頻率檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】一種頻率檢測(cè)裝置，其包含：一定電流產(chǎn)生單元，用來提供一定電流予一電壓輸出端；一第一電容器，耦接于該電壓輸出端與一第一參考電壓之間；一第一晶體管，具有耦接至該電壓輸出端的一第一連接端、耦接至一輸入信號(hào)的一控制端；一第二電容器，耦接于該第一晶體管的第二連接端與該第一參考電壓之間；一第二晶體管，具有耦接至該第一晶體管的第二連接端的一第一連接端、耦接至該第一參考電壓的一第二連接端、耦接至一反相輸入信號(hào)的一控制端，該反向輸入信號(hào)與該輸入信號(hào)彼此反相；其中，該電壓輸出端的一電壓輸出會(huì)隨著該輸入信號(hào)的一輸入信號(hào)頻率而改變。
【專利說明】頻率檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明所披露的實(shí)施例涉及一種頻率檢測(cè)，尤指一種內(nèi)部電壓輸出會(huì)隨著輸入信 號(hào)的輸入信號(hào)頻率而改變的頻率檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通信系統(tǒng)的快速發(fā)展與省電的要求，許多電子設(shè)備在操作模式與待機(jī)模式中 都必須考慮功耗，尤其是便攜設(shè)備的電源管理設(shè)計(jì)更面臨核心及輸入/輸出（I/O)電壓、電 源管理與電池使用時(shí)間等方面的新挑戰(zhàn)?，F(xiàn)今可攜式應(yīng)用的同步降壓轉(zhuǎn)換器提供一省電運(yùn) 作模式，以維持整個(gè)負(fù)載范圍的高效率。其在輕度負(fù)載的情況下，轉(zhuǎn)換器以脈沖頻率調(diào)制 (Pulse Frequency Modulation，PFM)模式運(yùn)作，并在中度負(fù)載或重度負(fù)載時(shí)自動(dòng)切換為脈 沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation, PWM)模式。已知的架構(gòu)可能會(huì)需要檢測(cè)核心元件 (core device)之外的元件(例如I/O元件）的電壓負(fù)載，因此較為耗電且需要較大的芯片 面積。因此，在通信系統(tǒng)中，如何更有效率地切換脈沖頻率調(diào)制與脈沖寬度調(diào)制，顯然已成 為此領(lǐng)域中一個(gè)相當(dāng)重要的議題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種內(nèi)部電壓輸出會(huì)隨著輸入信號(hào)的輸入信號(hào)頻率 而改變的頻率檢測(cè)裝置，以更有效率地在脈沖頻率調(diào)制與脈沖寬度調(diào)制間切換。
[0004] 依據(jù)本發(fā)明的一第一實(shí)施例，其提供一種頻率檢測(cè)裝置。該頻率檢測(cè)裝置包含有 一定電流產(chǎn)生單兀、一第一電容器、一第一晶體管、一第二電容器以及一第二晶體管。其中， 該定電流產(chǎn)生單兀用來提供一定電流予一電壓輸出端；該第一電容器f禹接于該電壓輸出端 與一第一參考電壓之間；該第一晶體管具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其 中，該第一連接端耦接至該電壓輸出端，且該控制端耦接至一輸入信號(hào)；該第二電容器系耦 接于該第一晶體管的該第二連接端與該第一參考電壓之間；以及該第二晶體管具有一第一 連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，該第二晶體管的該第一連接端耦接至該第一晶 體管的該第二連接端，該第二晶體管的該第二連接端耦接至該第一參考電壓，且該第二晶 體管的該控制端耦接至一反相輸入信號(hào)，其中，該反相輸入信號(hào)與該輸入信號(hào)彼此反相；其 中，該電壓輸出端的一電壓輸出會(huì)隨著該輸入信號(hào)的一輸入信號(hào)頻率而改變。
[0005] 依據(jù)本發(fā)明的一第二實(shí)施例，其提供一種頻率檢測(cè)裝置。該頻率檢測(cè)裝置包含有 一定電流產(chǎn)生單元以及一頻率-電壓轉(zhuǎn)換單元。其中，該定電流產(chǎn)生單元用來提供一定電 流予一電壓輸出端；該頻率-電壓轉(zhuǎn)換單兀用來接收一輸入信號(hào)、一反相輸入信號(hào)與該定 電流，并根據(jù)該輸入信號(hào)、該反相輸入信號(hào)與該定電流而于一電壓輸出端產(chǎn)生一電壓輸出； 其中，該電壓輸出端的該電壓輸出與該輸入信號(hào)的該輸入信號(hào)頻率具有一預(yù)定比例關(guān)系。
[0006] 本發(fā)明所提出的頻率檢測(cè)裝置可不需要檢測(cè)核心元件之外的元件的電壓負(fù)載，并 可自動(dòng)地判斷何時(shí)應(yīng)將脈沖頻率調(diào)制轉(zhuǎn)換為脈沖寬度調(diào)制，以發(fā)揮更高的效率且減少能源 的浪費(fèi)。換句話說，本發(fā)明所提出的頻率檢測(cè)裝置能延長(zhǎng)多功能可攜式應(yīng)用的電池使用時(shí) 間，而且耗能與散熱更少。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1為依據(jù)本發(fā)明的一頻率檢測(cè)裝置的一實(shí)施例的示意圖。
[0008] 圖2為依據(jù)本發(fā)明的一頻率檢測(cè)裝置的另一實(shí)施例的示意圖。
[0009]【符號(hào)說明】
[0010] 100、200 頻率檢測(cè)裝置
[0011] 102,202 定電流產(chǎn)生單元
[0012] 104,204 頻率-電壓轉(zhuǎn)換單元
[0013] 106、206 比較器
[0014] 1022、1032 電阻
[0015] 1024U026U028U044U048 晶體管
[0016] 1030 放大器
[0017] 1042、1046 電容

【具體實(shí)施方式】
[0018] 請(qǐng)參考圖1，圖1為依據(jù)本發(fā)明的一頻率檢測(cè)裝置100的一實(shí)施例的示意圖，其中， 頻率檢測(cè)裝置100包含有一定電流產(chǎn)生單元102、一頻率-電壓轉(zhuǎn)換單元104以及一比較器 106。定電流產(chǎn)生單元102用來提供一定電流I t(rtal予頻率-電壓轉(zhuǎn)換單元104的一電壓輸 出端;而頻率-電壓轉(zhuǎn)換單兀104用來接收一輸入信號(hào)SPFM、一反相輸入信號(hào)5^1與定 電流It〇tai，其中，輸入信號(hào)SPFM與反相輸入信號(hào)》^^^彼此反相；而頻率-電壓轉(zhuǎn)換單兀104 根據(jù)輸入信號(hào)SPFM、反相輸入信號(hào)》^；^與定電流Itatal而于電壓輸出端產(chǎn)生一電壓輸出 VMt，且電壓輸出會(huì)隨著輸入信號(hào)SPFM的一輸入信號(hào)頻率f而改變；比較器106具有一第 一輸入端（+ )以及一第二輸入端（_)，其中，第一輸入端（+ )耦接至電壓輸出端Ν_，而第二 輸入端（-)耦接至對(duì)應(yīng)的一預(yù)定頻率fpd的一預(yù)定電壓Vpd，其中，比較器106用來判斷輸入 信號(hào)S PFM的輸入信號(hào)頻率f是否超過預(yù)定頻率fpd。
[0019] 進(jìn)一步而言，定電流產(chǎn)生單兀102包含有一第一電阻1022、一第一晶體管1024、 一第二晶體管1026、一第三晶體管1028、一放大器1030以及一第二電阻1032。第一電 阻1022具有f禹接于一第二參考電壓V 2以及該電壓輸出端之間的一電阻值R ;第一晶體管 1024具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，該第一連接端耦接至電壓輸出 端Nwt，該第二連接端耦接至第二參考電壓V 2 ;第二晶體管1026具有一第一連接端、一控制 端以及一第二連接端，其中，第二晶體管1026的第一連接端耦接至第一晶體管1024的控 制端與第二晶體管1026的控制端，以及第二晶體管1026的第二連接端耦接至第二參考電 壓V 2 ;第三晶體管1028具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，第三晶體管 1028的第一連接端耦接至第二晶體管1026的第一連接端。放大器1030具有一正相輸入 端（ + )、一反相輸入端（_)以及一輸出端，其中，正相輸入端（+ )耦接至電壓輸出端，反相 輸入端（-)耦接至第三晶體管1028的該第二連接端，且該輸出端耦接至第三晶體管1028 的控制端。此外，第二電阻1032可具有與第一電阻1022的電阻值R相同的電阻值，且耦 接于第三晶體管1028的該第二連接端與第一參考電壓Vi (在本實(shí)施例中第一參考電壓為 接地）之間。應(yīng)注意的是，于實(shí)務(wù)上，本實(shí)施例中的晶體管可以使用任何能夠達(dá)到類似于 開關(guān)效果的設(shè)計(jì)，且這些設(shè)計(jì)上的變化都屬于本發(fā)明的范圍，舉例來說，本實(shí)施例中的晶體 管可以是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Metal - Oxide - Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)，而晶體管的第一連接端、控制端以及第二連接端可以分別是漏極端 (drain terminal)、柵極端（gate terminal)以及源極端（source terminal)。
[0020] 放大器1030的輸出端耦接至第三晶體管1028的控制端，放大器1030的正相輸入 端（+ )接收由電壓輸出端凡^產(chǎn)生的電壓輸出，以及放大器1030的反相輸入端（-)輸出 一輸出電壓并耦接至電阻1032,使輸出電壓經(jīng)電阻1032而產(chǎn)生一控制電流I (也 艮Μ = %)。另外，本實(shí)施例中的晶體管1024和晶體管1026可具有同樣的寬長(zhǎng)比（aspect K ratio)設(shè)計(jì)，因此通過電流鏡電路的架構(gòu)可以得到晶體管1024會(huì)產(chǎn)生和晶體管1026同樣 的控制電流I，定電流產(chǎn)生單元1022會(huì)提供定電流Itotal予頻率-電壓轉(zhuǎn)換單元104的該電 壓輸出端，因此，整體的定電流I t()tal可表示如下：
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種頻率檢測(cè)裝置，包含有： 一定電流產(chǎn)生單兀，用來提供一定電流予一電壓輸出端； 一第一電容器，稱接于所述電壓輸出端與一第一參考電壓之間； 一第一晶體管，具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中所述第一晶體管 的第一連接端耦接至所述電壓輸出端，且所述第一晶體管的控制端耦接至一輸入信號(hào)； 一第二電容器，耦接于所述第一晶體管的第二連接端與所述第一參考電壓之間；以及 一第二晶體管，具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，所述第二晶體 管的第一連接端耦接至所述第一晶體管的第二連接端，所述第二晶體管的第二連接端耦接 至所述第一參考電壓，且所述第二晶體管的控制端耦接至一反相輸入信號(hào)； 其中，所述電壓輸出端的一電壓輸出會(huì)隨著所述輸入信號(hào)的一輸入信號(hào)頻率而改變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率檢測(cè)裝置，其中，所述電壓輸出端的所述電壓輸出與所 述輸入信號(hào)的所述輸入信號(hào)頻率成反比。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率檢測(cè)裝置，還包含有： 一比較器，具有一第一輸入端以及一第二輸入端，其中，所述第一輸入端稱接至所述電 壓輸出端，而所述第二輸入端耦接至對(duì)應(yīng)于一預(yù)定頻率的一預(yù)定電壓； 其中，所述比較器用來判斷所述輸入信號(hào)的所述輸入信號(hào)頻率是否超過所述預(yù)定頻 率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率檢測(cè)裝置，其中，所述定電流產(chǎn)生單元包含有： 一第一電阻，稱接于一第二參考電壓與所述電壓輸出端之間； 一第一晶體管，具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，所述第一晶體 管的第一連接端耦接至所述電壓輸出端，所述第一晶體管的第二連接端耦接至所述第二參 考電壓； 一第二晶體管，具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，所述第二晶體 管的第一連接端耦接至所述第一晶體管的控制端與所述第二晶體管的控制端，以及所述第 二晶體管的第二連接端耦接至所述第二參考電壓； 一第三晶體管，具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，所述第三晶體 管的第一連接端耦接至所述第二晶體管的第一連接端； 一放大器，具有一正相輸入端、一反相輸入端以及一輸出端，其中，所述正相輸入端奉禹 接至所述電壓輸出端，所述反相輸入端耦接至所述第三晶體管的第二連接端，且所述輸出 端耦接至所述第三晶體管的控制端；以及 一第二電阻，耦接于所述第三晶體管的第二連接端與所述第一參考電壓之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率檢測(cè)裝置，其中，所述輸入信號(hào)為執(zhí)行一脈沖頻率調(diào)制 程序的一調(diào)制單元所輸出的一脈沖頻率調(diào)制信號(hào)。
6. -種頻率檢測(cè)裝置，包含有： 一定電流產(chǎn)生單元，用來提供一定電流予一電壓輸出端；以及 一頻率-電壓轉(zhuǎn)換單兀，用來接收一輸入信號(hào)、一反相輸入信號(hào)與所述定電流，并根據(jù) 所述輸入信號(hào)、所述反相輸入信號(hào)與所述定電流而在一電壓輸出端產(chǎn)生一電壓輸出； 其中，所述電壓輸出與所述輸入信號(hào)的一輸入信號(hào)頻率具有一預(yù)定比例關(guān)系。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率檢測(cè)裝置，其中，所述預(yù)定比例關(guān)系為一反比關(guān)系。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率檢測(cè)裝置，還包含有： 一比較器，具有一第一輸入端以及一第二輸入端，其中，所述第一輸入端稱接至所述電 壓輸出端，而所述第二輸入端耦接至對(duì)應(yīng)于一預(yù)定頻率的一預(yù)定電壓； 其中，所述比較器用來判斷所述輸入信號(hào)的所述輸入信號(hào)頻率是否超過所述預(yù)定頻 率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率檢測(cè)裝置，其中，所述定電流產(chǎn)生單元包含有： 一第一電阻，稱接一參考電壓與所述電壓輸出端之間； 一第一晶體管，具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，所述第一晶體 管的第一連接端耦接至所述電壓輸出端，所述第一晶體管的第二連接端耦接至所述參考電 壓； 一第二晶體管，具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，所述第二晶體 管的第一連接端耦接至所述第一晶體管的控制端與所述第二晶體管的控制端，以及所述第 二晶體管的第二連接端耦接至所述參考電壓； 一第三晶體管，具有一第一連接端、一控制端以及一第二連接端，其中，所述第三晶體 管的第一連接端耦接至所述第二晶體管的第一連接端； 一放大器，具有一正相輸入端、一反相輸入端以及一輸出端，其中，所述正相輸入端奉禹 接至所述電壓輸出端，所述反相輸入耦接至所述第三晶體管的第二連接端，且所述輸出端 耦接至所述第三晶體管的控制端；以及 一第二電阻，耦接于所述第三晶體管的第二連接端與另一參考電壓之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率檢測(cè)裝置，其中，所述輸入信號(hào)為執(zhí)行一脈沖頻率調(diào)制 程序的一調(diào)制單元所輸出的一脈沖頻率調(diào)制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02M3/156GK104143913SQ201310173054
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】蔡宗諺 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司