正反器電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種正反器電路，其包含一輸入級電路、一中間級電路、一輸出級電路以及一設(shè)定/重置電路，其中該輸入級電路用來自一第一端點接收一第一信號，并根據(jù)至少一控制信號以選擇性地于一第二端點輸出對應(yīng)于該第一信號的一第二信號；該中間級電路用來接收該第二信號，并根據(jù)該至少一控制信號以選擇性地于一第三端點輸出對應(yīng)于該第二信號的一第三信號；該輸出級電路用來接收該第三信號以輸出一輸出信號；以及該設(shè)定/重置電路耦接于該第二端點以及該第三端點，用以接收一設(shè)定信號以及一重置信號，并選擇性地決定該第三端點的該第三信號的電壓準位。本發(fā)明的正反器電路可以應(yīng)用于高速操作的除頻器，且具有設(shè)定/重置的功能。
【專利說明】正反器電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種正反器電路，尤指一種類似真單相頻率(True Single PhaseClock, TSPC)架構(gòu)且支持設(shè)定/重置(set/reset)功能的正反器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在高速的鎖相回路電路(Phase-locked loop)中，其除頻器(frequency divider)會需要對高頻的信號(例如，IGHz以上)進行除頻操作，然而，若在不能使用先進制程的情況下，除頻器中所使用的正反器(flip-flop)并不適合使用標準組件的D型正反器來實現(xiàn)。
[0003]為了解決上述的問題，除頻器可以采用TSPC正反器來實作，TSPC正反器可以使用于高速電路,但為了避免不同相位的頻率信號造成內(nèi)部數(shù)據(jù)同時被拉為高電位及低電位的情形，TSPC正反器只能夠容許單一相位的觸發(fā)頻率，因此無法具有設(shè)定/重置的功能。
[0004]此外,在可以降低電磁干擾的展頻頻率(Spread Spectrum Clock, SSC)鎖相回路電路中，由于除頻器的除數(shù)(divisor)需要一直改變以達到展頻的目的，且除頻器的除數(shù)越大，展頻的效果越好。因此，如何設(shè)計出一個可以應(yīng)用于高速操作的除頻器，且具有設(shè)定/重置的功能的正反器電路，是一個重要的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的之一在`于公開一種正反器電路，其可以應(yīng)用于高速操作的除頻器，且具有設(shè)定/重置的功能，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一實施例，一種正反器電路包含有一輸入級電路、一中間級電路、一輸出級電路以及一設(shè)定/重置電路，其中該輸入級電路用來自一第一端點接收一第一信號，并根據(jù)至少一控制信號以選擇性地于一第二端點輸出對應(yīng)于該第一信號的一第二信號；該中間級電路用來接收該第二信號，并根據(jù)該至少一控制信號以選擇性地于一第三端點輸出對應(yīng)于該第二信號的一第三信號；該輸出級電路用來接收該第三信號以輸出一輸出信號；以及該設(shè)定/重置電路耦接于該第二端點以及該第三端點，用以接收一設(shè)定信號以及一重置信號，并選擇性地決定該第三端點的該第三信號的電壓準位。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的鎖相回路的示意圖。
[0008]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的正反器電路的示意圖。
[0009]圖3為當圖2所示的正反器電路操作于第一模式的示意圖。
[0010]圖4為當圖2所示的正反器電路操作于第二模式的示意圖。
[0011]其中，附圖標記說明如下:
[0012]100 鎖相回路
[0013]110 相位頻率偵測器
[0014]120低通濾波器[0015]130壓控震蕩器
[0016]140除頻器
[0017]200正反器電路
[0018]210輸入級電路
[0019]220中間級電路
[0020]230輸出級電路
[0021]240設(shè)定/重置電路
[0022]250控制電路
[0023]252邏輯閘
[0024]254反相器
[0025]256緩沖器
[0026]Ml~Ml7 晶體管
[0027]NI第一端點
[0028]N2第二端點
[0029]N3第三端點
【具體實施方式】
[0030]請參考圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例的鎖相回路100的示意圖。如圖1所示，鎖相回路100包含有一相位頻率偵測器110、一低通濾波器120、一壓控震蕩器130以及一除頻器140，其中鎖相回路100為一高速鎖相回路電路，其所產(chǎn)生的輸出頻率Vout具有GHz以上的頻率，且于本實施例中，鎖相回路100為一展頻頻率鎖相回路電路。
[0031]在鎖相回路100的操作上，首先，相位頻率偵測器110比較一輸入信號Vin與一回授信號(亦即除頻器140所輸出的一除頻后信號Vdiv)以產(chǎn)生一偵測結(jié)果Vpfd ;接著，低通濾波器120對偵測結(jié)果Vpfd進行濾波以產(chǎn)生一控制信號V。；接著，壓控震蕩器130根據(jù)控制信號V。以產(chǎn)生輸出頻率Vwt ;最后，除頻器140根據(jù)一展頻頻率控制信號Vsse來調(diào)整其除數(shù)，以對輸出頻率Vtjut進行除頻操作以產(chǎn)生除頻后信號Vdiv。
[0032]于本實施例中，鎖相回路100僅具有一個除頻器140，且除頻器140具有高的除數(shù)，舉例來說，假設(shè)輸出頻率Vtjut的頻率是3GHz，輸入信號Vin的頻率是25MHz，則除頻器140的除數(shù)則為120。此外，除頻器140會根據(jù)展頻頻率控制信號Vsse來控制其除數(shù)在120左右持續(xù)改變，以達到展頻的目的。
[0033]除頻器140在實現(xiàn)上會包含多個正反器電路及/或相關(guān)的其它電路，由于使用正反器來實作除頻器140的方法為本領(lǐng)域中具有通常知識者所熟知，故細節(jié)在此不予贅述。以下將說明除頻器140中所使用的一正反器的電路架構(gòu)。
[0034]請參考圖2，圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的正反器電路200的示意圖。如圖2所示，正反器電路200連接至兩個供應(yīng)電壓Vdd與Vss，且包含有一輸入級電路210、一中間級電路220、一輸出級電路230、一設(shè)定/重置電路240以及一控制電路250，其中輸入級電路210包含有一個反相器(晶體管M2與M3)以及兩個開關(guān)(亦即晶體管Ml與M4)，中間級電路220包含有一個反相器(晶體管M8與M9)以及兩個開關(guān)(亦即晶體管M7與M10)，輸出級電路230包含有晶體管Ml2~Ml7，設(shè)定/重置電路240包含有晶體管M5、M6及M11，而控制電路250包含有一邏輯閘252、一反相器254以及一緩沖器256。正反器電路200的內(nèi)部組件的連接方式可參見圖2，故于說明書中不再贅述。
[0035]正反器電路200可以操作于兩種不同的模式，亦即一第一模式與一第二模式，而正反器電路200是通過控制電路250所接收的一啟動信號Vstakt來決定正反器電路200要操作于哪一種模式。于圖2所示的實施例及以下的敘述中，當啟動信號Vstakt為“I”時，正反器電路200操作于該第一模式，以使得正反器電路200是根據(jù)一設(shè)定信號S、一重置信號R與設(shè)定信號S的一反相信號SB來決定輸出信號Q ;另外，當啟動信號Vstakt為“O”時，正反器電路200操作于該第二模式,此時,正反器電路200作為一 D型正反器以根據(jù)一第一信號(數(shù)據(jù)信號)D來產(chǎn)生輸出信號Q。以下將分別敘述正反器電路200操作于該第一模式與該第二模式的細節(jié)。
[0036]請同時參考圖2與圖3，圖3為當正反器電路200操作于該第一模式的示意圖。當正反器電路200操作于該 第一模式時,啟動信號Vstakt為“I”,因此，邏輯閘252的輸出會永遠是“0”，而使得控制電路250所輸出的兩個控制信號CLK_DFF與CLKB_DFF分別為“ I”與“O”。
[0037]由于控制信號CLK_DFF與CLKB_DFF分別為“I”與“0”，因此，此時圖3所示的晶體管M1、M4與M7均被關(guān)閉(不導通)，而晶體管MlO與M15則為開啟(導通)(圖3中被關(guān)閉的開關(guān)(晶體管)被標記“X”)。由于輸入級電路210中的晶體管Ml與M4均被關(guān)閉，因此，第一級電路210中的反相器(M2與M3)無法對第一信號D進行反相操作，亦即輸入級電路210阻斷第一端點NI與第二端點N2的連接，此時正反器電路200的輸出信號Q便可以完全由設(shè)定信號S、重置信號R與反相信號SB來決定，而不會受到第一信號D的影響。詳細來說，當設(shè)定信號S、重置信號R與反相信號SB分別為“1”、“0”、“0”時，晶體管M6與Mll均被關(guān)閉，而晶體管M5則為開啟，故此時第二端點N2上的第二信號V2為“1”，中間級電路220中的反相器(M8與M9)接著對第二信號V2進行反相操作，以輸出第三信號V3 (數(shù)字邏輯“O”)至第三端點N3，而輸出級電路230接著接收第三信號V3以產(chǎn)生輸出信號Q。另外，當設(shè)定信號S、重置信號R與反相信號SB分別為時，晶體管M6與Mll均被開啟，而晶體管M5則為關(guān)閉，故此時第二端點N2上的第二信號V2為“0”，且由于晶體管M7被關(guān)閉的緣故，中間級電路220不會產(chǎn)生第三信號V3 ;而第三信號V3則因為晶體管Mll處于導通狀態(tài)而具有數(shù)字邏輯“ I”，接著，輸出級電路230接收第三信號V3以產(chǎn)生輸出信號Q。
[0038]以下所示的表格簡要說明了當正反器電路200操作于該第一模式時，各個信號的
數(shù)字邏輯值的示意圖:
【權(quán)利要求】
1.一種正反器電路，該正反器電路的特征在于包含: 一輸入級電路，用來自一第一端點接收一第一信號，并根據(jù)至少一控制信號以選擇性地于一第二端點輸出對應(yīng)于該第一信號的一第二信號； 一中間級電路，耦接于該輸入級電路，用來接收該第二信號，并根據(jù)該至少一控制信號以選擇性地于一第三端點輸出對應(yīng)于該第二信號的一第三信號； 一輸出級電路，耦接于該中間級電路，用來接收該第三信號以輸出一輸出信號；以及一設(shè)定/重置電路，耦接于該第二端點以及該第三端點，用以接收一設(shè)定信號以及一重置信號，并選擇性地決定該第三端點的該第三信號的電壓準位。
2.如權(quán)利要求1所述的正反器電路，其特征在于，其中該正反器電路根據(jù)該至少一控制信號以選擇性的操作于一第一模式或是一第二模式，當該正反器電路操作于該第一模式時，該輸入級電路阻斷該第一端點與該第二端點的連接，且該設(shè)定/重置電路根據(jù)該設(shè)定信號與該重置信號以決定該第三信號的電壓準位；當該正反器電路操作于該第二模式時，該設(shè)定/重置電路不致能，且該輸入級電路根據(jù)該第一信號以產(chǎn)生該第二信號，以及該中間級電路根據(jù)該第二信號以產(chǎn)生該第三信號。
3.如權(quán)利要求2所述的正反器電路，其特征在于，該輸入級電路包含: 一反相器，其中該第一端點以及該第二端點為該反相器的一輸入端點以及一輸出端占.一第一開關(guān)，耦接于該反相器與一第一供應(yīng)電壓之間，用來根據(jù)該至少一控制信號以選擇性地將該反相器連接到該第一供應(yīng)電壓；以及 一第二開關(guān)，耦接于該反相器與一第二供應(yīng)電壓之間，用來根據(jù)該至少一控制信號以選擇性地將該反相器連接到該第二供應(yīng)電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的正反器電路，其特征在于，還包括:` 一控制電路，用來接收一啟動信號以及一頻率信號，以產(chǎn)生該至少一控制信號，其中該啟動信號用來表示該正反器電路目前是操作于該第一模式或是該第二模式。
5.如權(quán)利要求4所述的正反器電路，其特征在于，當該正反器電路操作于該第一模式時，該控制電路產(chǎn)生該至少一控制信號以關(guān)閉該第一開關(guān)與該第二開關(guān)以阻斷該第一端點與該第二端點的連接；而當該正反器電路操作于該第二模式時，該至少一控制信號等于該頻率信號。
6.如權(quán)利要求1所述的正反器電路，其特征在于，該中間級電路包含: 一反相器，其中該第二端點以及該第三端點為該反相器的一輸入端點以及一輸出端占.一第一開關(guān)，耦接于該反相器與一第一供應(yīng)電壓之間，用來根據(jù)該至少一控制信號以選擇性地將該反相器連接到該第一供應(yīng)電壓；以及 一第二開關(guān)，耦接于該反相器與一第二供應(yīng)電壓之間，用來根據(jù)該至少一控制信號以選擇性地將該反相器連接到該第二供應(yīng)電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的正反器電路，其特征在于，還包括: 一控制電路，用來接收一啟動信號以及一頻率信號，以產(chǎn)生該至少一控制信號，其中該啟動信號用來表示該正反器電路目前是操作于該第一模式或是該第二模式。
8.如權(quán)利要求7所述的正反器電路，其特征在于，當該正反器電路操作于該第一模式時，該控制電路產(chǎn)生該至少一控制信號以關(guān)閉該第一開關(guān)并開啟該第二開關(guān)；而當該正反器電路操作于該第二模式時，該至少一控制信號等于該頻率信號。
9.如權(quán)利要求2所述的正反器電路，其特征在于，該設(shè)定/重置電路包含: 一第一開關(guān)，耦接于該第三端點與一第一供應(yīng)電壓之間，用來根據(jù)該設(shè)定信號以選擇性地將該第三端點連接到該第一供應(yīng)電壓； 一第二開關(guān)，耦接于該第二端點與該第一供應(yīng)電壓之間，用來根據(jù)該重置信號以選擇性地將該第二端點連接到該第一供應(yīng)電壓；以及 一第三開關(guān)，耦接于該第二端點與一第二供應(yīng)電壓之間，用來根據(jù)該設(shè)定信號的一反相信號以選擇性地將該第二端點連接到該第二供應(yīng)電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的正反器電路，其特征在于，當該正反器電路操作于該第一模式時，該第一、第二、第三開關(guān)分別通過該設(shè)定信號、該重置信號以及該設(shè)定信號的該反相信號以決定該第三端點的該第三信號的電壓準位；以及當該正反器電路操作于該第二模式時，該第一、第二、第三開關(guān)被關(guān)閉。
11.如權(quán)利要求1所述的`正反器電路，其特征在于，該正反器電路應(yīng)用于一除頻器中。
【文檔編號】H03K3/356GK103532525SQ201310268932
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】張蕙如 申請人:慧榮科技股份有限公司