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    • 专利摘要:
    Eine amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300) umfasst einen Oszillator zum Bereitstellen eines Frequenzsignals (102) mit einer steuerbaren Signalamplitude DOLLAR I1, einer Teilerschaltung (200) zur Frequenzteilung des Frequenzsignals (102), wobei der Teilerschaltung (200) eine Mindestamplitude des Frequenzsignals (102) zugeordnet ist und wobei die Teilerschaltung (200) ausgebildet ist, um ein geteiltes Frequenzsignal (104) mit einer vorbestimmten Qualität auszugeben, wenn die Signalamplitude DOLLAR I2 größer oder gleich als die Mindestamplitude ist. Ferner umfasst die amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300) eine Steuereinrichtung zum Steuern der Signalamplitude DOLLAR I3 des Frequenzsignals (102), wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, um die Signalamplitude DOLLAR I4 derart zu steuern, dass sie größer oder gleich der Mindestamplitude ist. Durch eine solche amplitudengesteuerte Oszialltorschaltung (300) ist es möglich, auf einfache und kostengünstige Weise sicherzustellen, dass das geteilte Frequenzsignal (104) beispielsweise innerhalb eines weiten Temperaturbereichs eine vorbestimmte Qualität hat.
    公开号:DE102004005261A1
    申请号:DE200410005261
    申请日:2004-02-03
    公开日:2005-08-25
    发明作者:Heiko Körner
    申请人:Infineon Technologies AG；
    IPC主号:H03C3-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Oszillatorschaltung, und insbesonderebetrifft die vorliegende Erfindung eine elektronische Oszillatorschaltung,deren Oszillatoramplitude steuerbar ist.
    [0002] BeiLC-Oszillatoren ist es oftmals notwendig, neben der Frequenz aucheine bestimmte Ausgangsamplitude zu garantieren. Durch eine solche bestimmteAusgangsamplitude soll eine sichere Ansteuerung von dem LC-Oszillatornachgeschalteten Schaltungen gewährleistetwerden. Eine solche, einem LC-Oszillator nachgeschaltete Schaltungkann beispielsweise eine Frequenz-Teilerschaltung (= Divider) sein,wie sie z.B. in 6 dargestelltist. Die Frequenz-Teilerschaltung 600 umfassthierbei einen Eingang IN zum Anlegen eines Signals mit der Frequenzf0. Der Eingang IN der Teilerschaltung 600 umfasstvorzugsweise einen ersten Eingangsanschluss 602 und einenzweiten Eingangsanschluss 604 zwischen denen ein Differenzsignalanlegbar ist. Ferner umfasst die Teilerschaltung 600 einenersten Arbeitstransistor T1, einen zweiten Arbeitstransistor T2,einen dritten Arbeitstransistor T3 und einen vierten ArbeitstransistorT4. Ferner umfasst die Teilerschaltung 600 eine erste Stromquelle 606 undeine zweite Stromquelle 608. Zusätzlich umfasst die Teilerschaltung 600 achtweitere Transistoren, die in der nachfolgenden Beschreibung alsfünfterTransistor T5 bis zwölfterTransistor T12 bezeichnet werden. Hierbei sind die Transistorenbeispielsweise als selbstsperrende n-Kanal Enhancement-MOSFETs auszulegen. Alternativist auch die Verwendung von npn-Bipolar-Tansistorenmöglich.Bei der Wahl von MOS-Transistoren als Arbeitstransistoren T1 bisT4 weisen diese hierbei ein gleiches Verhältnis von einer KanalweiteW zu einer KanallängeL auf. Zusätzlichumfasst die Teilerschaltung 600 einen ersten Widerstand R1, einenzweiten Widerstand R2, einen dritten Widerstand R3 und einen viertenWiderstand R4. Außerdemweist die Teilerschaltung 600 einen Ausgang OUT mit einemersten Ausgangsanschluss 610 und einem zweiten Ausgangsanschluss 612 sowieeinen Versorgungsspannungsanschluss 614 und einen Masseanschluss 616 auf.Zwischen dem ersten Ausgangsanschluss 610 und dem zweitenAusgangsanschluss 612 ist eine Wechselspannung abgreifbar, wobeieine Frequenz f0 der am Ausgang OUT abgreifbarenWechselspannung der Hälfteder Frequenz f0 eines am Eingang IN anliegendenSignals entspricht.
    [0003] Jederder in 6 dargestelltenTransistoren T1 bis T12 weist einen Steuereingang 620 sowieeinen ersten Anschluss 622 und einen zweiten Anschluss 624 auf.Aus Gründender Übersichtlichkeit isteine Kennzeichnung des Steuereingangs 620, des ersten Anschlusses 622 sowiedes zweiten Anschlusses 624 in 6 lediglich am ersten ArbeitstransistorT1 eingezeichnet. Die Kennzeichnung des Steueranschlusses 620 sowiedes ersten Anschlusses 622 und des zweiten Anschlusses 624 geltenjedoch fürdie weiteren in 6 dargestelltenTransistoren T2 bis T12 analog, wobei der erste Anschluss 622 derjeweiligen Transistoren jeweils durch den in 6 dargestellten oberen Anschluss undder zweite Anschluss 624 der jeweiligen Transistoren durchden unteren Anschluss gebildet ist. Zur Verschaltung der vorstehendgenannten Elemente der Teilerschaltung 600 ist zu sagen,dass der erste Eingangsanschluss 602 des SchaltungseingangsIN mit dem Steueranschluss des zweiten Arbeitstransistors T2 unddem Steueranschluss des dritten Arbeitstransistors T3 leitfähig verbundenist. Der zweite Eingangsanschluss 604 des SchaltungseingangsIN ist leitfähig mitdem Steueranschluss 620 des ersten Arbeitstransistors T1sowie dem Steueranschluss des vierten Arbeitstransistors T4 verbunden.Weiterhin ist der zweite Anschluss 624 des ersten Arbeitstransistors T1leitfähigmit dem zweiten Anschluss des zweiten Arbeitstransistors T2 verbunden.Ferner ist der zweite Anschluss 624 des ersten ArbeitstransistorsT1 überdie erste Stromquelle 606 mit dem Masseanschluss 616 verbundenund der zweite Anschluss des dritten Ar beitstransistors T3 mit demzweiten Anschluss des vierten Arbeitstransistors T4 leitfähig verbunden.Weiterhin ist der zweite Anschluss des dritten ArbeitstransistorsT3 überdie zweite Stromquelle 608 mit dem Masseanschluss 616 verbunden. Fernersind der zweite Anschluss des fünftenTransistors T5 und der zweite Anschluss des sechsten TransistorsT6 leitfähigmit dem ersten Anschluss 620 des ersten ArbeitstransistorsT1 verbunden. Analog hierzu sind der zweite Anschluss des siebten TransistorsT7 und der zweite Anschluss des achten Transistors T8 leitfähig mitdem ersten Anschluss des zweiten Arbeitstransistors T2 verbunden.Ebenfalls analog hierzu sind der zweite Anschluss des neunten TransistorsT9 und der zweite Anschluss des zehnten Transistors T10 leitfähig mitdem ersten Anschluss des dritten Arbeitstransistors T3 verbunden.Weiterhin sind der zweite Anschluss des elften Transistors T11 undder zweite Anschluss des zwölftenTransistors T12 leitfähigmit dem ersten Anschluss des vierten Arbeitstransistors T4 verbunden.Der ersten Anschluss des fünftenTransistors T5 ist leitfähigmit dem Steueranschluss des siebten Transistors T7, dem ersten Anschlussdes achten Transistors T8, dem Steueranschluss des zehnten TransistorsT10 und überden Widerstand R1 mit dem Versorgungsanschluss 614 verbunden.Weiterhin ist der erste Anschluss des sechsten Transistors T6 leitfähig mitdem ersten Anschluss des siebten Transistors T7, dem Steueranschlussdes achten Transistors T8, dem Steueranschluss des neunten TransistorsT9 und überden Widerstand R2 mit dem Versorgungsspannungsanschluss 614 verbunden.Ferner ist der erste Anschluss des neunten Transistors T9 mit demersten Ausgangsanschluss 610, dem Steuereingang des elftenTransistors T11, dem ersten Anschluss des zwölften Transistors T12, demSteueranschluss des fünftenTransistors T5 und überden Widerstand R3 mit dem Versorgungsanschluss 614 leitfähig verbunden.Weiterhin ist der erste Anschluss des zehnten Transistors T10 mitdem ersten Anschluss des elften Transistors T11, dem Steueranschlussdes zwölften TransistorsT12, dem Steueranschluss des sechsten Transistors T6, dem zweitenAusgangsanschluss 612 und ü ber den Widerstand R4 leitfähig mitdem Versorgungsanschluss 614 verbunden.
    [0004] Umdie Teilerschaltung 600 in Betrieb zu nehmen ist nun zwischenden Versorgungsanschluss 614 und den Masseanschluss 616 eineVersorgungsspannung anzulegen, durch die eine maximal am AusgangOUT der Teilerschaltung 600, d.h. zwischen dem ersten Ausgangsanschluss 610 unddem zweiten Ausgangsanschluss 612 über die Widerstände R3 undR4 anliegende Spannung definiert ist. Durch ein am Eingang IN, d.h.zwischen dem ersten Eingangsanschluss 602 und dem zweitenEingangsanschluss 604 anzulegendes Spannungssignal können nundie Arbeitstransistoren TI bis T4 derart angesteuert werden, dassein am Eingang IN der Teilerschaltung 600 anliegendes Signalmit der Frequenz f0 auf eine Weise umgeformtwird, dass am Ausgang OUT der Teilerschaltung 600 ein nahezurechteckförmiges Signalmit der Hälfteder am Eingang IN angelegten Frequenz f0 ausgegebenwird. Der Pegel des Rechecksignals schwankt hierbei im wesentlichenzwischen der dem Potential des Versorgungsspannungsanschlusses 614 undeinem Niedrig-Spannungspegel („low"-Pegel), der vondem Massepotential durch die zweite Stromquelle 608 entkoppeltist. Durch die erste Stromquelle 606 und die zweite Stromquelle 608 fließt dabeijeweils der Strom I0. Anzumerken ist andieser Stelle weiterhin, dass sämtlicheSpannungen gegen ein Potenzial des Masseanschlusses 616 über entsprechendeStromquellen entkoppelt sind. Das Potenzial der Transistoren T5 bisT12 wird somit durch das Potenzial des Versorgungsanschlusses 614 bestimmt,währenddas Potenzial der Arbeitstransistoren T1 bis T4 durch das VCO-Potenzialund die Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen 602 und 604 bestimmtwird.
    [0005] Umeine vorgesehene Frequenzteilung ausführen zu können, wird somit eine erstebistabile Schaltungsgruppe mit den Transistoren T1, T2, T5, T6,T7 und T8 sowie eine zweite bistabile Schaltungsgruppe mit den TransistorenT3, T4, T9, T10, T11 und T12 miteinander verschaltet, so dass die erstebistabile Schaltungsgruppe die zweite bistabile Schaltungsgruppeansteuert und umgekehrt. Fürein solches Frequenzteilungsschaltverhalten der Teilerschaltung 600 bestehtjedoch eine Bedingung darin, dass die Arbeitstransistoren T1 bisT4 und die Transistoren T5 bis T12 nahezu wie ideale Schalter wirken.Dies ist nur dann sichergestellt, wenn eine am Eingang IN anliegendeSpannungsamplitude Û ausreichendgroß ist,so dass die Arbeitstransistoren TI bis reichend groß ist, sodass die Arbeitstransistoren T1 bis T4 entweder nahezu verlustlosdurchschalten oder nahezu ideal sperren. Ist die zwischen dem erstenEingangsanschluss 602 und dem zweiten Eingansanschluss 604 anliegendeSpannungsamplitude Û nichtausreichend groß,schalten die Arbeitstransistoren T1 bis T4 nicht ideal durch, wodurchsich ein am Ausgang OUT der Teilerschaltung 600 resultierendesSignal ergibt, das durch teilweise hohe Pegelschwankungen beeinträchtigt ist,die teilweise außerhalbeines Toleranzbereichs zwischen den Idealpegeln von null Volt bzw.der Versorgungsspannung liegen. Wird ein solches Ausgangssignalmit hohen Pegelschwankungen nunmehr für eine weitere, der Teilerschaltung 600 nachgeordnetenSchaltung verwendet, kann die einwandfreie Funktion der nachgeordnetenSchaltung nicht sichergestellt werden.
    [0006] Besondersproblematisch wirkt sich ein solches Verhalten einer Oszillatorschaltungdann aus, wenn eine hohe Temperaturabhängigkeit der Spannungsamplitude Û des Oszillatorsam Eingang IN, d.h. einer Amplitude zwischen dem ersten Eingangsanschluss 602 unddem zweiten Eingangsanschluss 604 besteht. Bei einer derartigenhohen Temperaturabhängigkeitkann somit eine fehlerfreie Funktionsweise einer Oszillatorschaltungmit einem Oszillator und der in 6 dargestelltenTeilerschaltung 600 nicht mehr sichergestellt werden. Insbesonderebedeutet dies, dass die Qualitätdes am Ausgang OUT der Teilerschaltung 600 anliegendenfrequenzgeteilten Signals stark temperaturabhängig ist.
    [0007] Einesolche Temperaturabhängigkeitder Oszillatoramplitude ist in 7A dargestellt.Um sicherzustellen, dass eine Oszillator schaltung möglichst temperaturunabhängig ist,kann beispielsweise ein hoher aber konstanter Strom in den spannungsgesteuertenOszillator eingespeist werden, um eine derart hohe Oszillatoramplitude Û zu erhalten,die nach einer Frequenzteilung durch die Teilerschaltung 600 nochdie benötigteQualitätaufweist. Eine solche benötigteQualitätder Oszillatoramplitude Û kann beispielsweisedarin bestehen, dass sich der Pegel der Oszillatoramplitude Û lediglichinnerhalb eines Toleranzbereiches um die beiden oben angeführten Idealpegelschwankt. Ein hierzu notwendigerweise einzuspeisender Strom Icontrol ist beispielsweise in 7B dargestellt. Ein derartigesVorgehen weist jedoch den Nachteil auf, dass in einigen Temperaturbereichen,insbesondere bei niedrigen Temperaturbereichen, bei denen die durchden Oszillator bereitgestellte Signalamplitude Û für ein ausreichend präzises Schaltverhaltender Teilerschaltung 600 auch ohne zusätzlichen Speisestrom genügend groß ist, zuvielStrom in den Oszillator eingespeist wird, wodurch sich dessen Verlusteunnötigerhöhen.
    [0008] Dervorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässigereund verlustärmereOszillatorschaltung gegenübereiner herkömmlichenOszillatorschaltung zu schaffen, wobei die zu schaffende Oszillatorschaltungzusätzlich nochkostengünstigherstellbar sein soll.
    [0009] DieseAufgabe wird durch eine amplitudengesteuerte Oszillatorschaltunggemäß Anspruch1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer amplitudengesteuertenOszillatorschaltung gemäß Anspruch17 gelöst.
    [0010] Dievorliegende Erfindung schafft eine amplitudengesteuerte Oszillatorschaltungmit folgenden Merkmalen: einem Oszillator zum Bereitstelleneines Frequenzsignals mit einer steuerbaren Signalamplitude; einerTeilerschaltung zur Frequenzteilung des Frequenzsignals, wobei derTeilerschaltung eine Mindestamplitude des Frequenzsignals zugeordnetist, und wobei die Teilerschaltung ausgebildet ist, um ein geteiltesFrequenzsignal mit einer vorbestimmten Qualität auszugeben, wenn die Signalamplitudegrößer odergleich als die Mindestamplitude ist; und einer Steuereinrichtungzum Steuern der Signalamplitude des Frequenzsignals, wobei die Steuereinrichtungausgebildet ist, um die Signalamplitude derart zu steuern, dasssie größer odergleich der Mindestamplitude ist.
    [0011] Fernerschafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eineramplitudengesteuerten Oszillatorschaltung, wobei die amplitudengesteuerteOszillatorschaltung einen Oszillator zum Bereitstellen eines Frequenzsignalsmit einer steuerbaren Signalamplitude, eine Teilerschaltung zurFrequenzteilung des Frequenzsignals, wobei der Teilerschaltung eineMindestamplitude des Frequenzsignals zugeordnet ist, und wobei dieTeilerschaltung ausgebildet ist, um ein geteiltes Frequenzsignalmit einer vorbestimmten Qualitätauszugeben, wenn die Signalamplitude größer oder gleich als die Mindestamplitudeist und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Signalamplitude desFrequenzsignals umfasst, wobei die Steuereinrichtung ausgebildetist, um die Signalamplitude derart zu steuern, dass sie größer oder gleichder Mindestamplitude ist, mit folgenden Schritten: Bereitstellendes Frequenzsignals unter Verwendung des Oszillators; Teilendes Frequenzsignals unter Verwendung der Teilerschaltung um eingeteiltes Frequenzsignal mit einer schlechteren Qualität als dievorbestimmt Qualitätbereitzustellen; Steuern der Signalamplitude derart, dass dasgeteilte Frequenzsignal die vorbestimmte Qualität erreicht.
    [0012] Dervorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Teilerschaltungdann ein geteiltes Frequenzsignal mit einer vorbestimmten Qualität ausgebenkann, wenn ein der Teilerschaltung zugeführtes Frequenzsignal eine Signalamplitudeaufweist, die größer alseine Mindestamplitude ist. Dabei kann die Signalamplitude des vondem Oszillator bereitgestellten Frequenzsignals durch eine Steuereinrichtungderart gesteuert werden, dass die Signalamplitude des Frequenzsignalsgrößer odergleich als die Mindestamplitude ist.
    [0013] Einederart ausgelegte Oszillatorschaltung weist den Vorteil auf, dassdurch die Steuereinrichtung nunmehr sichergestellt werden kann,dass die vom Oszillator ausgegebene Signalamplitude des Frequenzsignalsimmer mindestens so groß ist,dass sie größer odergleich als die Mindestamplitude ist, die die Teilerschaltung zurAusgabe eines geteilten Frequenzsignals mit der vorbestimmten Qualität benötigt. Durcheine solche Steuerung könnensomit beispielsweise Temperatureinflüsse ausgeglichen werden, indembeispielsweise die Signalamplitude des von dem Oszillator ausgegebenenFrequenzsignals in vorbestimmten Situationen durch eine geeigneteMaßnahmeerhöhtwerden kann.
    [0014] Gemäß einembevorzugten Ausführungsbeispielsder vorliegenden Erfindung weist die Teilerschaltung eine Amplitudendetektionseinrichtungauf, mit der es möglichist, die Teilerschaltung zum Detektieren der Signalamplitude desOszillators zu verwenden, um ein Amplitudendetektionssignal auszugeben.Eine derart ausgestaltete Oszillatorschaltung bietet den Vorteil,das Amplitudendetektionssignal ohne eine zusätzliche Detektionsschaltungbereitstellen zu können.Vielmehr kann die in der Oszillatorschaltung bereits vorhandeneTeilerschaltung durch eine einfache Modifikation als Detektorschaltungeingesetzt werden, wodurch sich gegenüber einer separaten DetektorschaltungHerstellungskosten reduzieren lassen. Dies resultiert insbesonderedaraus, dass sich eine zur Detektion der Signalamplitude des Frequenzsignalsnotwendige Bauteilanzahl bei Verwendung der Teilerschaltung gegenüber einer separatenDetektorschaltung reduzieren lässt.
    [0015] Fernerkann das Frequenzsignal in bestimmten Situationen einen Gleichanteilumfassen. Gemäß einembevorzugten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung kann die Teilerschaltung zusätzlich eineGleichanteilsdetektionseinrichtung umfassen, durch welche ein Detektierendes Gleichanteils erfolgen kann. Eine derart ausgestaltete Oszillatorschaltungbietet den zusätzlichenVorteil, dass nunmehr nicht nur Abweichungen der Signalamplitudedes Frequenzsignals detektiert werden können, vielmehr sind auch Offset-Gleichspannungsanteiledes Frequenzsignals detektierbar, wodurch sich der Einsatzbereicheiner derart ausgestalteten Oszillatorschaltung gegenüber einerherkömmlichenOszillatorschaltung deutlich vergrößern lässt.
    [0016] Gemäß einemweiteren Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung kann die Amplitudendetektionseinrichtungeinen Transistor mit einem Steueranschluss und einem ersten undzweiten gesteuerten Anschluss umfassen und die Gleichanteilsselektionseinrichtungeinen Referenztransistor mit einem Steueranschluss und einem erstenund zweiten gesteuerten Anschluss umfassen, wobei der Steueranschlussdes Transistors mit dem Steueranschluss des Referenztransistorsund der erste gesteuerte Anschluss des Transistors mit dem erstengesteuerten Anschluss des Referenztransistors gekoppelt ist. Hierdurchist es möglich,unter Zuhilfenahme eines Widerstandes des Referenztransistors einenGleichspannungsarbeitspunkt des Transistors zu erfassen. Eine derartausgebildete Oszillatorschaltung bietet somit den Vorteil, lediglichdurch die Verwendung von Abgriffspunkten für das Amplitudendetektionssignal unddie Verwendung eines einzelnen, kostengünstig herstellbaren Referenztransistorsbereits einen Gleichanteil des Frequenzsignals detektieren zu können. Einederart ausgestaltete Oszillatorschaltung bietet somit durch einenlediglich geringen Zusatzaufwand gegenüber einer herkömmlichenOszillatorschaltung eine deutlich vergrößerte Flexibilität des Einsatzbereichs.
    [0017] Gemäß einemweiteren bevorzugten Ausführungsbeispielumfasst die Teilerschaltung eine Stromquelle zum Bereitstellen einesStromes durch den Transistor und eine Referenzstromquelle zum Bereitstelleneines Referenzstromes durch den Referenztransistor, wobei ein Verhältnis desReferenzstromes zu dem Strom von einem Verhältnis eines Quotienten einerKanalweite durch eine Kanallänge desReferenztransistors zu einem Quotienten einer Kanalweite durch eineKanallängedes Transistors abhängigist. Hierdurch ist es möglich,bei einer Wahl eines niedrigen Quotienten einer Kanalweite und einerKanallängeim Referenztransistor gegenübereinem entsprechenden Quotienten einer Kanalweite und einer Kanallänge desTransistors auch lediglich einen geringen Referenzstrom durch denReferenztransistor gegenüberdem Strom durch den Transistor zu führen. Dies bietet den Vorteil,durch die Verwendung von geringen Strömen die durch den Stromfluss über denReferenztransistor entstehende Verlustleistung zu minimieren, wodurchsich eine Oszillatorschaltung mit einer im Vergleich zu einer herkömmlichenOszillatorschaltung großenFlexibilität beigeringem zusätzlichemVerlust realisieren lässt.
    [0018] Einbevorzugtes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegendenZeichnungen nähererläutert.Es zeigen:
    [0019] 1 einBlockdiagramm einer phasenverriegelten Regelschleife mit einer erfindungsgemäßen amplitudengesteuertenOszillatorschaltung;
    [0020] 2 einSchaubild eines Ausführungsbeispielseiner Teilerschaltung der erfindungsgemäßen amplitudengesteuerten oszillatorschaltung;
    [0021] 3 einBlockschaltbild eines Ausführungsbeispielseiner amplitudengesteuerten Oszillatorschaltung mit der in 2 dargestelltenTeilerschaltung;
    [0022] 4 einSimulationsdiagramm einer Spannung unter Verwendung der in 2 dargestellten Teilerschaltung;
    [0023] 5A und 5B zweiSimulationsdiagramme, die die Oszillatorampli tude und den Oszillatorstrom über dieTemperatur bei Verwendung der in 2 dargestelltenTeilerschaltung wiedergeben;
    [0024] 6 einBlockschaltbild einer herkömmlichenTeilerschaltung; und
    [0025] 7A und 7B zweiSimulationsdiagramme, die die Oszillatorampli tude und den Oszillatorstrom über dieTemperatur bei Verwendung der in 6 dargestelltenTeilerschaltung wiedergeben.
    [0026] Inder nachfolgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispielsder vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenenZeichnungen dargestellten und ähnlichwirkenden Elemente gleiche oder ähnlicheBezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibungdieser Elemente verzichtet wird.
    [0027] 1 zeigtein Blockdiagramm einer phasenverriegelten Regelschleife. Die phasenverriegelte Regelschleife 100 umfassthierbei einen VCO (VCO = Voltage Controlled Oscillator = spannungsgesteuerterOszillator), eine Teilerschaltung (= modifizierter Divider), einenPhasenvergleicher, eine Ladungspumpe (= Charge Pump) und ein Schleifenfilter(= Loop-Filter). Der spannungsgesteuerte Oszillator VCO kann einFrequenzsignal 102 an die Teilerschaltung ausgeben. DieTeilerschaltung kann das empfangene Frequenzsignal 102 mitdem Faktor N teilen und ein hieraus ermitteltes geteiltes Frequenzsignal 104 anden Phasenvergleicher ausgeben. Der Phasenvergleicher kann das empfangenegeteilte Frequenzsignal 104 mit einem Referenzfrequenzsignal 106 vergleichen,um ein Vergleichsignal 108 zu ermitteln, das an die Ladungspumpeausgegeben werden kann. Die Ladungspumpe erhöht die Leistung des von demPhasenvergleicher erhaltenen Vergleichssignals 108 undkann ein Ladungspumpensignal 110 an das Schleifenfilterausgeben. Das Schleifenfilter kann aus dem Ladungspumpensignal 110 einFiltersignal 112 ermitteln, welches nunmehr direkt zur Steuerungder Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators VCO an denselbenausgebbar ist. Um nunmehr eine fehlerfreie Funktion des Phasenvergleicherszu ermöglichen,ist sicherzustellen, dass das von der Teilerschaltung ausgegebenegeteilte Frequenzsignal 104 eine vorbestimmte Qualität aufweist.Diese vorbestimmte Qualitätkann beispielsweise darin bestehen, dass das geteilte Frequenzsignal 104 einRechtecksignal mit einem vordefinierten „high"- und einem vordefinierten „low"-Pegel ist, dessen Pegelwerte im wesentlichenmaximal innerhalb eines vordefinierten Toleranzbereiches zwischenden vordefinierten „high"- und „low"-Pegeln schwanken. Beispielsweiseentspricht der „high"-Pegel dabei im wesentlichender an die Oszillatorschaltung anlegbaren Versorgungsspannung Vddwährendder „low"-Pegel einem Spannungspegelentspricht, der beispielsweise um 500 mV unterhalb des „high"-Pegels liegt. DasSignal (Rechtecksignal) „schwimmt" sozusagen unterdem Versorgungspegel Vdd mit einer Spitzen-Spitzen-Spannung zwischen dem „high"- und „low"-Pegel von 500 mVmit und ist wie voranstehend dargestellt gegenüber dem Massepotential durchdie zweite Stromquelle 608 entkoppelt. Wie vorstehend beschriebenwurde, ist es hierzu jedoch erforderlich, dass das von dem spannungsgesteuertenOszillator VCO ausgegebene Frequenzsignal 102 eine Signalamplitudeaufweist, die größer oder gleicheiner vorbestimmten Mindestamplitude von beispielsweise 200 mV ist.Um sicherzustellen, dass das von dem spannungsgesteuerten Oszillatorausgegebene Frequenzsignal 102 eine derart große Signalamplitudeaufweist, kann gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung die amplitudengesteuerte Oszillatorschaltungeine Amplitudensteuerung 120 umfassen, in welcher in derTeilerschaltung bereits ein Amplitudensteuerungssignal 122 ermitteltwerden kann, das übereinen Steuerstrom Icontrol dem spannungsgesteuertenOszillator VCO zuführbarist. Durch das Amplitudenregelungssignal 122 lässt sichlediglich die Signalamplitude des Frequenzsignals 102 steuern;die Steuerung der Frequenz bzw. der Phase des Frequenzsignals 102 kann durchden Steuerzweig des Frequenzsignals mit dem Phasenvergleicher, derLadungspumpe und dem Schleifenfilter erfolgen. Wie nachfolgend dargestellt wird,sind im Steuerzweig der Amplitudensteuerung 120 noch weitereKomponenten angeordnet.
    [0028] 2 zeigtein bevorzugtes Ausführungsbeispielfür eineTeilerschaltung. Die Teilerschaltung 200 entspricht derTeilerschaltung (= modifizierter Divider) aus 1.Weiterhin entspricht die in 2 dargestellteTeilerschaltung 200 bis auf einige nachfolgend näher erläuterte Unterscheidungsmerkmaleder in 6 dargestellten herkömmlichen Teilerschaltung 600.Auf eine detaillierte Beschreibung der übereinstimmenden Merkmale derTeilerschaltung 200 mit der Teilerschaltung 600 aus 6 wirdan dieser Stelle verzichtet. Gegenüber der in 6 dargestelltenTeilerschaltung 600 ist in der in 2 dargestelltenTeilerschaltung 200 ein Abgriffspunkt zum Abgreifen einerAmplitudendetektionsspannung UAmpl gegenein Potenzial des Masseanschlusses 616 vorgesehen, wobeider Abgriffspunkt zum Abgreifen der AmplitudendetektionsspannungUAmpl leitfähig mit dem zweiten Anschluss 624 deszweiten Arbeitstransistors T2 verbunden ist. Das Potenzial des Abgriffspunkteszum Abgreifen der Amplitudendetektionsspannung UAmpl istsomit durch das Potenzial des ersten Eingangsanschlusses 602 sowiedem Spannungsabfall (Gate-Source-Spannungsabfall) am zweiten ArbeitstransistorT2 und einem Strom über dieerste Stromquelle 606 bestimmt. Ferner weist die Teilerschaltung 200 einenReferenztransistor TRef auf, dessen Steueranschlussmit dem ersten Eingangsanschluss 602, dessen erster Anschlussmit dem ersten Anschluss des ersten Arbeitstransistors T2 und dessenzweiter Anschluss übereine Referenzstromquelle 202 mit dem Masseanschluss 616 verbunden ist.Ferner weist die Teilerschaltung 200 einen Abgriffspunktzum Abgreifen einer Referenzspannung URef gegenein Potenzial des Masseanschlusses 616 auf, der mit demzweiten Anschluss des Referenztransistors TRef verbundenist. Das Potenzial des Abgriffspunktes zum Abgreifen der Referenzspannung URef ist somit durch das Potenzial des erstenEingangsanschlusses 602 sowie dem Spannungsabfall (Gate-Source-Spannugunsabfall)am Referenztransistor TRef und einem Strom über eineReferenzstromquelle 202 bestimmt. Durch eine derart modifizierte Teilerschaltung 200 gegenüber einerherkömmlichen Teilerschaltung 600 istes somit möglich,allein durch die Verwendung eines Referenztransistors TRef und demBereitstellen von zwei Spannungsabgriffsmöglichkeiten für die Amplitudendetektionsspannung UAmpl und die Referenzspannung URef durcheine minimale Veränderungder herkömmlichenTeilerschaltung 600 eine deutliche Erhöhung der Einsetzbarkeit derTeilerschaltung 200 zu erreichen.
    [0029] Weiterhinsollten der zweite Arbeitstransistor T2 und der ReferenztransistorTRef derart ausgelegt sein, dass sie beimBetrieb der Teilerschaltung 200 die gleiche Stromdichteaufweisen. Hierbei ist zu berücksichtigen,dass, um die Verlustleistung möglichst geringzu halten, der überden Referenztransistor TRef fließende Strommöglichstklein sein sollte. Dies lässt sichinsbesondere dadurch realisieren, dass der Referenztransistor TRef einen Quotienten einer Kanalweite W zueiner KanallängeL des leitfähigenKanals des beispielsweise in MOS-Technik ausgebildeten Transistorsaufweist, der beispielsweise um einen Faktor 2/n (n ∊ R,n > 2) kleiner istals ein Verhältnis einerKanalweite W zu einer KanallängeL des beispielsweise ebenfalls in MOS-Technik ausgebildeten zweitenArbeitstransistors T2 (ohne Ausschluss der Allgemeinheit wäre jedochauch eine Wahl von n ≤ 2 möglich).Für einenderart ausgelegten Referenztransistor TRef istnunmehr zu beachten, dass der durch die Referenzstromquelle 202 demReferenztransistor TRef eingeprägte Stromauch um den Faktor n kleiner ist als der Strom I0,der durch die erste Stromquelle 606 dem ersten ArbeitstransistorT1 und dem zweiten Arbeitstransistor T2 eingeprägt ist.
    [0030] Wirddas Kriterium der gleichen Stromdichte im Referenztransistor TRef und dem zweiten Arbeitstransistor T2beachtet, kann überden Referenztransistor TRef der Gleichanteilder am Eingang IN der Tei lerschaltung 200 anliegenden Spannungermittelt werden. Dieser Gleichanteil der am Eingang IN anliegendenSpannung steht insbesondere in einem vordefinierten Zusammenhangzu dem Arbeitspunkt des zweiten Arbeitstransistors T2, wobei dieseArbeitspunkt-Spannunggerade durch die Verwendung des Referenztransistors TRef ermittelt,und überdie Referenzspannung URef ausgegeben werdenkann. Demgegenüberkann durch die Amplitudendetektionsspannung UAmpl ermitteltwerden, welche Signalamplitude Û desam Eingang IN anliegenden Frequenzsignals vorliegt. In der in 2 dargestelltenTeilerschaltung 200 wird somit die AmplitudendetektionsspannungUAmpl am Fußpunkt der Differenzstufe aus demersten Arbeitstransistor T1 und dem zweiten Arbeitstransistor T2abgegriffen. Bei dieser Spannung wird somit ein Gleichrichteffektder Differenzstufe ausgenutzt und es liegt somit näherungsweiseeine gleichgerichtete Spannung der am Eingang IN anliegenden Spannungvor. Andererseits wird in der Teilerschaltung 200 über denkleineren Referenztransistor TRef die ReferenzspannungURef erzeugt, die den Gleichspannungsarbeitspunkt(DC-Arbeitspunkt) des zweiten Arbeitstransistors T2 nachbildet.Dieser Referenztransistor TRef wird voneinem Strom I0/n durchflossen, welcher inder Referenzstromquelle 202 erzeugt wird. Wie bereits ausgeführt, isthierbei zu beachten, dass die Stromdichte in dem ReferenztransistorTRef die gleiche ist, wie in den jeweiligenArbeitstransistoren T1 bis T4. Dieser Zusammenhang wird durch dasVerhältnisn ausgedrückt.Um die Verlustleistung möglichstgering zu halten, wird ein großerWert fürn angestrebt, allerdings nur soweit, bis Randeffekte der verwendetenArbeitstransistoren T1 bis T4 störendwerden. Übereine derartige Auslegung der Teilerschaltung 200, d.h.insbesondere der konstanten Stromdichte wird somit eine Konstanzder abgreifbaren Amplitudendetektionsspannung UAmpl undder Referenzspannung URef über beispielsweise dieTemperatur und die Versorgungsspannung erreicht.
    [0031] 3 zeigtein Blockschaltbild der in 1 dargestelltenAmplitudensteuerung mit dem Amplitudensteuersignal 122.Die in 3 dargestellte amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung 300 stellt insbesondereein detaillierteres Blockschaltbild der in 1 dargestelltenAmplitudensteuerung 120 dar. Die in 3 dargestellteamplitudengesteuerte Oszillatorschaltung umfasst wiederum den Oszillator, dieTeilerschaltung (= modifizierter Divider), ein Tiefpass-Filter sowieeinen OTA-Verstärker(OTA = Operational Transconductance Amplifier). Wie in 1 bereitsdargestellt ist, liefert der Oszillator das Frequenzsignal 102 anden modifizierten Dividierer. Das Frequenzsignal 102 weisthierbei eine zeitabhängige SignalamplitudeU(t) auf, die im Zeitverlauf t durch die Formel U(t)= Û·sin(2ωf0t)charakterisiert ist. Hierbei istdie Oszillatorsignalamplitude 0 proportional zu dem SteuerstromIcontrol. In der Teilerschaltung erfolgtvorzugsweise eine Frequenzteilung auf die Hälfte der Frequenz des Frequenzsignals 102.Dies wird in 3 am Ausgang der Teilerschaltungdurch die Bezeichnung f0/2 verdeutlicht, dieauf die halbe Frequenz f0/2 des geteiltenFrequenzsignals 104 in Bezug auf die Frequenz f0 des Frequenzsignals 102 hinweist.Ferner ist aus der Teilerschaltung die Amplitudendetektionsspannung UAmpl auskoppelbar, die proportional zu dergleichgerichteten Signalamplitude mit folgendem Zusammenhang ist: UAmpl = |Û·sin(2ωf0t)|.
    [0032] Fernerist aus der Teilerschaltung 200 die Referenzspannung URef auskoppelbar. Die AmplitudendetektionsspannungUAmpl sowie die Referenzspannung URef könnenferner jeweils einem eigenen Tiefpass-Filterzweig des Tiefpass-Filters zugeführt werden,woraus aus der Amplitudendetektionsspannung UAmpl einegeglätteteAmplitudendetektionsspannung U -Ampl und ausder Referenzspannung URef eine geglättete Referenzspannung U -Ref bestimmt werden kann. Die geglättete Amplitudendetektionsspannung U -Ampl ist jeweils proportional zur Signalamplitude Û des Frequenzsignals 102 unddie geglätteteReferenzspan nung U -Ref ist hierbei konstant. ImOTA-Verstärkerkann nachfolgend beispielsweise die Differenz aus der geglätteten Amplitudendetektionsspannung0Ampl sowie der geglättetenReferenzspannung IJRef gebildet und mit einem konstanten Faktorg gewichtet werden. Hieraus kann ein Strom IOTA ermittelt werden,der den folgenden Zusammenhang aufweist: IOTA = g·(U -Ampl – U -Ref)
    [0033] Alternativkann auch zuerst das Amplitudendetektiossignal UAmpl unddas Gleichanteilsdetektionssignal URef zumBereitstellen des Steuersignals IOTA verwendetwerden, woran anschließendeine Glättungdes Steuersignals IOTA, beispielsweise durch dasgenannte Tiefpass-Filter,durchgeführtwerden kann.
    [0034] Fernerweist die in 3 dargestellt amplitudengesteuerteOszillatorschaltung 300 einen konstanten Strom Iconst auf, mit dem der Oszillator gespeistwird. Um nun die Signalamplitude Ü des Frequenzsignals 102 zusteuern, wird aus dem konstanten Speisestrom Iconst einKontrollstrom Icontrol durch die folgendeFormel gebildet: Icontrol =Iconst – IOTA
    [0035] Fernerweist die amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung 300 einenStabilisierungskondensator CStabilisierung auf,der eine Regelgeschwindigkeit bzw. eine Steuergeschwindigkeit derAmplitudensteuerung 120 herabsetzt und somit die Amplitudensteuerungbzw. den in 3 dargestellten Amplitudenregelkreisstabilisiert.
    [0036] DieFunktionsweise der in 3 dargestellten Amplitudensteuerunglässt sichwie folgt beschreiben. Zunächstkann die Oszillatorschaltung 300 in Betrieb genommen werden,wobei der Oszillator ein Frequenzsignal 104 mit einer Signalamplitude Û ausgibt,durch die eine Frequenzteilung mit der Teilerschaltung nicht zueinem geteilten Frequenzsignal 104 führt, das die vorbestimmte Qualität aufweist. Hierbeilässt sichdurch die Amplitudensteuerung 120, insbesondere durch dieVerwendung der geglättetenAmplitudendetektionsspannung U -Ampl und der geglätteten Referenzspannung U -Ref der OTA-Verstärker derart steuern, dass ereinen VerstärkerstromIOTA zum Erhöhen der Signalamplitude Û des Oszillators ausgibt.Hierdurch kann der Oszillator derart gesteuert werden, dass er ansprechendauf den VerstärkerstromIOTA eine Signalamplitude Û des Frequenzsignals 102 ausgibt,bei der eine Frequenzteilung mit Hilfe der Teilerschaltung 200 ineinem geteilten Frequenzsignal 104 mit der vorbestimmtenQualitätresultiert.
    [0037] 4 zeigtein exemplarisches Simulationsdiagramm, das einen möglichenZusammenhang einer Differenz der geglätteten Amplitudendetektionsspannung U -Ampl und der geglätteten Referenzspannung U -Ref in Abhängigkeit auf die von dem Oszillator ausgegebeneSignalamplitude Û wiedergibt.Hierbei ist auf der Abszisse die Oszillatoramplitude Û, d.h. dieSignalamplitude, in der Einheit Volt aufgetragen, während aufder Ordinate die Differenzspannung U -Ampl – U -Ref nach dem Tiefpass-Filter in mV aufgetragenist. Aus 4 wird ersichtlich, dass dieDifferenzspannung nach dem Tiefpass-Filter mit zunehmend größerer Oszillatoramplitude0 steigt.
    [0038] Die 5A und 5B zeigenSimulationsdiagramme der Oszillatoramplitude 0 sowie des OszillatorstromsIcontrol in Bezug auf die Temperatur. In 5A istdie Abnahme der Oszillatoramplitude Û in Bezug auf eine zunehmendeErhöhungder Temperatur ersichtlich. Hierbei zeigt sich anhand der Ordinatenskalierungeine deutlich geringere Variationsbandbreite der Oszillatoramplitude Û bei einerVerwendung der Amplitudensteuerung 120 gegenüber derin 7A dargestellten Variationsbandbreite einer herkömmlichenOszillatorschaltung, was zu einer deutlich besseren Steuerbarkeitund somit zu einer deutlich verbesserten Temperaturcharakteristikder erfindungsgemäßen Oszillatorschaltungbeiträgt.In 5B ist der Oszillatorstrom Icontrol inAbhängigkeit vonder Temperatur unter Verwendung der in 3 detailliertdargestellten amplitudengesteu erten Oszillatorschaltung 300 wiedergegeben.Hierbei wird die größere Variationsbreitedes Oszillatorstroms Icontrol gegenüber derin 7B dargestellten Variationsbreite einer herkömmlichenOszillatorschaltung ersichtlich, woraus ein Funktionieren der Steuerungder Signalamplitude Û desOszillators erkennbar ist.
    [0039] Abhängig vonden Gegebenheiten kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreibeneiner amplitudengesteuerten Oszillatorschaltung in Hardware oderin Software implementiert werden. Die Implementierung kann auf einemdigitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder CD mitelektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einemprogrammierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahrenausgeführtwird. Allgemein besteht die Erfindung somit auch in einem Computerprogrammproduktmit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcodezur Durchführungdes erfindungsgemäßen Verfahrens,wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Rechner abläuft. Mit anderenWorten ausgedrückt,kann die Erfindung somit als ein Computerprogramm mit einem Programmcodezur Durchführungdes Verfahrens realisiert werden, wenn das Computerprogramm aufeinem Computer abläuft.
    [0040] Zusammenfassendist zu sagen, dass eine Regelung mit einem extra Detektor für die Oszillatoramplitudevermieden wird, die den Nachteil hätte, dass weitere Bauteilenotwendig sind und auch zusätzlicherStrom verbraucht wird. Meist stellt der Detektor auch eine zusätzlicheLast dar, die vom Oszillator noch angesteuert werden muss. Bei Oszillatoren,denen ein Divider (= Teilerschaltung) nachgeschaltet ist, können dieseNachteile umgangen werden, und zwar durch Modifikation des Dividers.Mit dieser Veränderungist es beispielsweise möglich, eineDifferenzspannung proportional zur Schwingamplitude Û des Oszillatorszu erzeugen. Somit lässtsich diese Spannung füreine Amplitudenbestimmung bzw. eine Amplitudenregelung nutzen.
    [0041] Dieshat den Vorteil, dass zusätzlichnur wenige und kleine Bauelemente notwendig sind und der zusätzlicheStrom sehr gering gehalten werden kann und auch keine weitere Belastungvom Oszillator auftritt. Weiterhin ist der zusätzliche Platzbedarf gegenüber einemzusätzlichenDetektor gering zu halten.
    [0042] EinherkömmlicherDivider hat den Aufbau, wie in 6 zu sehenist. Der modifizierte Divider besitzt einige zusätzliche Elemente, wie in 2 dargestelltist. Dabei ist es unerheblich, ob der Divider in MOS-, NMOS-, CMOS-oder in Bipolar-Technologie realisiert ist.
    [0043] Indiesem modifizierten Divider wird die Spannung UAmpl amFußpunktder Differenzstufe abgegriffen. Bei dieser Spannung wird der Gleichrichteffektder Differenzstufe ausgenutzt und es liegt somit näherungsweiseeine gleichgerichtete Oszillatorspannung vor.
    [0044] Andererseitswird im Divider übereinen kleineren Referenztransistor TRef eineSpannung URef erzeugt, die den DC-Arbeitspunktnachbildet. Dieser Referenztransistor TRef wirdmit einem zusätzlichen StromI0/n durchflossen, welcher in einer eigenen Stromquelle 202 erzeugtwird. Dabei ist es zu beachten, dass die Stromdichte in dem Referenztransistor TRef die gleiche ist, wie in den jeweiligenArbeitstransistoren T1 bis T4. Dieser Zusammenhang wird durch dasVerhältnisn ausgedrückt.Anstatt eines einzelnen Referenztransistors TRef kannauch mit vielen kleinen Einzeltransistoren, die seriell oder parallel geschaltetsind, ein gutes Matching-Verhalten erreicht werden. Es ist ein großes n angestrebt,allerdings nur soweit, bis Randeffekte der Transistoren störend werden.Somit wird eine Konstanz überTemperatur und Versorgungsspannung erreicht.
    [0045] Beideerzeugten Spannungen aus dem Divider werden über ein Tiefpass-Filter geglättet. Dessen Grenzfrequenzsollte unterhalb der Arbeitsfrequenz f0 desOszillators liegen. Die Differenz dieser so erzeugten Spannungenist damit proportional zur Oszillatoramplitude Û und wird in dem nachfolgenden OTA-Verstärker ineinen äquivalentenStrom umgesetzt.
    [0046] DieserStrom wird zur Steuerung der VCO-Amplitude Û benutzt. Somit ergibt sichein Regelkreis, welcher die Amplitude Û annähernd konstant hält.
    [0047] Derabgebildete Regelkreis besitzt eine Kapazität CStabilisierung,welche die Regelgeschwindigkeit herabsetzt und somit den Regelkreisstabilisiert.
    [0048] Dieeigentliche Steuerung der VCO-Amplitude erfolgt durch den eingespeistenStrom Icontrol, der durch Differenzbildungmit einem konstanten Iconst erzeugt wird. Über eineinterne Strombank wird dieser Control-Strom vervielfacht und istsomit direkt fürdie Amplitude im Resonanzkreis verantwortlich. Diese Steuerung derAmplitude kann natürlichauf einem anderen Weg erfolgen.
    [0049] DieseArt der Regelung ist somit günstigfür Oszillatoren,denen ein Divider nachgeschaltet ist, wie es vor allem bei PLL's (= phasenverriegelteRegelschleife) der Fall ist.
    [0050] Abschließen istzu sagen, dass durch die Erfindung eine amplitudengesteuerte Oszillatorschaltungmit einem Oszillator zum Bereitstellen eines Frequenzsignals miteiner Spannungsamplitude definiert ist, wobei die Spannungsamplitudedurch eine Steuergröße steuerbarist. Weiterhin ist umfasst die Erfindung vorzugsweise eine Teilerschaltungzum Umformen des Frequenzsignals, wobei die Teilerschaltung vorzugsweiseeinen Transistor umfasst und wobei die Teilerschaltung ausgebildetist, um ein Steuersignal und ein Referenzsignal bereitzustellen,wobei das Steuersignal von einem Wechselanteil des Frequenzsignalsabhängigist und das Referenzsignal von einem Gleichanteil des Frequenzsignalsabhängigist.
    [0051] Außerdem umfasstdie Erfindung vorzugsweise eine Steuerschaltung, die ausgebildetist, um die Steuergröße zu liefern.
    100 Blockdiagrammeiner phasenverriegelten Regelschleife 102 Frequenzsignal 104 geteiltesFrequenzsignal 106 Referenzsignal 108 Vergleichssignal 110 Ladungspumpensignal 112 Frequenzsteuerungssignal 120 Amplitudensteuerung 122 Amplitudensteuerungssignal 200 Teilerschaltung 202 Referenzstromquelle T1 ErsterArbeitstransistor T2 ZweiterArbeitstransistor TRef Referenztransistor T3 DritterArbeitstransistor T4 VierterArbeitstransistor T5 Fünfter Transistor T6 SechsterTransistor T7 SiebterTransistor T8 AchterTransistor T9 NeunterTransistor T10 ZehnterTransistor T11 ElfterTransistor T12 Zwölfter Transistor R1 ErsterWiderstand R2 ZweiterWiderstand R3 DritterWiderstand R4 VierterWiderstandIN Eingangder Teilerschaltung 200 OUT Ausgangder Teilerschaltung 200 Û Signalamplitudedes Oszillators UAmpl Amplitudendetektionssignal URef Referenzsignal,Gleichanteilsdetektionssignal 300 AmplitudengesteuerteOszillatorschaltung U -Ampl Geglättetes Amplitudendetektionssignal U -Ref Geglättetes Gleichanteilsdetektionssignal OTA OTA-Verstärker IOTA Verstärkerstrom Iconstant Speisestrom Icontrol Amplitudensteuerstrom C StabilisierungStabilisierungskondensator 600 HerkömmlicheTeilerschaltung 602 ErsterEingangsanschluss 604 ZweiterEingangsanschluss 606 ErsteStromquelle 608 ZweiteStromquelle 610 ErsterAusgangsanschluss 612 ZweiterAusgangsanschluss 614 Versorgungsanschluss 616 Masseanschluss 620 Steueranschlussdes ersten Arbeitstransistors T1 622 Erstergesteuerter Anschluss des ersten Arbeitstransistors T1 624 Zweitergesteuerter Anschluss des ersten Arbeitstransistors T1
    权利要求:
    Claims (18)
    [1] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)mit folgenden Merkmalen: einem Oszillator zum Bereitstelleneines Frequenzsignals (102) mit einer steuerbaren Signalamplitude (Û); einerTeilerschaltung (200) zur Frequenzteilung des Frequenzsignals(102), wobei der Teilerschaltung (200) eine Mindestamplitudedes Frequenzsignals (102) zugeordnet ist, und wobei dieTeilerschaltung (200) ausgebildet ist, um ein geteiltesFrequenzsignal (104) mit einer vorbestimmten Qualität auszugeben,wenn die Signalamplitude (Û)größer odergleich als die Mindestamplitude ist; und seiner Steuereinrichtungzum Steuern der Signalamplitude (Û) des Frequenzsignals (102),wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, um die Signalamplitude(Û) derartzu steuern, dass sie größer odergleich der Mindestamplitude ist.
    [2] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß Anspruch1, bei der die Teilerschaltung (200) ferner eine Amplitudendetektionseinrichtung zumDetektieren der Signalamplitude (Û) umfasst, wobei die Amplitudendetektionseinrichtungausgebildet ist, ein Amplitudendetektionssignal (UAmpl)auszugeben, und wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, umdie Steuerung basierend auf dem Amplitudendetektionssignal (UAmpl) durchzuführen.
    [3] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß Anspruch2, bei der die Steuereinrichtung ein Tiefpass-Filter zum Filterndes Amplitudendetektionssignals (UAmpl)umfasst, wobei das Tiefpass-Filter ausgebildet ist, um ein geglättetes Amplitudendetektionssignal(U -Ampl) bereitzustellen, und wobei die Steuereinrichtungausgebildet ist, um die Steuerung basierend auf dem geglätteten Amplitudendetektionssignal(U -Ampl) durchzuführen.
    [4] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß Anspruch3, bei der die Steuereinrichtung einen Verstärker (OTA) zum Verstärken desgeglättetenAmplitudendetektionssignals (U -Ampl) umfasst,wobei der Verstärkerausgebildet ist, um ansprechend auf das geglättete Amplitudendetektionssignal(U -Ampl) ein Steuersignal (IOTA)zum Steuern der steuerbaren Signalamplitude (Û) bereitzustellen.
    [5] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß einemder Ansprüche2 bis 4, die einen Masseanschluss (616) aufweist und beider die Amplitudendetektionseinrichtung einen Transistor (T2) mit einemSteueranschluss und einem ersten und zweiten gesteuerten Anschlussumfasst, wobei das Amplitudendetektionssignal (UAmpl)eine Spannung zwischen dem zweiten gesteuerten Anschluss des Transistors(T2) und dem Masseanschluss (616) ist.
    [6] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß Anspruch5, bei der der Transistor (T2) ein MOS-Transistor ist.
    [7] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß Anspruch1 bis 6, bei der das Frequenzsignal (102) einen Gleichanteilumfasst, wobei die Teilerschaltung (200) ferner eine Gleichanteilsdetektionseinrichtungzum Detektieren des Gleichanteils aufweist und wobei die Gleichanteilsdetektionseinrichtungausgebildet ist, ein Gleichanteilsdetektionssignal (URef)auszugeben.
    [8] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß Anspruch3 und 7, bei der das Tiefpass-Filter ferner ausgebildet ist, dasGleichanteilsdetektionssignal (URef) zufiltern, um ein geglättetes Gleichanteilssignal(URef) bereitzustellen.
    [9] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß den Ansprüchen 4 und8, bei der der Verstärker(OTA) ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Differenz (U -Ampl – U -Ref) des geglätteten Amplitudendetektionssignals(U -Ampl) und des geglätteten Gleichanteilsignals(U -Ref) das Steuersignal (IOTA)bereitzustellen.
    [10] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß Anspruch5 und einem der Ansprüche7 bis 9, wobei die Gleichanteilsdetektionseinrichtung einen Referenztransistor(TRef) mit einem Steueranschluss sowie einemersten und zweiten gesteuerten Anschluss umfasst und wobei der Steueranschluss desTransistors (T2) mit dem Steueranschluss des Referenztransistors(TRef) gekoppelt ist, der erste gesteuerteAnschluss des Transistors (T2) mit dem ersten gesteuerten Anschlussdes Referenztransistors (TRef) gekoppeltist, der zweite gesteuerte Anschluss des Referenztransistors (TRef) übereine Stromquelle (202) mit dem Masseanschluss (616)gekoppelt ist und das Gleichanteilssignal (URef)eine Spannung zwischen dem zweiten gesteuerten Anschluss des Referenztransistors(TRef) und einem Potenzial des Masseanschlussesist.
    [11] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß Anspruch10, bei der der Referenztransistor (TRef)ein MOSTransistor ist.
    [12] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß Anspruch11, bei der die Teilerschaltung (200) eine Stromquelle(606) zum Bereitstellen eines Stromes durch den Transistor(T2) und eine Referenzstromquelle (202) zum Bereitstelleneines Referenzstromes (I0/n) durch den Referenztransistor(TRef) umfasst, wobei ein Verhältnis desReferenzstromes (I0/n) zu dem Strom (I0) von einem Verhältnis (n) eines Quotienteneiner Kanalweite (W) und einer Kanallänge (L) des Referenztransistors(TRef) und einem Quotienten einer Kanalweite(W) und einer Kanallänge(L) des Transistors (T2) abhängigist.
    [13] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß einemder Ansprüche7 bis 12, bei der die Gleichanteilsdetektionseinrichtung zumindesteinen weiteren Referenztransistor (TRef)umfasst, der parallel oder seriell zum Referenztransistor (TRef) geschaltet ist.
    [14] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß einemder Ansprüche1 bis 12, bei der das geteilte Frequenzsignal (102) danndie vorbestimmte Qualitätaufweist, wenn ein Spannungspegel des geteilten Frequenzsignals(104) im wesentlichen eine Mindestamplitude zwischen einemersten vordefinierten Schaltpegel und einem zweiten vordefiniertenSchaltpegel aufweist, wobei der erste Schaltpegel im wesentlicheneiner an die amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)anlegbaren Versorgungsspannung entspricht und der zweite Schaltpegelniedriger als der erste Schaltpegel ist.
    [15] Amplitudengesteuerte Oszillatorschaltung (300)gemäß einemder Ansprüche1 bis 14, bei der die Mindestamplitude gleich 200 mV ist.
    [16] Phasenverriegelte Regelschleife mit folgendem Merkmal: eineramplitudengesteuerten Oszillatorschaltung (300) gemäß einemder Ansprüche1 bis 15.
    [17] Verfahren zum Betreiben einer amplitudengesteuertenOszillatorschaltung (300), wobei die amplitudengesteuerteOszillatorschaltung einen Oszillator zum Bereitstellen eines Frequenzsignals(102) mit einer steuerbaren Signalamplitude (Û), eineTeilerschaltung (200) zur Frequenzteilung des Frequenzsignals(102), wobei der Teilerschaltung (200) eine Mindestamplitudedes Frequenzsignals (102) zugeordnet ist und wobei dieTeilerschaltung (200) ausgebildet ist, um ein geteiltesFrequenzsignal (104) mit einer vorbestimmten Qualität auszugeben,wenn die Signalamplitude (Û)größer odergleich als die Mindestamplitude ist und eine Steuereinrichtung zum Steuernder Signalamplitude (Û)des Frequenzsignals (102), wobei die Steuereinrichtungausgebildet ist, um die Signalamplitude (Û) derart zu steuern, dasssie größer odergleich der Mindestamplitude ist, umfasst, mit folgenden Schritten: Bereitstellendes Frequenzsignals (102) unter Verwendung des Oszillators; Teilendes Frequenzsignals (102) unter Verwendung der Teilerschaltung(200), um ein geteiltes Frequenzsignal (104) miteiner schlechteren Qualitätals die vorbestimmte Qualitätbereitzustellen; Steuern der Signalamplitude (Û) des Frequenzsignals(102) derart, dass das geteilte Frequenzsignal (104)die vorbestimmte Qualitäterreicht.
    [18] Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung desVerfahrens nach Anspruch 17, wenn das Programm auf einem Computerabläuft.
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    DE200410005261|DE102004005261B4|2004-02-03|2004-02-03|Amplitudengeregelte Oszillatorschaltung und Verfahren zum Betreiben einer amplitudengeregelten Oszillatorschaltung|DE200410005261| DE102004005261B4|2004-02-03|2004-02-03|Amplitudengeregelte Oszillatorschaltung und Verfahren zum Betreiben einer amplitudengeregelten Oszillatorschaltung|
    US11/037,381| US7170359B2|2004-02-03|2005-01-18|Amplitude-controlled oscillator circuit and method for operating an amplitude-controlled oscillator circuit|
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