調變電路及其操作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明關于一種調變電路及其操作方法。
【【背景技術】】
[0002]兩點調變(two-point modulat1n)技術廣泛地應用在通信領域。兩點調變技術通過將調變數據分成兩部分:一部分被傳送到壓控振蕩器(voltage-controlledoscillator, VC0)，另一部分被傳送到積分三角調變器(delta sigma modulator, SDM)，以避免鎖相回路(phase-locked loop, PLL)頻寬限制的問題。然而，兩點調變器需要在VCO的輸入端設置數字模擬轉換器(digital to analog converter, DAC)及/或其它電路以將調變數據轉換成模擬形式，使得裝置的電源消耗增加。此外，兩調變路徑間的增益不匹配(gain mismatch)亦會造成信號失真。
[0003]因此，如何提出一種簡單、低功耗、低成本且可進行自身校正的調變電路及其操作方法，乃目前業界所致力的課題的一。
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【發明內容】
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[0004]本揭露有關于一種調變電路及其操作方法。
[0005]依據一實施例，提出一種調變電路，該調變電路包括鎖相回路電路、縮放電路以及積分三角調變器。鎖相回路電路用以回應參考信號、第一控制信號以及第二控制信號產生輸出振蕩信號。縮放電路耦接鎖相回路電路，用以回應調變數據產生第一控制信號，以控制輸出振蕩信號的頻率偏移，其中第一控制信號是一數字形式的信號。積分三角調變器用以依據調變數據產生第二控制信號，以調變鎖相回路電路的除頻器的除頻值。
[0006]依據另一實施例，提出一種調變電路的操作方法。該操作方法包括以下步驟:通過鎖相回路電路，回應參考信號、第一控制信號以及第二控制信號產生輸出振蕩信號；通過耦接鎖相回路電路的縮放電路，回應調變數據產生第一控制信號，以控制輸出振蕩信號的頻率偏移，其中第一控制信號是一數字形式的信號；通過耦接鎖相回路電路的積分三角調變器，依據調變數據產生第二控制信號，以調變鎖相回路電路的除頻器的除頻值。
[0007]為了對本發明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下:
【【附圖說明】】
[0008]圖1繪示依據本揭露一實施例的調變電路。
[0009]圖2繪示依據本揭露一實施例的振蕩模塊。
[0010]圖3繪示依據本揭露一實施例的具有增益校正能力的調變電路。
[0011]圖4繪示依據本揭露一實施例的用以校正調變電路的增益不匹配的操作方法的流程圖。
[0012]圖5繪示在增益校正期間，鎖相回路電路在不同階段的示例性時序圖。
[0013]圖6繪示依據本揭露另一實施例的調變電路。
[0014]圖7繪示依據本揭露一實施例的用以校正調變電路的增益不匹配的操作方法的流程圖。
【【具體實施方式】】
[0015]圖1繪示依據本揭露一實施例的調變電路10。調變電路10可用在基于兩點調變架構的發送器(transmitter)，以提供不同調變形式的頻率調變。如圖1所示，調變電路10經由第一輸入INl與第二輸入IN2接收調變數據MD，并產生輸出振蕩信號S_out。來自第一輸入INl的調變數據MD被轉換成第一控制信號S_cl，來自第二輸入IN2的調變數據MD被轉換成第二控制信號S_c2。
[0016]調變電路10包括鎖相回路(phase-locked loop, PLL)電路100、積分三角調變器(delta sigma modulator, SDM) 112 以及縮放電路(scalar circuit) 114。PLL 電路 100 回應參考信號S_ref、第一控制信號S_cl以及第二控制信號S_c2產生輸出振蕩信號S_out。縮放電路114耦接PLL電路100，可回應調變數據MD產生第一控制信號S_cl，以控制輸出振蕩信號S_out的頻率偏移。SDM 112依據調變數據MD產生第二控制信號S_c2，以調變PLL電路100中除頻器110的除頻值。
[0017]PLL電路100包括振蕩模塊102、相位頻率偵測器104、電荷栗106、回路濾波器108以及除頻器110。振蕩模塊102可回應來自回路濾波器108的濾波后信號S_f以及來自縮放電路114的第一控制信號S_cl產生輸出振蕩信號S_out。振蕩模塊102包括數字控制振蕩器(digital controlled oscillator, DC0) 1020 以及壓控振蕩器(voltage controlledoscillator, VC0) 1022。第一控制信號S_cl可控制DCO 1020的電容值以調整輸出振蕩信號S_out的頻率。VCO 1022可回應濾波后信號S_f進行相位鎖定(phase-locking)。
[0018]在實施例中，第一控制信號S_cl是一數字形式的信號，用以指示振蕩模塊102的估測調整增益(estimated tuning gain, Kd)。估測調整增益表示DCO 1020中頻率調整單元變化所造成的估測頻率偏移量。舉例來說，若調變數據MD對應目標頻率Ft，縮放電路114所產生的第一控制信號S_cl可由round[Ft/Kd]來表示，即指DCO 1020為達到輸出振蕩信號S_out期望的頻率偏移而需要致能/失能(activated/deactivated)的頻率調整單元數目。由于DCO 1020可由數字形式的第一控制信號S_cl來調整，故不需額外的數字模擬轉換器將調變數據MD轉換成模擬形式的信號，因此可實現簡單、低成本、低功耗的調變電路。
[0019]相位頻率偵測器104接收參考信號S_ref以及來自除頻器110的除頻后信號S_d，并偵測參考信號S_ref與除頻后信號S_d間的相位差。除頻器110接收輸出振蕩信號S_out，并回應于輸出振蕩信號S_out與第二控制信號S_c2產生除頻后信號S_d。在一實施例中，相位頻率偵測器104比較參考信號S_ref與除頻后信號S_d，并回應參考信號S_ref與除頻后信號S_d間的相位差來致能電荷栗106。當相位差趨近于零，PLL電路100進入相位鎖定狀態。
[0020]電荷栗106耦接相位頻率偵測器104的輸出，并產生與參考信號S_ref和除頻后信號S_d之間的相位差成比例的電荷量。
[0021]回路濾波器108耦接電荷栗106，可回應于測得的相位差輸出濾波后信號S_f。在一實施例中，回路濾波器108對取自電荷栗106的信號行進行濾波以產生濾波后信號S_f。振蕩模塊102可回應接收到的濾波后信號S_f控制VCO 1022的振蕩。
[0022]除頻器110耦接振蕩模塊102與相位頻率偵測器104，用以利用除頻值(例如N)對輸出振蕩信號S_out的頻率進行除頻，以產生除頻后信號S_d。通過動態地改變除頻值，除頻的平均將變成一分數，使得輸出振蕩信號S_out的等效頻率變為Fo = Fr*N.F，其中Fr表示參考信號S_ref的頻率，F表示除頻值的分數部份。因此，可藉由調變除頻值來調整輸出振蕩信號S_out的頻率。
[0023]圖2繪示振蕩模塊102的一示例性電路圖。振蕩模塊102包括LC(電感、電容)共振槽(resonant tank) 210，其包括用于DCO 1020的數字控制電容組(bank)2102以及用于VCO 1022的電壓調整電容組2104。數字控制電容組2102包括多個頻率調整單元(frequency tuning cell) TC，各頻率調整單元TC包括一或多個電容Cl以及一或多個開關SW。回應于第一控制信號S_cl，各開關SW被選擇性地開啟/關閉，使得數字控制電容組2102的電容值被改變。在此情況下，振蕩模塊102的估測調整增益是指開啟/關閉DCO1020中一個頻率調整單元TC所造成的估測頻率偏移量。
[0024]電壓調整電容組2104包括一或多個變容器(varactor)C2，其電容值是由濾波后信號S_f控制。振蕩模塊102的LC共振槽210的總共振電容值可分成兩部份:由第一控制信號S_cl決定的第一部份，以及由濾波后信號S_f決定的第二部份。其中調變數據MD主導了前者的變化，輸出振蕩信號3_0此與參考信號S_ref之間的相位差主導了后者的變化。需注意，圖2所示的振蕩器架構僅是本揭露的一種實施方式，并非用以限制本揭露。振蕩器可以不同的方式來實現，只要該振蕩器包括可回應調變數據而改變電容值的電容組。
[0025]上述的估測調整增益可能會因操作頻率、溫度及/或制程差異而改變。此外，當估測調整增益大于或小于PLL電路的第二輸入路徑上的增益(例如，SDM的增益)，頻率響應可能會嚴重地破壞輸出振蕩信號。故在部份情況中，需通過增益校正來補償差異。
[0026]圖3繪示依據本揭露一實施例的具有增益校正能力的調變電路30。調變電路30更包括相位量化器302以及校正電路304。
[0027]相位量化器302用以量化參考信號S_ref與除頻后信號S_d之間的相位差信息，以產生數字形式的量化后相位差信息。相位量化器302可例如以時間數字轉換器(time-to-digital converter, TDC)