡的電阻，該電阻接收一個參考電壓和上述的鏡像電流并 生成所述的閾值電壓。
26. 根據權利要求24所述之無線通訊設備，其特征在于，所述的每個延時 單元都包括一個電流供給，該電流供給提供一個充電電流； 一個連接到電流供給的電容；一個連接到電流供給和電容的比較器，該比較器生成一個數字信號； 一個與電容并聯的開關；一個邏輯單元，該邏輯單元有一個第一輸入端、 一個第二輸入端、 一個第 一輸出端和一個第二輸出端，第一輸入端從電容接收上述的數字信號，第二輸入 端作為延時單元的輸入端工作，第一輸出端提供多個多相信號中的一個，第二輸出端給開關提供一個控制信號。
27. 根據權利要求26所述之無線通訊設備，其特征在于，當所述的來自第 二輸出端的邏輯單元的控制信號為低時斷開所述的開關，來自電流供給的充電電 流給電容充電。
28. 根據權利要求26所述之無線通訊設備，其特征在于，當所述的來自第 二輸出端的邏輯單元的控制信號為高時閉合所述的開關。
29. 根據權利要求26所述之無線通訊設備，其特征在于，所述的邏輯單元 為RS觸發(fā)器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于提供多相信號的可變頻率多相振蕩器。該可變頻率多相振蕩器包括一個相關器、多個延時單元和一個或非(NOR)電路。每個延時單元包括一個電流供給、一個電容、一個比較器、一個開關和一個邏輯單元。多個延時單元可在較大的頻率范圍內生成多個多相信號，多相信號的相位相關聯。多相信號的頻率和占空比可調節(jié)。
文檔編號H02M3/155GK101102074SQ20071012273
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月2日 優(yōu)先權日2006年6月30日
發(fā)明者克勞蒂斯·旦 申請人:美國凹凸微系有限公司