專利名稱：具有基片瞬態(tài)抑制的高性能集成電路調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)電路。更加具體來說，本發(fā)明涉及一種高性能調(diào)節(jié)電路，其被完全集成到具有一個電路負(fù)載的單一CMOS集成電路中。
對更小和更快的電子器件的需求增加了對集成電路的需求。這導(dǎo)致在該集成電路中更多地使用數(shù)字元件，因?yàn)樗鼈冃枰〉目臻g并且有時比模擬電路更快。不幸的是，數(shù)字電路的使用可能產(chǎn)生電路噪聲，這可能影響集成電路負(fù)載的輸出，并且減小電路的效用。這種電路負(fù)載的例子是混合模式電路、沿著數(shù)字電路的模擬電路以及產(chǎn)生大量噪聲的大數(shù)字電路。為了消除數(shù)字電路的缺點(diǎn)，人們已經(jīng)使用遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)電路。
遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)電路抑制通過切換數(shù)字組件所造成的噪聲，導(dǎo)致產(chǎn)生更加清楚和更加精確的輸出信號。不幸的是，由于遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)電路位于一個分離的基片上，因此需要更多的空間。
需要調(diào)節(jié)的集成混合模式電路的例子是寬帶調(diào)諧器。寬帶調(diào)諧器被集成到大范圍的消費(fèi)電器中，包括例如電視和VCR這樣的熟悉的家用電器標(biāo)準(zhǔn)到更新更加復(fù)雜的設(shè)備，包括有線機(jī)頂盒、有線調(diào)制解調(diào)器、有線電話系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)電視、PC/TV和數(shù)字電視的各種實(shí)現(xiàn)方式。作為RF寬帶網(wǎng)關(guān)，在這些設(shè)備中的調(diào)諧器的基本功能是接收在輸入帶寬內(nèi)的所有可用信道，選擇所需的信道以及拒絕所有其他信道并且把所需信道轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)中頻(IF)?？紤]到由廣播電視和有線電視運(yùn)營商所使用的這些頻率，這些調(diào)諧器在50-860MHz的頻率范圍上工作。
使得產(chǎn)品支持PC、TV和互聯(lián)網(wǎng)功能的調(diào)諧器具有與常規(guī)電視調(diào)諧器非常不同的性能要求。當(dāng)應(yīng)用變得更加復(fù)雜時，需要具有更高性能的調(diào)諧器。調(diào)諧器日益需要被完全集成到單個集成電路中。但是，現(xiàn)有的集成調(diào)諧器的性能受到在該寬帶調(diào)諧器中的完全集成振蕩器的相位噪聲的限制。為了改進(jìn)該調(diào)諧器的性能，使用一個低相位噪聲的完全集成的振蕩器。
還用于提高單個集成電路調(diào)諧器的性能的是與在公共的集成電路基片上的壓控振蕩器(VCO)和頻率合成器相結(jié)合的低噪聲放大器。為了實(shí)現(xiàn)該組合，系統(tǒng)采用用于該合成分頻器的電流轉(zhuǎn)向邏輯電路。這用于減小由該分頻器所產(chǎn)生的頻率擾動(激勵)，并且在該低噪聲放大器、分頻器和其他靈敏邏輯電路集成到一個公共基片上時，避免它們干擾該低噪聲放大器。不幸的是，電流轉(zhuǎn)向分頻器具有高相位噪聲，并且嚴(yán)重地限制可以由一個集成的VCO所獲得的相位噪聲性能。
相應(yīng)地，需要一種調(diào)節(jié)電路，其可以與在單個集成電路基片上的電路相組合，其避免由該電路負(fù)載所產(chǎn)生的基片擾動干擾該輸出。
還需要一種完全集成的調(diào)諧器，其把低噪聲寬帶無線射頻放大器與低相位噪聲數(shù)字頻率合成分頻器相組合在單個集成電路基片上，其防止由這些數(shù)字分頻器所產(chǎn)生的頻率擾動干擾該寬帶低噪聲放大器。

發(fā)明內(nèi)容
一種調(diào)節(jié)電路，其包含在單個集成電路中，具有作為耦合到產(chǎn)生電源電壓的一個電源的輸入的第一電路負(fù)載以及耦合到該第一電路負(fù)載的第一輸出端。該調(diào)節(jié)電路包括用于減小在第一輸出端處的電壓改變幅度的輸入電容器以及用于在該第一負(fù)載產(chǎn)生預(yù)定電壓的至少一個第一電壓調(diào)節(jié)器。


下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明，其中相同的標(biāo)號表示相同的元件，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)節(jié)電路的電路圖；圖2為本發(fā)明的另一個調(diào)節(jié)電路的電路圖；圖3為本發(fā)明的第二調(diào)節(jié)電路的電路圖；以及圖4為在本發(fā)明中所用的電壓調(diào)節(jié)器的一個例子；圖5為包括根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)節(jié)電路的寬帶調(diào)諧器的方框圖；
圖6為在本發(fā)明的分頻器中所用的數(shù)字D型觸發(fā)電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
隨后的詳細(xì)描述僅僅提供優(yōu)選實(shí)施例，并且不是對本發(fā)明的范圍、可用性或者結(jié)構(gòu)的限制。隨后的優(yōu)選實(shí)施例的描述將向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員提供實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述。應(yīng)當(dāng)知道可以在部件的功能和排列方面作出各種改變而不脫離在所附權(quán)利要求中給出的本發(fā)明的精神和范圍。
在圖1中所示的是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)節(jié)電路30的電路圖。該調(diào)節(jié)電路30被用于產(chǎn)生到一個耦合負(fù)載(未示出)的電源電壓，并且衰減任何基片干擾。調(diào)節(jié)電路30包括調(diào)節(jié)器輸出電容器107、電容器109、電壓調(diào)節(jié)器112、靜電放電保護(hù)器123和電源310。電壓調(diào)節(jié)器112提供所需的必要電壓，以對該耦合的負(fù)載(未示出)供電。
在圖4中示出電壓調(diào)節(jié)器的一個例子，例如Motorola MC78000系列。電壓調(diào)節(jié)器112調(diào)節(jié)其輸出，以產(chǎn)生預(yù)定輸出電壓，其對所耦合的任何部件供電。由于電壓調(diào)節(jié)器是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的，因此不需要詳細(xì)討論并且不包括在本說明書中。
參見圖1，調(diào)節(jié)器輸出電容器107耦合到電壓調(diào)節(jié)器112的輸出端。該輸出電容器107作為一個調(diào)節(jié)器輸出旁路電容器，以瞬時地提供該負(fù)載所需的電流。
耦合到電壓調(diào)節(jié)器112的輸入端的是一個調(diào)節(jié)器輸入電容器109。輸入電容器109被至于電壓調(diào)節(jié)器112的輸入端，以大大地減小任何基片擾動。沒有該調(diào)節(jié)器輸入電容器109，則無論何時在包含于該耦合的負(fù)載(未示出)中的任何數(shù)字開關(guān)器件內(nèi)出現(xiàn)數(shù)字開關(guān)事件時，產(chǎn)生在調(diào)節(jié)器輸出電容器107上的相應(yīng)快速電壓改變。該電壓改變將立即傳送到該調(diào)節(jié)器輸入電感117、118、到電源310的接合線、以及通過跨接在電壓調(diào)節(jié)器112的調(diào)節(jié)器通路器件MPpass上的寄生電容111，以使得對集成電路基片電壓電平的干擾與調(diào)節(jié)器112輸出電壓改變相當(dāng)。該輸入電容器109與圖4中所示的調(diào)節(jié)器通路器件MPpass的寄生電容111相結(jié)合，以在任何調(diào)節(jié)器112輸出電壓改變傳送到輸入電感117、118之前對其進(jìn)行電容分離。由于該輸入電容器109，相關(guān)的基片擾動被類似地衰減。
作為一個例子，考慮一個電壓調(diào)節(jié)器112，其包含一個調(diào)節(jié)器通路器件MPpass，其具有在輸入端和輸出端之間大約為1pf的寄生電容111。如果一個1000pf的電容器107僅僅被至于調(diào)節(jié)器112輸出端處，并且沒有電容被置于其輸入端，則在該負(fù)載內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)字開關(guān)事件可以在調(diào)節(jié)器輸出電容器107上的電壓中產(chǎn)生接近40mV的瞬時電壓降。沒有調(diào)節(jié)器輸入電容器109，則該40mV電壓改變將被立即傳送到調(diào)節(jié)器輸入電感117并且通過在調(diào)節(jié)器通路器件Pass上的寄生電容111，對該集成電路基片產(chǎn)生大約40mV的擾動。在本例中，調(diào)節(jié)器輸入電感117具有2.5nH的數(shù)值。
另外，如果一個1000pf的電容器109被置于調(diào)節(jié)器112輸入電源端上，根據(jù)本發(fā)明，將實(shí)現(xiàn)1000的電容衰減，并且該基片擾動將減小1000的因子(輸入電容器109與寄生電容111的比率)。為了僅僅用一個調(diào)節(jié)器輸出電容器107產(chǎn)生類似的結(jié)果，這將需要1000000pf的輸出電容值。因此，與沒有輸出電容器107的例子相比，該集成調(diào)節(jié)器輸入電容器109有效地把該已經(jīng)很大的調(diào)節(jié)器輸出電容器107乘以因子1000(C109/C111的比率)。當(dāng)具有調(diào)節(jié)器輸入電容器109的該調(diào)節(jié)電路30被用于對高性能的數(shù)字電路供電，其以25MHz的速率產(chǎn)生100mA的開關(guān)電流，所有開關(guān)激勵被衰減到小于1.0μVrms。
盡管單個電壓調(diào)節(jié)器電路已經(jīng)被示出作為單個耦合的負(fù)載，該輸出可以被耦合到幾個負(fù)載。另外，如圖2中所示，兩個分離的電壓調(diào)節(jié)器可以被用于對多個部件負(fù)載提供必要的電壓，以及衰減由于該部件的開關(guān)事件所造成的任何基片干擾。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以看出該負(fù)載到電壓調(diào)節(jié)器的耦合可以用任何方式來構(gòu)成，并且兩個以上的電壓調(diào)節(jié)器可以被用于該調(diào)節(jié)電路30中，如圖3中所示。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，為了使得該集成電路面積和成本最小化，一個薄氧化物晶體管被用于實(shí)現(xiàn)輸入電容器109。為了避免該電容器109在靜電放電事件過程中被損壞，一個靜電放電保護(hù)器123還被集成在芯片上，并且跨接輸入電容器109。
如上文所述，本發(fā)明的調(diào)節(jié)電路30可以被用于衰減由于耦合到其上的負(fù)載所造成的任何基片干擾。在下文中將更加詳細(xì)地描述包含本發(fā)明的調(diào)節(jié)器電路的一個寬帶調(diào)諧器An。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所制造的調(diào)諧器系統(tǒng)10的方框圖。該調(diào)諧器系統(tǒng)10包括放大器105、混頻器103、頻率合成器20以及調(diào)節(jié)電路30。由該放大器105接收一個輸入射頻(RF)信號RFin。耦合到混頻器103的放大器105調(diào)節(jié)在所接收的信道的頻譜上的變化信號級別。為了公開的目的，放大器105最好是一個低噪聲放大器，其具有50-860MHz的輸入頻率范圍。這種放大器把至少少量噪聲提供到調(diào)諧器系統(tǒng)10。盡管最好使用一個低噪聲放大器，但是應(yīng)當(dāng)知道還可以使用任何其他類型的放大器(例如，低噪聲放大器、緩沖器、阻抗匹配放大器、衰減器或者混頻器)。該放大器105的輸出被轉(zhuǎn)發(fā)到該混頻器103。
混頻器103耦合到頻率合成器20、放大器105和濾波器12。該混頻器103在一個頻率把RF功率轉(zhuǎn)換為在另一個頻率的功率，以使得信號處理更加容易，并且更加廉價(jià)?；祛l器103接收來自放大器105的放大的輸入信號以及來自頻率合成器20的本地振蕩器頻率信號。一個中頻IF信號在混頻器103中通過把放大的輸入信號與本地振蕩器頻率信號相乘而產(chǎn)生，并且被提供到一個濾波器12。該濾波器12然后可以從該IF信號中的所接收信號RFin中選擇信道的窄頻段或者甚至單個信道。
該頻率合成器20耦合到該混頻器103和頻率合成器20。該頻率合成器20包括一個數(shù)字分頻器115、相位檢測器120、基準(zhǔn)產(chǎn)生器100、電荷泵121、環(huán)路濾波器102和壓控振蕩器(VCO)101。如圖5中所示，該頻率合成器20在一個鎖相環(huán)(PLL)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)。
該VCO101被用于驅(qū)動該混頻器103。并且把該放大器105輸入信號RFin頻率轉(zhuǎn)換為預(yù)定IF信號。為了公開的目的，該調(diào)諧器10的輸出頻率大約為1100MHz，但是根據(jù)特定應(yīng)用的要求可以使用另一個頻率。為了使得調(diào)諧器10產(chǎn)生這樣的輸出頻率，該VCO101必須覆蓋從1150-1950Hz的頻率范圍，因此使用一個寬帶的完全集成的VCO。
為了覆蓋這樣較大的頻率跨度，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道VCO101一般被實(shí)現(xiàn)為基于集成的多個諧振器設(shè)計(jì)或單個數(shù)字環(huán)路振蕩器設(shè)計(jì)(未示出)。雖然這兩個結(jié)構(gòu)由于可以在芯片上獲得的電感器的有限質(zhì)量因子而受到限制。為了大大地減小VCO101的相位噪聲以及大大地提高調(diào)諧器10的性能，該VCO101被置于寬帶低噪聲頻率合成器20中，其中在該合成器20的帶寬內(nèi)，該VCO101噪聲被大大地衰減。
由一個基準(zhǔn)產(chǎn)生器100產(chǎn)生該頻率合成器20的基準(zhǔn)振蕩器頻率信號。作為PLL結(jié)構(gòu)的結(jié)果，該頻率合成器20鎖定該基準(zhǔn)頻率。耦合到相位檢測器120和頻率合成器20的基準(zhǔn)產(chǎn)生器100包括由基準(zhǔn)分頻器122所跟隨的晶體受控振蕩器127，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率Fref。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知，任何振蕩器可以被用于產(chǎn)生參考頻率。但是，由于其頻率精度和噪聲性能，最好使用晶體振蕩器。并且基準(zhǔn)分頻器122可以被取消，只要晶體受控振蕩器127可以產(chǎn)生所需的基準(zhǔn)頻率Fref即可。
來自基準(zhǔn)產(chǎn)生器100的該基準(zhǔn)頻率Fref被轉(zhuǎn)發(fā)到相位檢測器120。耦合到基準(zhǔn)產(chǎn)生器100、數(shù)字分頻器115、電荷泵121和調(diào)節(jié)電路30的相位檢測器120產(chǎn)生與由數(shù)字分頻器115所發(fā)出分頻信號F0/N和由基準(zhǔn)產(chǎn)生器100所轉(zhuǎn)發(fā)的基準(zhǔn)頻率Fref之間的相位差成比例。如果相位檢測器120檢測到兩個基準(zhǔn)頻率Fref、F0/N之間的相位差，則相位誤差信號被產(chǎn)生和轉(zhuǎn)發(fā)到電荷泵121。
耦合到調(diào)節(jié)電路30、環(huán)路濾波器102和相位檢測器120的電荷泵121輸出一個電流，其把該環(huán)路濾波器102放電和充電到一個電壓電平VLPF。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知，該環(huán)路濾波器102的充電和放電在環(huán)路濾波器102上產(chǎn)生電壓改變VLPF。該電壓改變VLPF是用于VCO101的一個基準(zhǔn)。
該環(huán)路濾波器102耦合到VCO101，以及電荷泵121。環(huán)路濾波器102接收由電荷泵121所產(chǎn)生的電流輸出。作為環(huán)路濾波器102充電和放電的結(jié)果，電壓VLPF被產(chǎn)生并且輸出到VCO101。
如上文所公開，該VCO101產(chǎn)生一個輸出頻率，其驅(qū)動混頻器103來從調(diào)諧器10產(chǎn)生預(yù)定的IF頻率輸出。該VCO101輸出頻率還被轉(zhuǎn)發(fā)到分頻器115。耦合到VCO101、相位檢測器120和調(diào)節(jié)電路30的分頻器115對由VCO101所產(chǎn)生的頻率進(jìn)行N分頻，并且由調(diào)諧器10所使用，以使得該P(yáng)LL結(jié)構(gòu)鎖定到比來自基準(zhǔn)產(chǎn)生器100的輸入頻率大N倍的頻率。一個高性能的分頻器被用于產(chǎn)生非常低的低噪聲合成器。
參見圖6，其中示出用于一部分?jǐn)?shù)字分頻器115中的一個數(shù)字D型觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)。盡管未在圖6中示出，該I1、I2、I5和I6的P溝道和N溝道器件的反相器尺寸分別為40/0.35和20/0.35。該I3、I4、I7和I8的P溝道和N溝道器件的反相器尺寸分別為20/0.35和10/0.35。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道所示的電路被重復(fù)多倍，相互連接，以構(gòu)成整個分頻器。該D型觸發(fā)器電路被復(fù)制3倍，以根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例產(chǎn)生分頻器115，但是根據(jù)需要可以使用更多或更少的D型觸發(fā)器電路。一個數(shù)字分頻器結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼘z測由相位檢測器120所測量的頻率Fref、F0/N之間的相位差提供較低的相位噪聲。該數(shù)字分頻器輸出信號比在模擬結(jié)構(gòu)中使用電流轉(zhuǎn)向邏輯電路的分頻器約高20dB的信噪比。
如上文所述，該數(shù)字分頻器115、基準(zhǔn)產(chǎn)生器100、相位檢測器120和電荷泵121耦合到調(diào)節(jié)電路30。由于頻率合成器115、100、120、121的每個上述成份是數(shù)字電路，則在電路中的晶體管的開關(guān)在基片上造成頻率干擾，其干擾放大器105和在相同基片上的其他敏感電路，并且對調(diào)諧器10的整體性能具有不良影響。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知，由該開關(guān)所產(chǎn)生的干擾在頻率合成器20的輸出端上出現(xiàn)，并且最終影響調(diào)諧器10的輸出。為了防止這些頻率干擾影響位于相同集成電路基片上的放大器105，使用該調(diào)節(jié)電路30。利用在圖1B中所示的調(diào)節(jié)電路30，例如數(shù)字分頻器115、相位檢測器120和基準(zhǔn)產(chǎn)生器100被耦合到電壓調(diào)節(jié)器電路112，作為組合的“耦合的負(fù)載#1”，而該電荷泵121耦合到第二電壓調(diào)節(jié)器119作為“耦合的負(fù)載#2”。當(dāng)具有集成的調(diào)節(jié)器輸入電容器109的調(diào)節(jié)電路30被用于對高性能的數(shù)字分頻器115進(jìn)行供電時，其以25MHz的速率產(chǎn)生100mA的開關(guān)電路，所有開關(guān)激勵被衰減到小于1.0μrms。
該電荷泵121最好由第二電壓調(diào)節(jié)器119所供電，而不是由電壓調(diào)節(jié)器電路112供電，以進(jìn)一步避免數(shù)字分頻器115和電荷泵121相互干擾。但是，對于任何結(jié)構(gòu)，僅僅需要單個調(diào)節(jié)器輸入電容器109。通過在兩個電壓調(diào)節(jié)器電路112、119之間共享調(diào)節(jié)器輸入電容器109，對于給定總量的調(diào)節(jié)器輸入電容器109，由數(shù)字分頻器115和電荷泵121所產(chǎn)生的總基片干擾電平被最小化。
為了說明調(diào)節(jié)電路30減小與調(diào)諧器10的數(shù)字開關(guān)事件相關(guān)的基片干擾，參見下面的表1。表1示出輸入信號RFin的頻率和在12.5MHz對于數(shù)字開關(guān)事件的相應(yīng)輸入?yún)⒖技铍娖健Ｈ绫绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知，對于模擬系統(tǒng)，希望使得所有寄生產(chǎn)物至少為-57dBmV。對于數(shù)字系統(tǒng)，盡管在特定電平較少一致，但是-50dbc通常被稱為所需目標(biāo)電平。如表1中所示，使用本發(fā)明的思想，該寄生產(chǎn)物的數(shù)值在所需的電平之下。
表1

盡管上文已經(jīng)結(jié)合具體裝置描述本發(fā)明的原理，但是應(yīng)當(dāng)清楚地知道該描述僅僅是示意性并且不是對本發(fā)明的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)電路，其具有耦合到一個電源的輸入端和耦合到第一電路負(fù)載的第一輸出端，所述電源用于產(chǎn)生一個電源電壓，所述調(diào)節(jié)電路包括輸入電容器，其耦合到所述輸入端和“地”，用于減小在所述第一輸出端處的電壓改變的幅度；至少一個第一電壓調(diào)節(jié)器，其耦合到所述輸入電容器，用于在所述第一負(fù)載產(chǎn)生預(yù)定電壓；從而所述調(diào)節(jié)電路和所述第一電路負(fù)載被包含在單個集成電路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)電路，其中進(jìn)一步包括耦合到所述第一輸出端和“地”的第一輸出電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述輸入電容器是薄氧化物N溝道晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)節(jié)電路，其中進(jìn)一步包括一個保護(hù)器件，用于防止所述輸入電容器在靜電放電事件過程中受到損壞。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述第一負(fù)載是單個開關(guān)電路或者多個開關(guān)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述第二負(fù)載是單個開關(guān)電路或多個開關(guān)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)電路，其中進(jìn)一步包括第二電壓調(diào)節(jié)器，用于在包含于所述集成電路中的第二負(fù)載處產(chǎn)生第二預(yù)定電壓，其中所述第二電壓調(diào)節(jié)器輸入耦合到所述輸入電容器；以及第二輸出電容器，其耦合到第二輸出端和“地”，所述第二輸出端為所述第二電壓調(diào)節(jié)器的一個輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述輸入電容器是一個薄氧化物N溝道晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)節(jié)電路，其中進(jìn)一步包括用于防止所述輸入電容器在靜電放電事件過程中受到損壞的保護(hù)器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述第一負(fù)載是單個開關(guān)電路或多個開關(guān)電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述第二負(fù)載是單個開關(guān)電路或多個開關(guān)電路。
12.一種集成在單個基片上的寬帶調(diào)諧器，其中包括放大器，用于接收和放大寬帶射頻(RF)輸入信號；頻率合成器，用于產(chǎn)生用于信道選擇和頻率轉(zhuǎn)換的本地振蕩器頻率信號，其中包括用于對該本地振蕩器頻率進(jìn)行分頻以輸出分頻頻率的分頻器；以及調(diào)節(jié)電路，其具有耦合到一個電源的輸入端和耦合到所述頻率合成器的第一輸出端，所述電源用于產(chǎn)生一個電源電壓，所述調(diào)節(jié)電路包括輸入電容器，其耦合到所述輸入端和“地”，用于減小在所述第一輸出端的電壓改變的幅度；以及至少一個第一電壓調(diào)節(jié)器，其耦合到所述輸入電容器，用于在所述第一負(fù)載產(chǎn)生預(yù)定電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的調(diào)諧器，其中進(jìn)一步包括一個混頻器，用于使用所述本地振蕩器頻率把所述輸入信號頻率變換為預(yù)定中頻。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的調(diào)諧器，其中所述頻率合成器在一個鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，并且還包括基準(zhǔn)產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生一個基準(zhǔn)頻率信號；相位檢測器，用于測量所述分頻頻率和所述基準(zhǔn)頻率之間的相位差，并且產(chǎn)生與所述相位差成比例的誤差信號；電荷泵，其響應(yīng)所述誤差信號，用于產(chǎn)生一個充電電流；環(huán)路濾波器，其響應(yīng)所述電荷泵，用于產(chǎn)生一個參考電壓，其中所述參考電壓隨著所述充電電流的減小而增加；以及壓控振蕩器，用于響應(yīng)所述參考電壓產(chǎn)生所述本地振蕩器頻率。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的調(diào)諧器，其中所述放大器是一個低噪聲放大器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的調(diào)諧器，其中所述分頻器、相位檢測器、基準(zhǔn)產(chǎn)生器和電荷泵是數(shù)字電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的調(diào)諧器，其中所述分頻器使用一個數(shù)字D型觸發(fā)器結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的調(diào)諧器，其中所述調(diào)節(jié)電路還包括一個耦合到所述第一輸出端和“地”的第一輸出電容器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的調(diào)諧器，其中所述輸入電容器是一個薄氧化物N溝道晶體管。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的調(diào)諧器，其中所述調(diào)節(jié)電路還包括一個保護(hù)器件，用于防止所述輸入電容器在靜電放電事件過程中受到損壞。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的調(diào)諧器，其中所述第一輸出端被進(jìn)一步耦合到所述分頻器、相位檢測器、基準(zhǔn)產(chǎn)生器和電荷泵。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的調(diào)諧器，其中所述基準(zhǔn)產(chǎn)生器包括用于產(chǎn)生一個低頻信號的晶體振蕩器；以及基準(zhǔn)分頻器，用于接收來自所述晶體振蕩器的所述信號，并且倍乘所述信號，以產(chǎn)生所述基準(zhǔn)頻率。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的調(diào)諧器，其中所述調(diào)節(jié)電路進(jìn)一步包括第二電壓調(diào)節(jié)器，用于在第二輸出端產(chǎn)生第二預(yù)定電壓，其中所述第二電壓調(diào)節(jié)器輸入耦合到所述輸入電容器；以及第二輸出電容器，其耦合到第二輸出端和“地”，所述第二輸出端為所述第二電壓調(diào)節(jié)器的一個輸出端。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的調(diào)諧器，其中所述輸入電容器是一個薄氧化物N溝道晶體管。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的調(diào)諧器，其中所述調(diào)節(jié)電路進(jìn)一步包括用于防止所述輸入電容器在靜電放電事件過程中受到損壞的保護(hù)器件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的調(diào)諧器，其中所述第一輸出端還耦合到所述分頻器、相位檢測器和基準(zhǔn)產(chǎn)生器。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的調(diào)諧器，其中所述第二輸出端耦合到所述電荷泵。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的調(diào)諧器，其中所述調(diào)節(jié)電路還包括多個電壓調(diào)節(jié)器，用于在第二輸出端產(chǎn)生第二預(yù)定電壓，其中所述多個電壓調(diào)節(jié)器輸入端耦合到所述輸入端；耦合到所述多個電壓調(diào)節(jié)器的每一個的輸出端和“地”的多個輸出電容器，每個輸出端被耦合到所述電荷泵、分頻器、相位檢測器或基準(zhǔn)產(chǎn)生器。
29.一種在寬帶調(diào)諧器中的調(diào)節(jié)電路，其中該調(diào)諧器集成在單個基片上，所述調(diào)諧器還包括放大器，用于接收和放大寬帶射頻(RF)輸入信號；以及頻率合成器，用于產(chǎn)生用于信道選擇和頻率轉(zhuǎn)換的本地振蕩器頻率信號，其中包括用于改變該本地振蕩器頻率以輸出分頻頻率的分頻器，所述調(diào)節(jié)電路具有耦合到一個電源的輸入端和耦合到所述頻率合成器的一個輸出端，所述電源用于產(chǎn)生一個電源電壓，所述調(diào)節(jié)電路包括輸入電容器，其耦合到所述輸入端和“地”，用于減小在所述輸出端的電壓改變的幅度；以及電壓調(diào)節(jié)器，其耦合到所述輸入電容器，用于在所述輸出端產(chǎn)生預(yù)定電壓。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的調(diào)節(jié)電路，其中進(jìn)一步包括一個混頻器，用于使用所述本地振蕩器頻率把所述輸入信號頻率變換為預(yù)定中頻。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述頻率合成器在一個鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，并且還包括基準(zhǔn)產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生一個基準(zhǔn)頻率信號；相位檢測器，用于測量所述分頻頻率和所述基準(zhǔn)頻率之間的相位差，并且產(chǎn)生與所述相位差成比例的誤差信號；電荷泵，其響應(yīng)所述誤差信號，用于產(chǎn)生一個充電電流；環(huán)路濾波器，其響應(yīng)所述電荷泵，用于產(chǎn)生一個參考電壓，其中所述參考電壓隨著所述充電電流的減小而增加；以及壓控振蕩器，用于響應(yīng)所述參考電壓產(chǎn)生所述本地振蕩器頻率。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述放大器是一個低噪聲放大器。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述分頻器、相位檢測器、基準(zhǔn)產(chǎn)生器和電荷泵是數(shù)字電路。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述分頻器使用一個數(shù)字D型觸發(fā)器結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述基準(zhǔn)產(chǎn)生器包括用于產(chǎn)生一個低頻信號的晶體振蕩器；以及基準(zhǔn)分頻器，用于接收來自所述晶體振蕩器的所述信號，并且倍乘所述信號，以產(chǎn)生所述基準(zhǔn)頻率。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的調(diào)節(jié)電路，其中進(jìn)一步包括耦合到所述輸出端和“地”的輸出電容器。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述輸入電容器是薄氧化物N溝道晶體管。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的調(diào)節(jié)電路，其中進(jìn)一步包括一個保護(hù)器件，用于防止所述輸入電容器在靜電放電事件過程中受到損壞。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的調(diào)節(jié)電路，其中所述電壓調(diào)節(jié)器輸出端被進(jìn)一步耦合到所述分頻器、電荷泵、相位檢測器和所述基準(zhǔn)產(chǎn)生器。
全文摘要
一種調(diào)節(jié)電路(30)，其包含在單個集成電路中，具有作為耦合到產(chǎn)生電源電壓的一個電源(310)的輸入的第一電路負(fù)載以及耦合到該第一電路負(fù)載的第一輸出端。該調(diào)節(jié)電路(30)包括用于減小在第一輸出端處的電壓改變幅度的輸入電容器(109)以及用于在該第一負(fù)載產(chǎn)生預(yù)定電壓的至少一個第一電壓調(diào)節(jié)器(112)。
文檔編號H04B1/26GK1559025SQ02818831
公開日2004年12月29日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月4日
發(fā)明者勞倫斯·E·庫尼奧, 尼爾·W·霍倫貝克, 邁克爾·L·布施曼, 丹尼爾·P·麥卡錫, L 布施曼, P 麥卡錫, W 霍倫貝克, 勞倫斯 E 庫尼奧 申請人:自由度半導(dǎo)體公司