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TWI336991B - Injection locked frequency divider - Google Patents

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TWI336991B
TWI336991B TW096105814A TW96105814A TWI336991B TW I336991 B TWI336991 B TW I336991B TW 096105814 A TW096105814 A TW 096105814A TW 96105814 A TW96105814 A TW 96105814A TW I336991 B TWI336991 B TW I336991B
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Taiwan
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injection
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frequency
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Sheng Lyang Jang
Yunhsueh Chuang
Shao Hwa Lee
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Univ Nat Taiwan Science Tech
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
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    • H03B19/06—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes
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    • H03B2200/0074—Locking of an oscillator by injecting an input signal directly into the oscillator

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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

1336991
三達編號·· TW3481PA 【發明内容】 本發明係有關於一種注入鎖定除頻器（Inj ecU〇n Locked Frequency Divider)，其可有效地改善傳統注入鎖定 除頻器僅能應用交互耦合電容電感共振腔振盪器 (Cross-Coupled LC Tank Oscillator)之問題，而可有效地以 哈特萊(Hanley)或考畢子（C〇ipitts)壓控振盪器為其之結 構，而貝質上具有可提升注入鎖定除頻器電路設計之彈性 及提升其應用範圍之優點。 春。根據本發明提出-種注入鎖定除頻器，包括訊號注入 單元、哈特萊壓控振盪器與偏壓單元。訊號注入單元與偏 壓單7G分別用以輸出注入訊號與輸出第一與第二電流至 ，哈特萊壓控振盡ϋ。哈特萊壓控振盪器用以接收注入訊 :號，並經由第-輸出端與第二輸出端輸出差動輸出訊號。 哈特萊壓控震盈器包括第一、第二電晶體與電容電感共振 H：路(LC Tank)。第-電晶體及第二電晶體之第—端分別 籲搞接至第-及第二輸出端，第二端輕接至第一節點。電容 電感共，腔電路包括多個電感單元與多個電容單元，以決 疋哈特萊壓控振遭器之共振頻率。電容電感共振腔電路並 跨接於第輸出端與第—電晶體之控制端，並跨接於第二 輸出端與第一電晶體之控制端，以作為第一與第二電晶體 之正迴授電路。 π 一根據本發明提出—種注人鎖定除頻器，包括訊號注入 單元與考畢子壓控缝器。訊號注入單元用以輸出注入訊 號至考畢子壓控振盪器。考畢子壓控振盈器用以接收注入 1336991
三達編號：TW3481PA 訊號，並經由第一輸出端與第二輸出端輸出差動輸出訊 號。考畢子壓控震盪器包括第一、第二電晶體、交互耦合 電晶體對及電容電感共振腔電路。第一及第二電晶體之第 一端分別耦接至第一及第二輸出端，第二端耦接至第一節 點。_父互麵合電晶體對包括第二與第四電晶體’其之第一 端接收第一電壓訊號，第二端分別耦接至第一與第二電晶 體之第一端，控制端分別耦接至第四與第三電晶體之第二 端。電容電感共振腔電路包括多個電感單元與多個電容單 元，以決定考畢子壓控振盪器之共振頻率。電容電感共振 腔電路跨接於第一輸出端與第一電晶體之控制端，並跨接 於第二輸出端與第二電晶體之控制端，以作為第一與第二 電晶體之正迴授電路。其中，電容單元中包括第三與第四 電晶體之氧化層（Oxide Layer)電容。 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉一較 佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 本實施例之注入鎖定除頻器（Injection Locked Frequency Divider)以哈特萊（Hart丨ey)壓控振盈器（v〇ltage
Controlled Oscillator)與考畢子(c〇ipitts)壓控振盪器其中 之一結合訊號注入單元來實現出注入鎖定除頻器。 第一實施例 請參照第1圖，其繪示依照本發明第一實施例之注入 1336991
三達編號：TW3481PA 中，使其更具有應用範圍較廣之優點。 综上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通 常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種 之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。
15 1336991
三達編號：TW3481PA 【圖式簡單說明】 第1圖繪示依照本發明第一實施例之注入鎖定除頻器 的電路圖。 第2圖繪示依照本發明第一實施例之注入鎖定除頻器 的另一電路圖。 第3圖繪示依照本發明第一實施例之注入鎖定除頻器 的再一電路圖。 第4圖繪示依照本發明第一實施例之注入鎖定除頻器 的再一電路圖。 第5圖繪示依照本發明第二實施例之注入鎖定除頻器 的電路圖。 第6圖繪示依照本發明第二實施例之注入鎖定除頻器 的再一電路圖。 第7圖繪示依照本發明第二實施例之注入鎖定除頻器 的再一電路圖。

Claims (1)

1336991 一 有年月卜!:T發正本 --- —--J 2010/9/丨4 修正 十、申請專利範圍： 、 1. 一種〉主入鎖定除頻器（Injecti〇n_L〇cked Frequency Divider)，包括： 一訊號注入單元，用以接收並輸出一注入訊號； 一哈特萊（Hartley)壓控振盪器，用以接收該注入訊 號，並經由一第一輸出端與一第二輸出端輸出一差動輸出 訊號，該差動輸出訊號之頻率等於一除頻頻率，該哈特萊 壓控震盪器包括： 一第一電晶體及一第二電晶體，該第一與該第二_ 電晶體之第一端分別耦接至該第一及該第二輸出端，第二 端耦接至一第一節點；及 一電容電感共振腔電路(LC Tank)，跨接於該第一 輸出端與該第一電晶體之控制端，並跨接於該第二輸出端 與該第二電晶體之控制端以作為該第一與該第二電晶體 之正迴授電路，該電容電感共振腔電路決定該哈特萊壓控 振盪器之一共振頻率，該注入訊號之頻率與該共振頻率混 頻以產生頻率等於該除頻頻率之該差動輸出訊號；以及 · 一偏壓單元，用以提供一第一電流與一第二電流至該 哈特萊壓控振盪器，以對該哈特萊壓控振盪器進行偏壓。 2. 如申請專利範圍第1項所述之注入鎖定除頻器，其 中該訊號注入單元為一直接注入式注入單元，包括一第四 電晶體’第一端與第二端分別耦接至該第一與該第二電晶 體之控制端，控制端接收該注入訊號。 3. 如申請專利範圍第1項所述之注入鎖定除頻器，其 18 · 2010/9/14 修正 主人單元為—電流源注人式注人單元，包括一第 :電曰曰體’《第三電晶體之第一端祕至該帛一節點，第 二端接收n壓訊號，控制端接收該注入訊號。 4. 如申請專利範圍第1項所述之注入鎖定除頻器，其 中该偏壓單元包括： 一:第五電晶體與一第六電晶體，該第五與該第六電晶 體之第端接收-第二電壓訊號，第二端分別搞接至該第 φ 一與該第二輸出端，控制端分別接收一第一偏壓訊號與一 ^一偏壓汛唬，該第一與該第二偏壓訊號分別用以偏壓該 第五與該第六電晶體於主動區(Active Region)以分別提供 遠第一與該第二電流。 5. 如申請專利範圍第1項所述之注入鎖定除頻器，其 中該偏壓單元包括： 一父互耦合（Cross-Coupled)電晶體對，包括一第七電 晶體與第八電晶體，該第七與該第八電晶體之第一端接收 第二電壓訊號，第二端分別轉接至該第一與該第二輸出 端，控制端分別耦接至該第二與該第一輸出端。 6·如申請專利範圍第1項所述之注入鎖定除頻器，其 中4電谷電感共振腔電路包括一第一電感單元、一第二電 感單元、一第二電感單元、一第四電感單元、一第一電容 單元與一第二電容單元，該第一至該第四電感單元依序地 地連接於該第一與該第二電晶體之控制端，該第一電 谷單元之第i^與第一端分別輕接至該第一輸出端與該 第一與該第二電感單元之耦接點，該第二電容單元之第一 1336991 2010/9/14 修j.H 端與第一端分別耦接至該第二輸出端與該第三與該第四 電感單元之耦接點。 7·如申請專利範圍第6項所述之注入鎖定除頻器，其 中δ亥哈特萊壓控振盛器更包括： 一第一可變電容（Varactor)及一第二可變電容，該第一 與该第二可變電容之第一端分別耦接至該第一與該第二 電曰B體之控制端，第二端相互耦捿以接收一第三偏壓訊 號，该第一與該第二可變電容回應於該第三偏壓訊號來改 變電容值，以改變該哈特萊壓控震盪器之該共振頻率。 8.種 /主入鎖定除頻器（Injection-Looked Frequency Divider)，包括： JL號主入單元，用以接收並提供一注入訊號；以及 一考畢子（C〇lpitts)壓控振盪器，用以接收該注入訊 號，並經由-第-輸出端與―第二輸出端輸出—差動輸出 訊號’該差動輸出訊號之頻料於—_頻率，該子 壓控震盪器包括： 一第一電晶體及一第二電晶體，該第一與該第二 電晶體之第-端分職接至該第—及該第二輸出端第二 端麵接至一第一節點； 一 一父互耦合(cross_c〇upled)電晶體對，包括一第 三電晶體與-第四電晶體’該第三與該第四電晶一 端接收第-電壓訊號’第二端分_接至該第—盘 晶 控制端分別耗接至該第四與該第:電 20 1J36991 · 2010/9/14 修正 電谷電感共振腔電路(LC Tank))，跨接於該第 :輸出端與該第-電晶體之控制端，並跨接於該第二輸出 端與该第二電晶體之控制端以作為該第—與該第二電晶 體之正迴授電路，該電容電感共振腔電路決定該考畢i曰壓 控振蘯器之-共振頻率，該注入訊號之頻率與該共振頻率 進行混頻以產生頻率等於該除頻頻率之該差動輸出訊號。 9. 如申印專利範圍第8項所述之注入鎖定除頻 •中該訊號注入單元為-直接注入式注入單元，包第; 電曰曰體，第-端與第二端分別輕接至該第一與該第二電晶 體之控制端，控制端接收該注入訊號。 10. 如申請專利範圍第8項所述之注入鎖定除頻器， 其中該訊號注人單元為-電流源注人式注人單S，包括一 第六電晶體’該第三電晶體之第一端搞接至該第一節點， 第二端接收該第一電壓訊號，控制端接收該注入訊號。 H·如申請專利範圍第8項所述之注入鎖定除頻器， •其中該電容電感共振腔電路更包括一第—電感單元、一第 -電感單元…第-電容單元、—第二電容單元、該第三 與該第四電晶體之氧化層（0xideLayer)電容，該第一與該 •第二電感單元依序地串連地連接於該第一與該第二電晶 體之控制端，該第一電容單元之第一端與第二端分別麵接 至該第-輸出端與該第一電晶體之控制端，該第二電容單 元之第-端與第二端分別麵接至該第二輸出端與該第二 電晶體之控制端，該第一與該第二電容單元之第一端更分 別耦接至該第三與該第四電晶體之氧化層電容。 21 2010/9/14 修正 苴hit申請專賴㈣8項所述之注人料除頻器； 冉中该考畢子壓控振盪器更包括： 一第一可變電容（Varactor)及一第二可變電容，該第一 與該第二可變電容之第一端分別耦接至該第一與該第二 電晶體之控制端，第二端相互輕接以接收一第二偏壓訊 號’該第一與該第二可變電容回應於該第二偏壓訊號來改 變電容值，以改變該考畢子壓控震盪器之該共振頻率。 22
1336991 TW3./|(S 丨 ΡΑ Λ r 專利申請案號
1336991 •· 1 七 修正敍 π 2010/9/14 修正 、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（1 )圖 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明：
10 :注入鎖定除頻器 12 :訊號注入單元 14 :哈特萊壓控振盪器 16 :偏壓單元 22 :電感電容共振腔電路 Τ卜Τ5 :電晶體 Cl、C2 :電容 U〜L4 :電感 Nl、Ν2、Ν3、Ν4 :節點 OUT1、OUT2 :輸出端 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵 的化學式：無
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