CN1762090A - 在电压控制振荡器电路中可减低时钟馈通效应的切换式电容电路及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种切换式电容电路，用于一电压控制振荡器中，用以减低时钟馈通效应，降低因而产生的瞬时频率飘移情形。藉由渐进式地将该切换式电容电路自一通路状态切换至一断路状态，时钟馈通效应即可被减低到最小。多个不同大小的开关组件用来选择性地将一电容自一内部电容性节点切换至接地点。当将该切换式电容电路切换至断路状态时，多个控制讯号会被依序切换，依照开关组件的大小顺序，由大到小让所述开关组件断路。在最小的开关组件的控制端前可以再加上一个低通滤波器，以更进一步减低时钟馈通效应。

Description

在电压控制振荡器电路中可减低时钟馈通效应
的切换式电容电路及其方法 技术领域
本发明涉及一种切换式电容电路，特别是涉及一种使用于电压控制振荡 器内的切换式电容电路， 可用来减低时钟馈通效应， 也因此可以防止电压控 制振荡器产生频率飘移的现象。 背景技术
电压控制振荡器（voltage controlled oscillator, VC0)是一个常使用 于无线通讯*** ( wireless communication systems ) 中, 执行频率合成 ( frequency synthesis ) 工作的组件。 例如 Welland 等人于美国专利第 6,226,506 号的专利中所述， 无线通讯***通常需要在接收路径电路 ( receive path circuitry )以及传送路径电路 ( transmit path circuitry ) 上执行频率合成的工作。
图 1为已知技术一电压控制振荡器 10的示意图。 图 1中用于频率合成 器的 LC式电压控制振荡器 10包含有一共振腔（ resonator ),基本的共振腔 结构则包含有一电感 12, 耦合于一第一振荡节点 0SC-P与一第二振荡节点 0SC-N 之间。 一连续式（continuously)可变电容 14 以及多个离散式 (discretely)可变电容 16与电感 12并联。 连续式可变电容 14用来对一目 标电容值进行微调的工作（fine tuning), 至于多个离散式可变电容 16则 是用来进行粗调的工作（coarse tuning )。 而电容与电感并联所造成的电阻 损失 ( resistive loss ) 贝 'J由负电阻值产生器 ( negative resistance generator) 18进行补偿， 以维持***的振荡。
在所述离散式可变电容 16 中的每一个离散式可变电容皆构成一个切换 式电容（ switched-capacitor )电路 20,每一个切换式电容电路皆受一独立 的控制讯号 22所控制。依据一控制讯号 22,—切换式电容电路 20可以选择 性地将一电容 24连上或不连上 （connect or disconnect ) 电压控制振荡器 10的共振腔。 切换式电容电路 20的不同开 /关组合可以使此一 LC式共振腔 具有较大的电容值变动范围， 因此即可增大电压控制振荡器 10可振荡的频 率范围。
图 2显示已知技术一单端（single ended)切换式电容电路 20a的示意图。 一电容 30耦合于第一振荡节点 0SC-P以及一节点 A之间。一开关组件 32可 选择性地让节点 A连上或不连上接地点， 其中开关组件 32受一控制讯号 SW 所控制。 当开关组件 32被导通（close) 时， 电容 30的电容值会被加到电 压控制振荡器 10的共振腔的整体的电容值。 当开关组件 32被断路（open) 时， 自第一振荡节点 OSC— P看进去的电容值就变成电容 30的电容值以及开 关组件 32在断路状态的寄生电容值的串联组合 ( series combination )。
图 3显示已知技术一差动（differential)切换式电容电路 20b 的示意 图。 由于差动的架构具有较好的共模噪声抑制 ( common-mode noise rejection) 的能力， 因此常被广泛的使用在高速集成电路的环境中。 在差 动切换式电容电路 20b中， 一正端 （positive side) 电容 40耦合于第一振 荡节点 0SC-P与一节点 A之间。 一正端开关組件 (switch element) 42选择 性地让节点 A 连上或不连上接地点。 一负端电容 44 耦合于第二振荡节点 0SC- 以及一节点 B之间。一负端开关组件 46选择性地让节点 B连上或不连 上接地点。还有一中央开关组件 48,用来降低连接于节点 A与节点 B之间整 体的开关导通电阻值 ( turn-on switch resistance )0 这三个开关组件 42、 46、 48皆受相同的控制讯号 SW所控制。 当开关组件 42、 46、 48被导通时， 正端电容 40与负端电容 44的电容值的串联组合就会被加到电压控制振荡器 10的整体电容值。 至于当开关组件 42、 46、 48呈现断路时， 差动的输入电 容值即变成正端电容 40、 负端电容 44 以及其它的寄生电容（parasitic capacitance) 的电容值的串联组合。 整体的输入电容值在所有的开关组件 42、 46、 48皆呈断路时会低于所有的开关組件 42、 46、 48被导通时的状态。 此外， 已知技术的差动开关式电容电路的另一个实施方式则可以是切换式电 容电路 20b中不包含有中央开关组件 48的电路组合。
不论使用的是图 2所示的单端架构或是图 3所示的差动架构， 当切换式 电容电路 20a或 20b被断路时， 在节点 A上（在图 3的差动架构中则还有节 点 B)会产生一瞬时阶跃电压变动 (momentary voltage step change )。 上 述的瞬时阶跃电压变动会造成整体电容值产生不该有的扰动， 最后， 即导致 了电压控制振荡器 10 的频率产生不该有的飘移。 在使用 丽 0S开关的情形 下， 上述图 1、 图 3 中的瞬时阶跃电压变动为当开关组件 32、 42、 46、 48 被断路时产生的电压下降（vol tage drop )。
以图 2所示的单端架构为例， 当开关组件 32被断路时，载流子（charge carriers )会被注入 ( injected )连接于开关组件 32第一端与第二端之间 的接面电容 ( junct ion capaci tance )。 载流子的注入即造成了节点 A的阶 跃电压变动。 上述的效应即为所谓的时钟馈通效应 （clock feedthrough effect ), 并且以控制讯号 SW自开关组件 32的控制端馈通（ feedthrough ) 到开关组件 32的第一端与第二端上的形式出现。 当开关组件 32被导通时， 由于节点 A耦合于接地点， 因此控制讯号 SW的馈通不会造成任何影响。 然 而， 当开关组件 32被断路时， 控制讯号 SW的馈通会造成一阶跃电压， 即节 点 A上产生的电压下降。 而由于节点 A产生了电压下降的情形， 由开关组件 32的 N+扩散子 （N+ diffus ion ) 以及 P型衬底 ( P type subs trate )所形成 的二极管会有些许的顺偏 （forward biased ) 并产生泄漏电流。 当由开关组 件 32处于 ¾f路状态时的接面二极管泄漏电流（ leakage current )緩慢地对 节点 A进行充电， 该节点电位才会恢复到接地点电位。 在节点 A产生的电压 降低以及恢复的动作会改变电压控制振荡器 10 的共振腔的负载电容值 ( load capaci tance ), 也就造成了电压控制振荡器 10产生了不该存在的频 率飘移 ( frequency drif t )。
至于当图 3所示的差动切换式电容电路 20b切换成断路时， 其在节点 A 及节点 B上亦会遇到相同的时钟馈通效应的问题。正端节点 A会因为正端开 的阶跃电压。 相同的， 负端节点 B亦会因为负端开关组件 46的时钟馈通效 应以及中央开关组件 48 的时钟馈通效应产生不该有的阶跃电压。 上述于节 点 A及节点 B产生的阶跃电压改变及恢复都会扰动电压控制振荡器 10的共 振腔的电容值， 而造成电压控制振荡器 10的频率产生瞬时的飘移状况。 发明内容
因此本发明的目的之一是提供一种切换式电容电路，可以减低时钟馈通 效应， 以解决已知技术所面临的问题。
依据本发明的一种可减低时钟馈通效应的切换式电容电路， 该切换式电 容电路包含有： 一开关组件， 具有一第一端耦合于一电容， 一第二端耦合于 接地点，及一控制端； 以及一低通滤波器，具有一输入端耦合于一控制讯号， 及一输出端耦合于该开关组件的控制端， 其中该低通滤波器用来渐进式地将 该开'关组件切换成断路状态。
依据本发明的一种可减低时钟馈通效应的切换式电容电路， 包含有多个 不同大小的开关组件， 用来依据每一个开关组件的一控制端上的一控制讯 号， 选择性地使一电容连上或不连上一节点。 一序列控制器可输出多个控制 讯号， 用来依据开关组件的大小顺序， 由大至小断路所述开关组件。 该切换 式电容电路还包含有一机制， 可使得最小的开关组件被渐进式地断路。
依据本发明的一种用于切换一切换式电容电路时， 可减低时钟馈通效应 方法。 该方法包含有： 提供多个不同大小的开关组件， 用来依据每一个开关 組件的一控制端上的一控制讯号， 选择性地使一电容连上或不连上一节点。 当将该切换式电容电路切换至一断路状态时， 依序切换所述控制讯号， 以使 得所述正端开关组件被依照开关组件的大小顺序依序断路， 即最大的开关组 件最先被断路， 而最小的开关组件最后被断路。 该方法还包含有： 当将该切 换式电容电路切换至断路状态时，提供一机制以使得最 ' j、的开关组件被渐进 式地断路。
本发明切换式电容电路的一个优点在于，渐进式的断路动作可以减低时 钟馈通效应， 并且降低电压控制振荡器不该有的频率飘移。 而在已知技术中 的切换式电容电路在切换时则是直接由一通路状态切换至一断路状态。 因此 已知技术所面临的时钟馈通效应会造成较大的阶跃电压变动， 而导致由一处 于断路状态的开关组件的漏极端所形成的接面二极管产生些许的顺偏压， 直 到下降的电压回到接地点电位为止。 附图说明
图 1为已知技术一电压控制振荡器的示意图。
图 2为巳知技术一切换式电容电路的示意图。
图 3为已知技术一差动切换式电容电路的示意图。
图 4为本发明切换式电容电路第一实施例示意图。
图 5为低通滤波器两端的控制讯号相对于时间的变化图。
图 6为本发明差动切换式电容电路的第二实施例示意图。
图 7为低通滤波器两端的控制讯号相对于时间的变化图。 图 8为本发明切换式电容电路的第三实施例。
图 9显示用来断路图 8的切换式电容电路的控制讯号相对于时间的变化 图。
图 10为本发明切换式电容电路第三实施例归纳后的概要图。
图 11为本发明差动切换式电容电路第四实施例示意图。
图 12显示用来断路图 11的切换式电容电路的控制讯号相对于时间的变 化图。
图 13为本发明切换式电容电路第四实施例归纳后的概要图。
图 14为本发明用来断路一切换式电容电路以减低时钟馈通效应的方法 流程图。
图 15 为本发明用来断路一差动切换式电容电路以减低时钟馈通效应的 方法流程图。 附图符号说明
10 电压控制振荡器
12 电感
14 可变电容
16 离散式可变电容
18 负电阻值产生器
20、 20a、 20b、 20c, 切换式电容电路
20d. 20e、 20f s 20g> 2 Oh
22 控制讯号
24、 30、 50、 80、 90 电容
32、 52、 84、 86 开关组件
40、 60、 100、 120 正端电容
42、 62、 108、 110 正端开关组件
44、 64、 102、 124 负端电容
46、 66、 112、 114 负端开关组件
48、 68、 104、 126 中央开关组件
54、 70、 94、 128 低通滤波器
82、 92 开关組件組 88、 96、 116、 130 序列控制器
106、 122 正端开关組件组 具体实施方式
图 4为本发明单端切换式电容电路笫一实施例示意图。 在本实施例中， 切换式电容电路 20c包含有一电容 50,一开关组件 52以及一低通滤波器 54。 电容 50耦合于第一振荡节点 OSC— P与一节点 A之间。 依据控制讯号 SW, 开 关组件 52可选择性地让节点 A连上或不连上接地点。 当开关组件 52被导通 时， 电容 50的电容值被加入电压控制振荡器 10的负载电容值。至于开关组 件 52呈断路时， 自第一振荡节点 0SC-P看进去的电容值等于电容 50的电容 值以及开关组件 32于断路状态时的寄生电容值的串联组合。 低通滤波器 54 耦合于开关组件 52的一控制端， 用来渐进式地控制开关组件 52的通路 /断 路状态。 ·
图 5为低通滤波器 54的输入讯号 SW及输出讯号 SIFILTER相对于时间 的变化图。 经过了 的时间点以后， 控制讯号 SW转变成一低逻辑值（logic l ow )。 低通滤波器 54可以使得位于开关组件 52的控制端上的 SIFILTER 讯号渐进式地自一高逻辑值（ log ic hi gh )转变成一低逻辑值， 因此得以减 小 ( minimize )产生于节点 A上的阶跃电压变动。 由于开关组件 52被渐进 式地阻断， 节点 A与接地点间的连接也会被渐进式地切断。 当开关组件 52 被渐进式地阻断时， 在一段延迟时间内， 开关组件中仍会存在有一通往接地 点的导通路径 ( conduct ion path ) (随时间增加具有渐增的电阻值）， 进而 减低时钟馈通效应。 相较于已知技术， 本发明在开关组件 52处于断路状态 时并不会对开关組件 52的漏极端所形成的接面二极管造成较大的顺偏压。 时钟馈通效应在任何时间点上都会被减小。
图 6为本发明差动切换式电容电路的第二实施例示意图。一正端电容 60 耦合于笫一振荡节点 0SC-P及一节点 A之间。 一正端开关组件 62用来选择 性地让节点 A 连上或不连上接地点。 一负端电容 64 耦合于笫二振荡节点 OSC— N及一节点 B之间。一负端开关组件 66用来选择性地让节点 B连上或不 连上接地点。 一中央开关组件 68耦合于节点 A及节点 B之间， 用来降低整 体的导通电阻值 ( turn-on res i s tance )0 一低通滤波器 70耦合于正端开关 组件 62的控制端以及负端开关组件 66的控制端， 以渐进式地控制正端开关 组件 61及负端开关组件 66的通路 /断路状态。在没有中央开关组件 68的情 形下，切换式电容电路 20d本身亦可为本发明差动切换式电容电路的另一实 施例。
图 7为低通滤波器 70的输入讯号 SW及输出讯号 SW— FILTER相对于时间 的变化图。 中央开关组件 68直接由控制讯号 SW所控制， 至于正端开关组件 62及负端开关组件 66则是由低通滤波器 70的输出讯号 SIFITLER所控制。 在时间点 时控制讯号 SW自一高逻辑值转变成一低逻辑值， 此时中央开关 組件 68被直接切换至成断路状态。但由于正端开关组件 62及负端开关组件 66被渐进式地切换成断路状态，在一段延迟时间内， 节点 A与节点 B依旧会 连接于接地点， 因此肇因于中央开关组件 68 的时钟馈通效应会经由通往接 地点的路径而被减低。 如同在图 4所示的单端的实施例中， 当正端开关组件 62及负端开关组件 66被渐进式地切换成断路状态时， 任何时间点上产生于 节点 A及节点 B的时钟馈通效应都会被减低。
图 8为本发明切换式电容电路的第三实施例。 在此一实施例中， 切换式 电容电路 20e包含有一电容 80 , —序列控制器（sequence contro l l er ) 88 以及一开关组件组 82。 图 8的例子中， 开关组件组 82仅包含了两个开关组 件 84、 86 , 但实际上亦可以使用更多的开关组件， 各开关组件的大小可以不 同。 在这个例子中， 开关组件 84的大小大于开关组件 86。 电容 80耦合于第 一振荡节点 0SC— P及一节点 A之间。 在这些多个不同大小的开关组件组 82 中， 每一个开关組件 84、 86可选择性地让节点 A连上或不连上接地点， 且 每一个开关组件 84、 86使用不同的控制讯号。 在本实施例中， 较大的开关 组件 84使用一控制讯号 SW1 , 较小的开关组件 86则使用一控制讯号 SW2。
图 9显示图 8的切换式电容电路 20e的控制讯号 SW1、 SW2相对于时间 的变化图。 为了要渐进式地将切换式电容电路 20e切换至一断路状态， 序列 控制器 88用来控制开关组件 84、 86 , 使其依据组件大小由大至小的顺序依 序被断路。 由于开关组件 84大小大于开关组件 86 , 因此开关组件 84在时间 时被断路。 在时间 t2时（在时间 之后）， 开关组件 86接着被断路。 由于 节点 A肇因于时钟馈通效应的电压改变量会受控制端至第一端与笫一端至第 二端的寄生电容比值 ( aras i t ic capac i tance ra t i o ) 的影响， 因此， 当 控制端至第一端的电容值越小， 因控制讯号从高转低而产生的时钟馈通效应 所造成的电压改变就会越小。 因此本发明的一个优点就是在断路时会造成较 大电压下降的较大开关组件会被优先断路。 在最后一个开关组件被断路之 前， 节点 A都会连接到接地点， 因此这段时间内并不会有时钟馈通效应的影 响。 只要最后一个被断路的开关组件大小足够小， 在最后一个开关组件被断 路后， 时钟馈通效应的影响即可忽略不计。
图 10为本发明切换式电容电路第三实施例归纳后的概要图。 一电容 90 耦合于笫一振荡节点 OSC— P与一节点 A之间。多个不同大小的开关组件组 92 可选择性地让节点 A连上或不连上接地点，且每一个开关组件皆使用不同的 控制讯号。 一最大开关组件 SwitchU]其大小为 W[l] , 且使用一控制讯号 SW[1]。 一第二大开关组件 Switch[2]其大小为 W[2] , 且使用一控制讯号 SW[2] , 其中 W[2]小于 W[l]。 以此类推， 一最小开关组件 Switch[N]其大小 为 W[N] , 且使用一控制讯号 SW[N]。 一序列控制器 96 用来提供控制讯号 SW[1] ~SW[N] , 以使得开关组件会依据开关大小由大到小依序被断路。 如图 10所示， 一低通滤波器 94可以被选择性地加在最小开关組件 Switch [N]的 控制端之前。 与图 4所示的电路相似， 低通滤波器 94会渐进式地将最后一 个开关组件 (即最小开关组件 Switch[N] )切换成断路状态， 以更进一步减 低切换式电容电路 20f 的时钟馈通效应。
图 11 为本发明差动切换式电容电路第四实施例示意图。 差动切换式电 容电路 20g包含有一正端电容 100, —负端电容 102， 一中央开关组件 104, 一序列控制器 116， 由多个不同大小的开关組件所组成的开关组件组 106, 且开关組件組 106中的各个开关组件都配上一个与相对应正端开关组件实质 上具有一样大小的负端开关组件。 即正端开关组件 108与负端开关组件 112 相对应， 且两者大小相同； 正端开关组件 110与负端开关组件 114相对应， 且两者大小相同。 图 11仅显示了两个正端开关组件 108、 110以及两个相对 应的负端开关組件 112、 114,但实际电路使用的开关组件数目可推广成三个 以上。 而在这个实施例中， 开关組件 108与 112实质上具有相等的大小， 且 皆大于开关組件 110与 114的大小（开关組件 110与 114实质上亦具有相等 的大小）。 正端电容 100耦合于第一振荡节点 0SC—P与一节点 A之间。 开关 组件组 106中的每一个开关组件 108、 110用来选择性地让节点 A连上或不 连上接地点， 且每一对正 /负端开关组件皆使用不同的控制讯号。 负端电容 102耦合于第二振荡节点 0SC-N与一节点 B之间。 节点 B通过每一个相对应 的负端开关组件 112、 114， 依据相对应的控制讯号， 选择性地连上或不连上 接地点。 在本实施例中， 较大的开关组件 108、 112使用一控制讯号 SW1而 较小的开关組件 110、 114使用一控制讯号 SW2。 在不包含中央开关组件 104 的情形下， 切换式电容电路 20g本身亦可是本发明差动切换式电容电路的另 一实施例。
图 12显示图 11的切换式电容电路 20g的控制讯号相对于时间的变化图 示例。 为了要渐进式地将切换式电容电路 2 Og切换至一断路状态， 序列控制 器 116可控制中央开关组件 104最先被断路 (在时间 t , 然后剩下的开关组 件则依据组件大小顺序， 由大到小依序被断路。 由于正端开关组件 108及其 相对应的负端开关组件 112皆大于正端开关组件 110及其相对应的负端开关 组件 114, 因此， 在 t2时（位于 之后）， 开关组件 108与 112被断路。 在 t3时 （位于 t2之后）， 则是开关组件 110与 114被断路。 在最后的正端开关 組件 110与负端开关组件 114被断路前， 节点 A与节点 B都会一直与接地点 相连接， 因此这段时间内时钟馈通效应并不会有影响。 只要最后被断路的开 关组件大小足够小， .切换式电容电路 20g的时钟馈通效应即可忽略不计。
图 13则为本发明切换式电容电路第四实施例归纳后的概要图。 一正端 电容 120耦合于笫一振荡节点 0SC-P与一节点 A之间。 包含多个不同大小的 正端开关组件的开关组件組 122 用来选择性地让节点 A连上或不连上接地 点， 且开关组件组 122中的每一个开关组件皆使用不同的控制讯号。 一最大 正端开关组件 P-Switch[l]其大小为 W[l], 且使用一控制讯号 SW[1]。 一第 二大正端开关組件 P—Switch[2] 其大小为 W[2], 且使用一控制讯号 SW [2]， 其中 W[2]小于 W[l]0 以此类推最小正端开关组件 P_Switch[N] 其大小为 W[N], 且使用一控制讯号 SW[N]。 对于不同大小的正端开关组件组 122中的 的組件大小， 用来依据与相对应正端开关组件相同的控制讯号， 选择性地让 一节点 B连上或不连上接地点。 一最大负端开关组件 N_Switch[l]其大小为
W[l], 且使用控制讯号 SW[1]。 一第二大负端开关組件 N— Switch[2〗 其大小 为 W[2] ,且使用控制讯号 SW[2]。以此类推，一最小负端开关组件 N-Switch [N] 其大小为 W[N]， 且使用控制讯号 SW[N]。 一负端电容 124耦合于节点 B与第 二振荡节点 0SC-N 之间。 一中央开关组件 126 用来依据一控制讯号 SW_CENTER选择性地 i上节点 A连上或不连上节点 B。 一低通滤波器 128可以 视需求选择性地加在最小的开关組件的控制端前。 与图 6所示的电路相似， 低通滤波器 128 用以渐进式地将最后的开关组件 P— Swi tch [N]以及 N—Swi tch [N]切换成断路状态， 以更进一步减低差动切换式电容电路 2 Oh的 时钟馈通效应。 一序列控制器 1 30 用来提供控制讯号 SW-CENTER 以及 SW [1] -SW [N] , 并让中央开关组件被最先断路， 然后剩下的开关组件则会依 据組件大小顺序， 由大到小依序被断路。 在不包含中央开关组件 126的情形 下，切换式电容电路 30h本身亦可是本发明差动切换式电容电路的另一实施 例。
图 14为本发明用来渐进式切换一切换式电容电路 20成断路状态以减低 ' 时钟馈通效应的方法流程图 198。 方法流程图 198包含了以下步骤：
步驟 200: 提供多个不同大小的开关组件， 其中， 所述不同大小的开关 組件中的每一个开关组件用来依据该开关组件一控制端上的一控制讯号，选 择性地让一电容的一笫一端连上或不连上一节点。
步骤 202 : 提供一低通滤波器， 以渐进式断路最小的开关组件， 其中， 该低通滤波耦合于最小的开关组件的控制端。
步骤 204 : 依序切换控制讯号， 使得所述开关组件依照组件大小顺序， 由大到小先后被断路， 亦即最大的开关組件最先被断路， 第二大的开关组件 次之， 最小的开关组件则最慢被断路。 在最小的开关组件被断路之前， 该电 容的第一端皆会连接至该节点， 这段时间内时钟馈通效应并不会造成影响。 该低通滤波器会渐进式地将最后一个开关组件（即最小的开关组件）切换成 断路状态， 以进一步减低最小的开关组件以及整体的切换式电容电路 20的 时钟馈通效应。
此处需注意的是， 在图 14所示的方法流程图 198中， 较好的架构是该 节点连接至接地点， 然而， 这点并不限制本发明方法的范围。
图 15则为本发明用来断路一差动切换式电容电路 20以减低时钟馈通效 应的方法流程图 208。 方法流程图 208包含了以下步骤：
步骤 210: 提供多个不同大小的正端开关组件， 其中， 所述不同大小的 正端开关组件中的每一个正端开关组件用来依据该开关组件一控制端上的 一控制讯号 , 选择性地让一正端电容的一第一端连上或不连上一第一节点。
步骤 212 : 对每一个正端开关组件， 皆提供一具有实质上相同大小的负 端开关組件， 其中， 每一个相对应的负端开关组件用来依据该开关組件一控 制端上的一控制讯号，选择性地让一负端电容的一第一端连上或不连上一第 二节点。
步骤 4: 提供一低通滤波器， 以渐进式地断路最小的正端与负端开关 组件， 其中， 该低通滤波器耦合于最小的正端与负端开关组件的控制端。
步骤 216: 提供一中央开关组件， 其中， 该中央开关组件用来依据该中 央开关组件一控制端上的一控制讯号，选择性地让该正端电容连上或不连上 该负端电容。
步骤 218: 当进行断路动作时， 依序切换所述控制讯号， 以使得该中央 开关組件最先被断路， 然后， 所述开关组件依照组件大小顺序， 由大到小先 后被断路， 亦即最大的开关組件先被断路， 第二大的开关组件次之， 最小的 开关组件则最慢被断路。 在最小的开关组件被断路之前， 该正端电容第一端 以及该负端电容的笫一端分别会持续连接至该第一节点与该第二节点， 因此 时钟馈通效应并不会造成影响。该低通滤波器会渐进式地断路最后一个开关 组件（即最小的开关组件）， 以进一步减低最小的开关组件以及整体的差动 切换式电容电路 20的时钟馈通效应。
此处需注意的是， 与图 14相类似， 在图 15所示的方法流程图 208中， 较好的架构是该第一节点与该第二节点完全连接至接地点， 然而， 这点并不 限制本发明方法的范围。
请注意， 虽然在前述的说明当中， 皆以 丽 OS 晶体管来作为本发明所使 用的开关组件， 然而， 实际上各类型的晶体管 （包括 PM0S晶体管或 M0S以 外种类的晶体管）亦可以使用于本发明当中作为开关组件， 只要注意在使用 P型半导体开关组件时， 所使用的控制讯号必须反相于使用 N型半导体开关 组件时所所使用的控制讯号，且使用 P型半导体开关组件时必须将前述的接 地点更改为电源供应节点。 此外， 在包含有多个开关组件的架构下， 也不一 定要限制为每个开关组件为同型的开关组件， 只要确定各个开关组件所使用 的控制讯号可以正确地对其进行断路的工作即可。
相较于已知技术， 本发明可渐进式地断路切换式电容电路， 因此时钟馈 通效应会被减低， 所以电压控制振荡器不该产生的频率飘移也可以被适当的 减小。 当进行断路动作时， 已知技术的架构会因为时钟馈通效应的影响， 造 成电压控制振荡器中一内部电容性节点 ( internal capaci t ive node )产生 一阶跃电压变动。该阶跃电压变动会造成由一处于断路状态的开关组件所形 成的接面二极管被些许的顺偏压， 直到下降的电压因泄漏电流充电回到接地 点电位为止。 依据本发明的架构， 发生于该内部电容性节点的阶跃电压变动 会被减小。 当进行断路动作时， 本发明的架构可以减低电压控制振荡器的共 振腔的瞬时电容值改变， 因此即可减小电压控制振荡器的频率的瞬时飘移。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等 变化与修饰， 皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (31)

  1. 权利要求
    1.一种可减低时钟馈通效应的切换式电容电路， 包含有：
    一正端开关组件，用来依据该正端开关组件上一第一控制端上的一讯号 选择性地让一正端第一节点连上或不连上一正端第二节点，其中该正端第一 节点耦合于一正端电容； 以及
    一低通滤波器， 具有一输入端耦合于一控制讯号， 一输出端耦合于该正 端开关组件的该第一控制端， 用来渐进式地切换该正端开关组件成断路状 态。
  2. 2.如权利要求 1所述的切换式电容电路，其中该正端第二节点为接地点， 该正端开关组件为一匪 OS晶体管。
  3. 3.如权利要求 1所述的切换式电容电路，其中该正端第二节点为电源供 应节点， 该正端开关组件为一 PM0S晶体管。
  4. 4.如权利要求 1所述的切换式电容电路，其中该切换式电容电路还包含 有：
    一负端开关组件， 具有与该正端开关组件实质上相等的组件大小， 用来 依据该正端开关組件的第一控制端上的该讯号选择性地让一负端第一节点 连上或不连上一负端笫二节点， 其中该负端笫一节点耦合于一负端电容。
  5. 5.如权利要求 4所述的切换式电容电路，其中该切换式电容电路还包含 有：
    一中央开关组件， 具有一第一端耦合于该正端笫一节点， 一笫二端耦合 于该负端第一节点， 以及一第三控制端耦合于该控制讯号。
  6. 6.如权利要求 5所述的切换式电容电路，其中该正端第二节点与该负端 第二节点为接地点， 该正端开关组件， 该负端开关组件， 以及该中央开关组 件为丽 OS晶体管。
  7. 7.如权利要求 5所述的切换式电容电路，其中该正端第二节点与该负端 第二节点为电源供应节点， 该正端开关组件， 该负端开关组件， 以及该中央 开关组件为 0S晶体管。
  8. 8.一种于切换一切换式电容电路成断路时，用来减低时钟馈通效应的方 法， 该方法包含有：
    提供多个正端开关组件， 用来依据所述正端开关组件中每一正端开关组 件的一第一控制端上的一控制讯号，选择性地使一正端第一节点连上或不连 上一正端第二节点， 其中该正端第一节点耦合于一正端电容； 以及
    当切换该切换式电容电路至一断路状态时，依序切换所述控制讯号以使 得所述正端开关组件被依序断路。
  9. 9.如权利要求 8所述的方法，其中所述正端开关组件为多个不同大小的 正端开关组件， 且当切换该切换式电容电路至该断路状态时， 依序切换所述 控制讯号以使得所述正端开关组件依据组件大小顺序先后被断路， 所述正端 开关組件中最大的組件最先被断路， 最小的组件则最后被断路。
  10. 10.如权利要求 9所述的方法， 其中该方法还包含有：
    当切换该切换式电容电路至该断路状态时， 提供一机制， 以使得所述正 端开关组件中一最小正端开关组件被渐进式地断路。
  11. 11.如权利要求 10所述的方法， 其中每一个正端开关组件为晶体管， 且 该机制包含有一低通滤波器， 耦合于该最小正端开关组件的第一控制端。
  12. 12.如权利要求 10所述的方法， 其中该正端第二节点为接地点， 所述正 端开关组件为 NM0S晶体管。
  13. 13.如权利要求 10所述的方法， 其中该正端第二节点为电源供应节点， 所述正端开关组件为 PM0S晶体管。
  14. 14.如权利要求 9所述的方法， 其中该方法还包含有：
    对于所述正端关开组件中每一个不同大小的正端开关组件， 皆提供一负 端开关組件， 具有实质上等于相对应正端开关组件的大小， 用来依据相对应 正端开关组件上的第一控制端上的控制讯号选择性地使一负端第一节点连 上或不连上一负端第二节点， 其中该负端第一节点耦合于一负端电容。
  15. 15.如权利要求 14所述的方法， 其中该方法还包含有：
    提供一中央开关組件， 用来依据该中央开关组件上一第三控制端上的一 中央控制讯号选择性地使该正端第一节点连上或不连上该负端第一节点； 以 及
    当切换该切换式电容电路至一断路状态时，依序切换所述控制讯号以使 得该中央开关组件最先被断路， 然后所述正端开关组件与相对应的负端开关 组件依照组件大小顺序， 由大到小先后被断路。
  16. 16.如权利要求 14所述的方法， 其中该方法还包含有：
    当切换该切换式电容电路至一断路状态时， 提供一机制， 以使得所述正 端开关组件中一最小正端开关组件及其相对应的负端开关组件被渐进式地 断路。
  17. 17.如权利要求 16所述的方法， 其中所述开关组件为晶体管， 且该机制 包含有一低通滤波器，耦合于该最小正端开关组件以及其相对应负端开的第 一控制端。
  18. 18.如权利要求 16所述的方法，其中该正端第二节点与该负端第二节点 为接地点， 所述开关组件为丽 OS晶体管。
  19. 19.如权利要求 16所述的方法， 其中该正端第二节点与该负端第二节点 为电源供应节点， 所述开关组件为 PM0S晶体管。
  20. 20.—种可减低时钟馈通效应的切换式电容电路， 包含有：
    多个正端开关组件，用来依据每一个正端开关组件上一第一控制端上的 一控制讯号选择性地使一正端第一节点连上或不连上一正端第二节点，其中 该正端第一节点耦合于一正端电容； 以及
    一序列控制器， 耦合于所述正端开关组件， 用来产生所述控制讯号， 以 使得所述正端开关组件依照组件大小顺序依序被断路。
  21. 21.如权利要求 20所述的切换式电容电路， 其中：
    所述正端开关组件为多个不同大小的正端开关组件； 以及
    该序列控制器用来产生所述控制讯号， 以使得所述不同大小的正端开关 组件依照组件大小顺序， 由大到小依序被断路。
  22. 22.如权利要求 21所述的切换式电容电路，其中该切换式电容电路还包 含有一机制， 用来使所述正端开关组件中一最小正端开关组件被渐进式地的 断路。
  23. 23.如权利要求 22所述的切换式电容电路,其中每一开关组件为晶体管， 且该机制包含有一低通滤波器， 耦合于该最小正端开关组件上的第一控制 端。
  24. 24.如权利要求 23所述的切换式电容电路，其中该正端第二节点为接地 点， 且所述正端开关组件为丽 OS晶体管。
  25. 25.如权利要求 23所述的切换式电容电路，其中该正端第二节点为电源 供应点， 且所述正端开关组件为 PM0S晶体管。
  26. 26.如权利要求 21所述的切换式电容电路， 其中该切换式电容电路还包 含有： 多个负端开关組件，其中每一个负端开关组件皆与相对应于一不同大小 的正端开关组件， 且具有实质上等于相对应的正端开关组件的大小， 用来依 据相对应正端开关组件上的第一控制端上的控制讯号选择性地使一负端第 一节点连上或不连上一负端第二节点，其中该负端第一节点耦合于一负端电 容。
  27. 27.如权利要求 <sup>2</sup>6所述的切换式电容电路，其中该切换式电容电路还包 含有：
    一中央开关组件， 用来依据一中央控制讯号选择性地使该正端第一节点 连上或不连上一负端第一节点；
    其中该序列控制器耦合于该中央开关组件， 并产生该中央控制讯号， 且 该序列控制器首先断路该中央开关组件， 然后依照组件大小顺序， 由大到小 依序断路所述正端开关组件。
  28. 28.如权利要求 26所述的切换式电容电路， 其中该切换式电容电路还包 含有一机制， 用来使所述正端开关组件中一最小正端开关组件以及其相对应 的负端开关组件被渐进式地断路。
  29. 29.如权利要求 28所述的切换式电容电路,其中每一开关组件为晶体管， 且该机制包含有一低通滤波器，耦合于该最小正端开关组件以及其相对应的 负端开关组件上的第一控制端。
  30. 30.如权利要求 28所述的切换式电容电路，其中该正端第二节点与该负 端第二节点为接地点， 所述正端开关组件， 所述负端开关组件， 以及该中央 开关组件为匪 OS晶体管。
  31. 31.如权利要求 28所述的切换式电容电路，其中该正端第二节点与该负 端第二节点为电源供应节点， 所述正端开关組件， 所述负端开关组件， 以及 该中央开关組件为 PM0S晶体管。
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