专利名称：三角波产生器,使用其的扩频时钟产生器以及相关方法
技术领域：
本发明有关于三角波产生器，使用此三角波产生器的扩频时钟产生器，以及相关 方法，特别有关于可调整三角波的调制频率以及振幅的三角波产生器，使用此三角波产生 器的扩频时钟产生器，以及相关方法。
背景技术：
在电子系统中，通常都会设置扩频时钟产生器(SSCG，Spread Spectrum Clock Generator)以产生扩频时钟信号。图1绘示了已知技术中的SSCG 100的方块图。如图1 所示，SSCG 100通常会包含相位锁相回路(PLL, Phase Locked Loop)电路101，而PLL电 路101通常会包含相位检测器(Phase Detector) 103、电荷泵(Charge Pump) 105、振荡器 (Oscillator) 107、以及除频器(Divider) 109。相位检测器103用以比较参考信号RS以及 反馈信号FB (具有反馈频率Fou)以输出相位检测信号DS。电荷泵105根据相位检测信号 DS而决定增加或减少输出的电荷以形成控制电压CV，振荡器107便根据控制电荷CV决定 输出的振荡信号OS (其具有振荡频率Fo)。除频器109除频振荡信号OS以形成反馈信号 FB。其它详细结构以及操作方式为本领域技术人员所知悉，故在此不再赘述。SSCG 100除了 PLL电路101以外，通常会还包含调制电路102。调制电路102通 常用以调制PLL电路101的振荡信号0S，使PLL电路101的频宽可以展延，如此可以减少其 电磁干扰(EMI)的现象和增进其信号质量。已知的调制电路102通常会包含三角波产生器 111、三角积分调制器115以及加法器117。三角波产生器111用以产生三角波信号TW。三 角积分调制器115会根据三角波信号TW以及反馈信号FB的差异来产生补偿参数CP。然后 加法器117会根据补偿参数CP、除频器109的原始除频参数N以及反馈信号FB来调整除频 器109的除频参数，以达到调频的目的。然而，这样的电路结构却有其缺点存在。请参阅图2，其绘示了三角波的调制频率 示意图。如图2所示，调制频率指的是三角波下数的下界至上界的范围MF，而调制幅度则是 指三角波的振幅MA。在已知技术中，调制频率和调制幅度是有关联性的，若调制频率变低， 调制幅度也跟着变小。相反地，若调制频率变高，调制幅度也跟着变大。因此，使得在做电 路设计时，须考虑调制频率和调制幅度的平衡点而增加了电路设计的困难度。
发明内容
因此，本发明的一目的在于提供一种三角波产生器，使其频率和振幅可以自由调 整而不互相干扰。本发明的一实施例揭露了一种三角波产生器，包含第一除频器，用以将第一周期 信号的第一频率除于第一正整数以产生第一除频信号；第二除频器，用以将第二周期信号 的第二频率除于第二正整数以产生第二除频信号，且第二频率实质上等于该第一频率乘以 第三正整数；以及上数/下数计数器，用以根据第一除频信号的第一除频频率及第二除频 信号的第二除频频率，产生三角波；其中，三角波的频率是等于第一除频频率，而三角波的
4振幅是由第二除频频率与第一除频频率的比值决定。本发明的另一实施例揭露了一种扩频时钟产生器，包含相位锁相回路电路，用以 产生第一周期信号及第二周期信号；以及调制信号产生器，用以根据三角波产生调制信号。 调制信号产生器包含三角波产生器，用以根据第一周期信号的第一频率产生三角波的频率 及第二周期信号的第二频率和第一频率产生三角波的振幅。本发明的另一实施例揭露了一种三角波产生方法，包含将第一周期信号的第一 频率除于第一正整数以产生第一除频信号；将第二周期信号的第二频率除于第二正整数以 产生第二除频信号，且第二频率实质上等于第一频率乘以第三正整数；以及根据第一除频 信号的第一除频频率及第二除频信号的第二除频频率，由三角波产生器产生三角波；其中， 三角波的频率是等于第一除频频率，而三角波的振幅是由第二除频频率与第一除频频率的 比值决定。经由上述的实施例，本领域技术人员可轻易得知相对应的三角波产生方法，信号 调制方法以及相位锁相方法，故在此不再赘述。根据上述的实施例，可使三角波的频率和振幅可以自由调整而不互相干扰，进而 让使用此三角波产生器的调制电路可自由调整其调制频率和调制幅度。
图1绘示了已知技术中的PLL系统100的方块图。图2绘示了三角波的调制频率示意图。图3绘示了根据本发明的实施例的三角波产生器、调制电路以及相位锁相回路系 统的电路图。图4绘示了上下计数器如何产生三角波的示意图。图5绘示了对应图3的电路结构的三角波产生方法。[主要元件标号说明]100扩频时钟产生器109、111 除频器300三角波产生器102、301 调制电路303扩频时钟产生器305第一除频器307第二除频器113,309上数/下数计数器101,311相位锁相回路电路115、315三角积分调制器117、317 加法器103、321相位检测器105、323 电荷泵107、325 振荡器327第三除频器
401 405 步骤
具体实施例方式在说明书及上述的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领 域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说 明书及上述的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能 上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及上述的请求项当中所提及的「包含」为开放 式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。以外，「耦接」一词在此是包含任何直接及间接 的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电 气连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。图3绘示了根据本发明的实施例的三角波产生器300、调制电路301以及扩频时 钟产生器(SSCG, Spread Spectrum Clock Generator) 303的电路图。如图3所示，根据本 发明的实施例的三角波产生器300包含第一除频器305、第二除频器307以及上数/下数 计数器309。第一除频器305具有第一除频参数L (为正整数)，用以除频反馈信号FB以产 生具有第一除频频率的第一除频信号DISp第二除频器307具有第二除频参数M(为正整 数)以除频振荡信号OS来产生具有第二除频频率的第二除频信号DIS2。上数/下数计数 器309用以产生一三角波，该上数/下数计数器309的计数频率(即三角波的调制频率) 实质上等于第一除频信号DIS1的第一除频频率，而上数/下数计数器309的上界和下界的 间隔(即三角波的振幅MA)是由第一除频频率以及第二除频频率的比值来决定。如何决定 三角波的振幅MA将在底下详细说明。PLL电路311跟图1的PLL电路101 —样，亦包含相 位检测器321、电荷泵323、振荡器325、以及第三除频器327。底下将利用图4说明上数/下数计数器309如何产生三角波。如图4所示，首先 要给予一初始值来决定三角波的上界HB或下界LB其中之一(即决定第一极值或第二极 值)。上数/下数计数器309根据第一除频信号DIS1的正缘或负缘，自初始值(即上界HB 或下界LB)开始上数或下数。且上数/下数计数器309根据第二除频信号DIS2的第二除 频频率，决定在反馈信号FB中，每一半周期内的计数次数及计数间隔。简单来说，先由第一 除频信号DIS1的第一除频频率来决定三角波的调制频率，然后决定三角波的上界或下界， 再由第二除频信号DIS2的第二除频频率决定计数间隔，因此第一除频频率和第二除频频率 的比值可以决定出三角波的振幅。详细来说，上数/下数计数器309的计数频率可由公式(一)来决定。0SF/N/L = MF公式(一)其中OSF为输出信号OS的频率，N为PLL电路311的第三除频器327的第三除频 参数，L为第一除频器305的第一除频参数，而MF为上数/下数计数器309的计数频率(即 三角波的调制频率)而上数/下数计数器309的两临界值(上数上界(HB)以及下数下界(LB))可由 公式(二)来决定。(0SF/M) / (0SF/N/L) /2 = MA = HB-LB公式(二 ) 在一实施例中，上界是通过给予上数/下数计数器309 —参数来决定，因此可给予 一初始值若将振荡信号OS的频率0SF、第三除频器327的第三除频参数N亦予以固定。则三角波的振幅(HB-LB)便可由更改第一除频参数L和第二除频参数M(亦即更改第一除频 频率以及第二除频频率的比值)来决定。举例来说，若振荡信号OS的频率为1GHz、反馈信 号FB的频率为10MHz，第一除频参数L设为332、第三除频参数N为100，上界HB为470。则 调制频率为 10MHz/332 = 30. 12KHz，下界 LB = HB-(16600/M)。若 M 设成 100，则下界 LB = 304，调制幅度等于470-304 = 166。若M设成50，则下界LB = 138，调制幅度等于470-138 =332。因此，通过改变第二除频参数M，则可在不变动调制频率的情况下，改变调制幅度。 反之，若将第二除频参数M固定住而改变第一除频参数L，则可在不变动调制幅度的情况 下，改变调制频率。如前所述，当上数/下数计数器309产生三角波TW之后会将三角波TW 传送给三角积分调制器315，然后三角积分调制器315会将补偿参数CP传送给加法器317。 之后的操作已描述于图1的相关说明中，故在此不再赘述。须注意的是，上述的电路结构仅用以举例，并非用以限定本发明。根据本发明的实 施例的三角波产生器并不限定使用于调制电路。而使用根据本发明的实施例的三角波产生 器的调制电路亦不限定于使用在相位锁相回路上。根据图3所示的实施例，可得到一相对应的三角波产生方法，其包含图5所示的步 骤步骤501将第一周期信号(例如图3的反馈信号FB)的第一频率除于第一正整数以产生 第一除频信号(例如图3的第一除频信号DIS1)。步骤503将第二周期信号(例如图3的振荡信号OS)的第二频率除于第二正整数以产生 第二除频信号(例如图3的第二除频信号DIS2)，且第二频率实质上等于该第一频率乘以 第三正整数。步骤505根据第一除频信号的第一除频频率及该第二除频信号的第二除频频率，由三角波 产生器产生三角波。根据上述的实施例，可使三角波的频率和振幅可以自由调整而不互相干扰，进而 让使用此三角波产生器的调制电路可自由调整其调制频率和调制幅度。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
一种三角波产生器，包含第一除频器，用以将第一周期信号的第一频率除于第一正整数以产生第一除频信号；第二除频器，用以将第二周期信号的第二频率除于第二正整数以产生第二除频信号，且该第二频率实质上等于该第一频率乘以第三正整数；以及上数/下数计数器，用以根据该第一除频信号的第一除频频率及该第二除频信号的第二除频频率，产生三角波；其中，该三角波的频率是等于该第一除频频率，而该三角波的振幅是由该第二除频频率与该第一除频频率的比值决定。
2.根据权利要求1所述的三角波产生器，其中该上数/下数计数器是根据一初始值决 定该振幅的第一极值，而该振幅的第二极值是由该初始值和该比值决定。
3.根据权利要求2所述的三角波产生器，其中该上数/下数计数器根据该第一除频信 号的正缘或负缘其中之一，上数该初始值。
4.根据权利要求1所述的三角波产生器，其中该上数/下数计数器根据该第二除频频 率，决定在该第一周期信号中，每一半周期内的计数次数及计数间隔。
5.根据权利要求2所述的三角波产生器，其中当该第一极值为该振幅的最大值时，该 第二极值为该振幅的最小值，且该第一极值与该第二极值的差由该比值决定。
6.根据权利要求5所述的三角波产生器，其中当该第一极值为该振幅的最大值时，该 上数/下数计数器根据该第一除频信号的正缘或负缘其中之一，下数该初始值。
7.—种扩频时钟产生器包含相位锁相回路电路，用以产生第一周期信号及第二周期信号；以及调制信号产生器，用以根据三角波产生调制信号，包含三角波产生器，用以根据该第一周期信号的第一频率产生该三角波的频率及该第二周 期信号的第二频率和该第一频率产生该三角波的振幅。
8.根据权利要求7所述的扩频时钟产生器，其中该调制信号用以调整除频参数，且根 据该除频参数和该第二频率，该相位锁相回路电路调整该第一频率。
9.根据权利要求7所述的扩频时钟产生器，其中该三角波产生器，包含第一除频器，用以将该第一周期信号的该第一频率除于第一正整数以产生第一除频信号；第二除频器，用以将该第二周期信号的该第二频率除于第二正整数以产生第二除频信 号，且该第二频率实质上等于该第一频率乘以第三正整数；以及上数/下数计数器，用以根据该第一除频信号的第一除频频率及该第二除频信号的第 二除频频率，产生该三角波；其中，该频率是等于该第一除频频率，而该振幅是由该第二除频频率与该第一除频频 率的比值决定。
10.根据权利要求9所述的扩频时钟产生器，其中该上数/下数计数器根据一初始值决 定该振幅的第一极值，而该振幅的第二极值是由该初始值和该比值决定。
11.根据权利要求10所述的扩频时钟产生器，其中该上数/下数计数器根据该第一除 频信号的正缘或负缘其中之一，上数该初始值。
12.根据权利要求9所述的扩频时钟产生器，其中该上数/下数计数器根据该第二除频频率，决定在该第一周期信号中，每一半周期内的计数次数及计数间隔。
13.根据权利要求10所述的扩频时钟产生器，其中当该第一极值为该振幅的最大值 时，该第二极值为该振幅的最小值，且该第一极值与该第二极值的差由该比值决定。
14.根据权利要求13所述的扩频时钟产生器，其中当该第一极值为该振幅的最大值 时，该上数/下数计数器根据该第一除频信号的正缘或负缘其中之一，下数该初始值。
15.一种三角波产生方法，包含将第一周期信号的第一频率除于第一正整数以产生第一除频信号；将第二周期信号的第二频率除于第二正整数以产生第二除频信号，且该第二频率实质 上等于该第一频率乘以第三正整数；以及根据该第一除频信号的第一除频频率及该第二除频信号的第二除频频率，由三角波产 生器产生三角波；其中，该三角波的频率是等于该第一除频频率，而该三角波的振幅是由该第二除频频 率与该第一除频频率的比值决定。
16.根据权利要求15所述的三角波产生方法，其中还包含根据一初始值决定该振幅的 第一极值，而该振幅的第二极值是由该初始值和该比值决定。
17.根据权利要求15所述的三角波产生方法，其中还包含根据该第一除频信号的正缘 或负缘其中之一，上数该初始值。
18.根据权利要求15所述的三角波产生方法，其中还包含根据该第二除频频率，决定 在该第一周期信号中，每一半周期内的计数次数及计数间隔。
19.根据权利要求16所述的三角波产生方法，其中当该第一极值为该振幅的最大值 时，该第二极值为该振幅的最小值，且该第一极值与该第二极值的差由该比值决定。
20.根据权利要求19所述的三角波产生方法，其中当该第一极值为该振幅的最大值 时，该上数/下数计数器根据该第一除频信号的正缘或负缘其中之一，下数该初始值。
全文摘要
一种三角波产生器，包含第一除频器，用以将第一周期信号的第一频率除于第一正整数以产生第一除频信号；第二除频器，用以将第二周期信号的第二频率除于第二正整数以产生第二除频信号，且第二频率实质上等于该第一频率乘以第三正整数；以及上数/下数计数器，用以根据第一除频信号的第一除频频率及第二除频信号的第二除频频率，产生三角波；其中，三角波的频率是等于第一除频频率，而三角波的振幅是由第二除频频率与第一除频频率的比值决定。
文档编号H03K4/06GK101882923SQ20091013804
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月4日 优先权日2009年5月4日
发明者巫国雄, 赖佳良, 韩松融 申请人:智原科技股份有限公司