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Bi-controlled-wide-band-VCO

IP.com Disclosure Number: IPCOM000129017D
Published in the IP.com Journal: Volume 5 Issue 10A (2005-10-25)
Included in the Prior Art Database: 2005-Oct-25
Document File: 4 page(s) / 130K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

In RF-Schaltkreisen (Radio Frequency) werden vollstaendig integrierte PLLs (Phase Lock Loops) eingesetzt. Der zentrale Bereich ist hierbei der Voltage Controlled Oszillator (VCO; siehe Abb. 1a). Dieser ist derart dimensioniert, dass er die Streuung von Produktion, Temperatur und Versorgungsspannung ausgleicht und dabei stets die gewuenschte Frequenz erzeugt. Oftmals muessen auch noch verschiedene Frequenzbaender abgedeckt werden, weshalb ein integrierter VCO ueber einen grossen Frequenzbereich steuerbar sein muss. In der CMOS-Technologie (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ist wegen der zur Verfuegung stehenden Tuning-Elemente haeufig nur eine kurze Tuning-Kennlinie erreichbar (siehe Abb. 1b). Bei einem weiten Frequenzband ergibt sich damit eine grosse Steuersteilheit (Kvco), welche unguenstig fuer das Arbeiten der PLL ist, da der VCO empfindlicher auf Stoerungen reagiert. Um dies zu verhindern, werden zumeist mehrere Kennlinien erzeugt, die in der Summe einen groesseren Bereich abdecken. Zu deren Ansteuerung ist dann aber eine Logikschaltung notwendig und eine Routine, um die richtige Kennlinie auszuwaehlen. Diese Moeglichkeiten benoetigen zusaetzlichen Platz (Koppelkondensatoren) oder Zeit (Trimmroutine).

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Bi-controlled-wide-band-VCO

Idee: Heiko Koerner, AT-Graz

In RF-Schaltkreisen (Radio Frequency) werden vollstaendig integrierte PLLs (Phase Lock Loops) eingesetzt. Der zentrale Bereich ist hierbei der Voltage Controlled Oszillator (VCO; siehe Abb. 1a). Dieser ist derart dimensioniert, dass er die Streuung von Produktion, Temperatur und Versorgungsspannung ausgleicht und dabei stets die gewuenschte Frequenz erzeugt. Oftmals muessen auch noch verschiedene Frequenzbaender abgedeckt werden, weshalb ein integrierter VCO ueber einen grossen Frequenzbereich steuerbar sein muss. In der CMOS-Technologie (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ist wegen der zur Verfuegung stehenden Tuning- Elemente haeufig nur eine kurze Tuning-Kennlinie erreichbar (siehe Abb. 1b). Bei einem weiten Frequenzband ergibt sich damit eine grosse Steuersteilheit (Kvco), welche unguenstig fuer das Arbeiten der PLL ist, da der VCO empfindlicher auf Stoerungen reagiert. Um dies zu verhindern, werden zumeist mehrere Kennlinien erzeugt, die in der Summe einen groesseren Bereich abdecken. Zu deren Ansteuerung ist dann aber eine Logikschaltung notwendig und eine Routine, um die richtige Kennlinie auszuwaehlen. Diese Moeglichkeiten benoetigen zusaetzlichen Platz (Koppelkondensatoren) oder Zeit (Trimmroutine).

Es besteht nun die Moeglichkeit, eine robuste Loesung ohne Routine und ohne Koppelkondensatoren zu erreichen, indem der VCO einen zweiten Steuereingang erhaelt (siehe Abb. 2a), welcher ein grosses Kvco aufweist, um einen weiten Frequenzbereich abzudecken. Das damit verbundene unguenstige Verhalten der hohen Tuning-Empfindlichkeit wird durch einen Tiefpass mi...