(57)【要約】同調電圧によって制御可能な状態の電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）である。該ＶＣＸＯは、水晶と、調整可能なコンデンサアレイとを有する。一例において、該ＶＣＸＯは、前記同調電圧を対応するディジタル値に変換するアナログ−ディジタル変換器と、前記水晶及び同調プロファイルにおける１つか又は複数のパラメータを格納するメモリと、論理ブロックとを備える。該論理ブロックは、前記ディジタル値と前記水晶及び同調ファイルにおける１つか又は複数のパラメータとを受け取って、前記調整可能なコンデンサアレイを調整することにおいて使用するための１つか又は複数の値を動的に算出する。このようにして、前記論理ブロックは、リアルタイムに、前記ＶＣＸＯの動作（すなわち、発振周波数）を動的に計算し且つ調整することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同調電圧によって制御可能な状態の電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）であって、水晶と調整可能なコンデンサアレイとを有し、該ＶＣＸＯが、
前記同調電圧を、対応するディジタル値に変換するアナログ−ディジタル変換器と、
前記水晶における１つか又は複数のパラメータを格納するメモリと、
前記ディジタル値と、前記水晶における１つか又は複数のパラメータとを受け取る論理ブロックであって、前記調整可能なコンデンサアレイを調整することにおいて使用するための１つか又は複数の値を動的に算出する、論理ブロック
とを備えることからなる、電圧制御水晶発振器。
【請求項２】
前記メモリが、読み出し専用メモリである、請求項１に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項３】
前記メモリが、不揮発性メモリである、請求項１に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項４】
前記メモリが、同調プロファイルにおける１つか又は複数のパラメータを格納する、請求項１に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項５】
前記論理ブロックが、計算セクションと制御セクションとを含む、請求項１に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項６】
乗算器及び除算器セクションを含む演算論理装置を、前記論理ブロックが含む、請求項１に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項７】
前記論理ブロックが、ステートマシンを含む、請求項１に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項８】
前記論理ブロックが、前記ディジタル値と前記水晶における１つか又は複数のパラメータとに部分的に基づいて、前記調整可能なコンデンサアレイを調整することにおいて使用するための１つか又は複数の値を算出する、請求項１に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項９】
前記調整可能なコンデンサアレイを調整することにおいて使用するための１つか又は複数の値が、１つか又は複数の負荷キャパシタンス値のアドレスを含む、請求項１に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項１０】
前記水晶における１つか又は複数のパラメータが、水晶シャントキャパシタンスを含む、請求項１に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項１１】
前記同調プロファイルにおける１つか又は複数のパラメータが、開始水晶負荷キャパシタンスを含む、請求項４に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項１２】
前記同調プロファイルにおける１つか又は複数のパラメータが、終了水晶負荷キャパシタンスを含む、請求項４に記載の電圧制御水晶発振器。
【請求項１３】
水晶を有する電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）の発振周波数を制御するための方法であって、
前記水晶のパラメータを格納し、
同調プロファイルのパラメータを格納し、
アナログの同調電圧をディジタル値に変換し、及び、
前記ディジタル値と、前記水晶及び前記同調プロファイルのパラメータとに基づいて、前記発振周波数を調整するために前記ＶＣＸＯに対して提供するためのキャパシタンス値を動的に算出する
ことを含む、方法。
【請求項１４】
前記動的な算出動作によって算出された前記キャパシタンス値を用いて、調整可能なコンデンサアレイを調整することを更に含むことからなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記格納する動作が、水晶シャントキャパシタンスを含む、前記水晶のパラメータを、格納することからなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記格納する動作が、最小水晶負荷キャパシタンスを含む、前記同調プロファイルのパラメータを、格納することからなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記格納する動作が、最大水晶負荷キャパシタンスを含む、前記同調プロファイルのパラメータを、格納することからなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記キャパシタンス値を動的に算出する動作が、コンデンサアレイに対するアドレスを算出することを含むことからなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記格納する動作が、不揮発性メモリを利用することからなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記変換する動作と、前記動的に算出する動作とが、リアルタイムに、連続的に生じることからなる、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
調整可能なコンデンサアレイと、
同調電圧を、対応するディジタル値に変換するアナログ−ディジタル変換器と、
水晶における１つか又は複数のパラメータを格納するメモリと、
前記ディジタル値と、前記水晶における１つか又は複数のパラメータとを受け取る論理ブロックであって、前記調整可能なコンデンサアレイを調整することにおいて使用するための１つか又は複数の値を動的に算出する、論理ブロック
とを有する電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）を備える、集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電子回路に関し、特に電圧制御水晶発振器回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧制御水晶発振器は、多くの電子回路用途において使用されている。一般に同調電圧は、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）の発振周波数を調整することに利用される。同調電圧が調整されると、ＶＣＸＯの発振周波数が、該ＶＣＸＯの、その特定の実施形態に従って調整される。
【０００３】
図１には、ディジタル電圧制御発振器１０の一例が示されている。この例において、電圧制御発振器１０は、発振器回路１２を含む。該発振器回路１２は、並列負荷共振周波数、直列共振周波数、水晶シャントキャパシタンス、水晶モーショナルキャパシタンスのような様々な水晶パラメータを有する水晶１４を駆動する。発振周波数を電子的に調整するために利用されるコンデンサアレイ１６と共に、水晶発振器回路１２を、フィードバックの配向において一般に構成することができる。
【０００４】
例えば、同調電圧１８を、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）２０によって処理することができる。該アナログ−ディジタル変換器２０の出力は、メモリ２２によって利用される。一例において、メモリ２２には、電圧制御水晶発振器のための同調プロファイルを含んだ読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）か又は不揮発性メモリ（ＮＶ）を含めることができる。
【０００５】
従来では、メモリ２２内に格納された電圧制御水晶発振器同調プロファイルは、システム１０の外部に生成されており、従って、プログラムされるか、ハード的に符号化されるか、又はメモリ２２内へと焼き付けられる。メモリ２２は、アナログ−ディジタル変換器２０から受け取った値を、メモリ２２内において格納された電圧制御水晶発振器同調プロファイルに対してマッピングして、そして、同調電圧１８に応答して所望の周波数においてシステム１０が発振することを強制するため、このマッピングに基づいて、調整可能なコンデンサアレイ１６を設定するか又は調整するための値を生成する。本質的には、メモリ２２は、ある発振周波数を達成するために、アナログ−ディジタル変換器２０から受け取った値を、調整可能なコンデンサアレイ１６を調整するための値に変換する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１のシステム１０は、メモリ２２内に対して任意の同調プロファイルのプログラミングを可能にする利点を有する。しかしながら、電圧間の電圧制御水晶発振器プロファイルカーブ（グラフ）か又はマップの作成と、適切なコンデンサ調整とが、オフチップで実施されており、その特定のプロファイルを有するメモリ２２を再プログラミングすること無く容易に変更されることは不可能である、ということを含む多くの欠点を、システム１０は有する。更には、多くの異なるプロファイルがメモリ２２内に格納される場合には、メモリ２２のサイズか又は全領域が、大きくなる可能性があり、そのことが、本発明者によって認識されているように、システム１０の利用を望まなくさせる。
【０００７】
本発明者によって認識されているように、必要とされることは、システム内におけるプロファイルの再プログラミングを必要とすること無く、該システムが広い範囲の発振周波数と様々な異なる水晶とをサポートすることができるように、該システムの同調プロファイルか又は値の動的な計算を提供する、電圧制御水晶発振器のためのシステムである。この背景に対して、本発明の様々な実施形態が開発された。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記を考慮し、且つ、本発明の一実施形態の１つの広範な態様に従って、ある同調電圧によって制御可能な状態の電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）が、本明細書内において開示された。該ＶＣＸＯは、水晶と調整可能なコンデンサアレイとを有する。一例において、前記同調電圧を対応するディジタル値に変換するアナログ−ディジタル変換器と、水晶における１つか又は複数のパラメータを格納するメモリと、論理ブロックとを該ＶＣＸＯは含む。該論理ブロックは、該ディジタル値と、該水晶及び所望の同調プロファイルにおける１つか又は複数のパラメータとを受け取り、調整可能なコンデンサアレイを調整することに使用するための、１つか又は複数の値を動的に算出する。このようにして、該論理ブロックは、リアルタイムに、前記ＶＣＸＯの動作（すなわち、発振周波数）を動的に計算し且つ調整することができる。
【０００９】
一例において、前記論理ブロックは、計算セクションと制御セクションとを含み、前記論理ブロックには、乗算、加算、及び他の算術機能を実行するためのセクションを含む演算論理装置を含めることができる。前記論理ブロックには、ステートマシンを含めることもできる。
【００１０】
前記論理ブロックは、前記ディジタル値と、前記水晶における１つか又は複数のパラメータと、前記同調プロファイルにおける１つか又は複数のパラメータとに部分的に基づいて、調整可能なコンデンサアレイを調整することにおいて使用するための１つか又は複数の値を計算することができる。前記調整可能なコンデンサアレイを調整することにおいて使用するための１つか又は複数の値には、該アレイ内における所望の負荷キャパシタンスのアドレスか、又は他の値を含めることができる。
【００１１】
前記水晶における１つか又は複数のパラメータには、水晶シャントキャパシタンス、水晶モーショナルキャパシタンス、並列負荷共振周波数、及び／又は直列共振周波数を含めることができる。前記同調プロファイルにおける１つか又は複数のパラメータには、開始水晶負荷キャパシタンス、終了水晶負荷キャパシタンス、所望の開始周波数、所望の終了周波数、所望の開始ｐｐｍオフセット、所望の終了ＰＰＭオフセット、及び／又は、周波数か又はＰＰＭで表された所望のプルレンジを含めることができる。前記メモリは、読み出し専用メモリか、不揮発性メモリか、又は揮発性メモリとすることができる。
【００１２】
本発明の別の実施形態の、別の広範な態様に従って、水晶を有する電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）の発振周波数を制御するための方法が、本明細書内において開示された。一例において、前記方法は、水晶及び同調プロファイルのパラメータを格納し、アナログ同調電圧をディジタル値に変換し、及び、該ディジタル値と該水晶のパラメータとに基づいて、ＶＣＸＯに印加するキャパシタンス値を動的に算出して発振周波数を調整する、ことを含む。前記方法にはまた、前記動的に計算する動作によって算出された前記キャパシタンス値を使用して調整可能なコンデンサアレイを調整することも含めることができる。一例において、前記変換する動作と、前記動的に計算する動作とが、リアルタイムに、連続的に生じる。
【００１３】
一例において、前記格納する動作は、水晶シャントキャパシタンスを含むことが可能な、前記水晶のパラメータを格納する。前記格納する動作は、最小水晶負荷キャパシタンス、及び／又は、最大水晶負荷キャパシタンスを含むことが可能な、同調プロファイルのパラメータを格納する。
【００１４】
別の例において、前記キャパシタンス値を動的に算出する動作には、コンデンサアレイのためのアドレスを計算することを含めることができる。前記格納する動作は、不揮発性メモリか、又は他のタイプの従来のメモリを利用することができる。
【００１５】
本発明の別の実施形態の、別の広範の態様に従って、調整可能なコンデンサアレイを有する電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）と、同調電圧を対応するディジタル値に変換するアナログ−ディジタル変換器と、水晶及び同調プロファイルにおける１つか又は複数のパラメータを格納するメモリと、該ディジタル値と該水晶における１つか又は複数のパラメータとを受け取って、調整可能なコンデンサアレイを調整することに使用するための１つか又は複数の値を動的に算出する論理ブロックとを含む集積回路が、本明細書内において開示された。
【００１６】
本発明の様々な実施形態の特徴、有用性、及び利点が、添付の図面内において示されたような、本発明の実施形態の、以下のより具体的な説明から明らかになるであろう。
【実施例】
【００１７】
概して、本発明の実施形態は、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）の電子的な同調を提供することができる。様々な水晶パラメータか又は他のパラメータに基づき、同調プロファイルか又は値が、動的に計算される。該同調プロファイルか又は値は、従来計算されていたように静的に様々なプロファイルを格納する大きなメモリを必要とすること無く、チップ上においてか又はシステム内において、動的に計算される。従って、本発明の実施形態を、様々な異なる水晶と共に利用することができ、本発明の実施形態によって提供される動的な同調プロファイル／値の計算のために、従来実施されていたように新たな水晶プロファイルによってメモリを再プログラミングすることを必要とすること無く、発振器システムを動作させることができる。本発明の様々な実施形態が、本明細書内において説明される。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態による、電圧制御水晶発振器システム３０の一例を示す。システム３０は、論理ブロック３２と、メモリ３４とを含む。該論理ブロックは、ステートマシンか又は他のロジックを用いて実現されることが可能であり、動的なやり方において、システム３０を調整するために必要とされる同調プロファイル及び値を自動的に算出するために概して動作する。例えば、電圧制御水晶発振器同調プロファイルが線形であるように、一例において、メモリ３４内に格納された水晶パラメータと同調プロファイルパラメータとに基づいて、該同調プロファイルを論理ブロック３２は自動的に且つ動的に算出することができる。論理ブロック３２は、同調電圧値に応答して、ある特定のキャパシタンス値か又はアドレスを算出することができる。
【００１９】
一例において、同調プロファイルは、同調電圧と静電容量値との間における数値的なグラフ（プロット）か又はマップとして特徴付けられることができるか、又は離散的な値を含むことができる。同調電圧３６に応答してシステム３０の発振周波数を調整するため、調整可能なコンデンサアレイ４２に対して提供する値を指定するために同調プロファイルを使用することができる。
【００２０】
図２の例において、同調電圧３６が、アナログ−ディジタル変換器３７によって受け取られ、該アナログ−ディジタル変換器３７は、該同調電圧をディジタル値に変換し、該ディジタル値が、論理ブロック３２内へと入力される。論理ブロック３２は、アナログ−ディジタル変換器３７からの該ディジタル値を受け取り、論理ブロック３２は、メモリ３４と伝達し合う状態にある。メモリ３４を、ＲＯＭか、不揮発性メモリか、又は他のメモリのような従来のメモリを含む任意のタイプのメモリを利用して実現することができる。
【００２１】
水晶を、それらの水晶シャントキャパシタンス（Ｃ０）、それらの水晶モーショナルキャパシタンス（Ｃ１）、それらの並列負荷共振周波数（ＦＬ）、及び／又はそれらの直列共振周波数（ＦＳ）によって、特徴付けることができる。同調プロファイルを、開始水晶負荷キャパシタ値（すなわち、最大負荷キャパシタンスであるＣＬ１）と、終了水晶負荷キャパシタンス値（すなわち、最小負荷キャパシタンスであるＣＬ２）によって、特徴付けることができる。前記並列負荷共振周波数は、ある値の負荷キャパシタンスＣＬによって負荷が与えられた時に、水晶が発振する周波数である。水晶中心周波数は、定格の負荷キャパシタンスが水晶に提供された時に、水晶が発振する周波数である。水晶の同調プロファイルを、最小発振周波数と最大発振周波数とによって特徴付けることができる。すなわち、該最小発振周波数を、最大水晶負荷キャパシタンスに対応付けることができる一方で、最大発振周波数を、最小水晶負荷キャパシタンスに関連付けることができる。従って、同調プロファイルのパラメータとして、最小及び最大水晶負荷キャパシタンスを用いることができることを、理解することができる。
【００２２】
メモリ３４は、一例において、水晶シャントキャパシタンス、水晶モーショナルキャパシタンス、水晶並列負荷共振周波数、水晶直列共振周波数、開始水晶負荷キャパシタンス、終了水晶負荷キャパシタンス、所望の開始周波数、所望の終了周波数、所望の開始ｐｐｍオフセット、所望の終了ＰＰＭオフセット、及び／又は、周波数か又はＰＰＭで表された所望のプルレンジのような水晶パラメータ及び同調プロファイルパラメータを格納する。
【００２３】
論理ブロック３２は、メモリ３４内に格納されたパラメータに基づいて、同調プロファイルか又は値を動的に算出する。アナログ−ディジタル変換器３７からの同調電圧ディジタル値を論理ブロック３２が受け取った時には、水晶４０に結合された水晶発振器３８の発振周波数を動的に変更するために、該論理ブロックは、コンデンサアレイ４２を制御するか又は調整する値を生成する。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態による、図２の論理ブロック３２の一例を示す。この例では、論理ブロック３２は、メモリ３４からの格納されたパラメータを受け取り、並びに、アナログ−ディジタル変換器３７の出力を受け取る。論理ブロック３２の動作を制御するために、クロックを利用することもできる。
【００２５】
一例において、論理ブロック３２には、計算セクション５０と、制御又はステートマシンセクション５２とを含めることができる。計算セクション５０は、値５３を算出する。該値５３は、動的に生成されて、システム３０内において、調整可能なコンデンサアレイ４２を調整するために、直接的にか又は間接的に使用される。制御セクション５２は、計算部５０の状態を制御するために、提供されることが可能である。特定の実施形態に依存して、計算部５０と制御部５２とを、単一セクションか又は電子システムの一部分の中に組み込むことができることが理解されよう。
【００２６】
一例において、計算セクション５０には、様々な周知の算術機能を実施することを可能にする演算論理装置５４を含めることができる。そのような機能には、加算か、減算か、乗算か、除算か、又は（ロードすることか、格納することか、シフトすることか、ビット試験を行うことか、セットすることか、クリアすることか、又は演算論理装置によって慣例的に実施されている他の機能のような）任意の他の従来の機能を含めることができる。一対の多重化装置（マルチプレクサ）５６，５８、並びに、レジスタ６０のセットを、提供することもまた可能である。図３の例では、制御セクション５２は、多重化装置５６、５８のどの入力が、ＡＬＵ５４内へと提供されるかを選択する。制御セクション５２は、更に、ＡＬＵ５４に、加算か、減算か、乗算か、除算か、又は他の慣例的な機能のような所望の動作を実施するよう指示する。ＡＬＵ５４によって実施された動作の結果を、複数のレジスタ６０のうちの１つか又は複数の中に格納することができる。
【００２７】
図３内に示された例は、例示的な目的だけのために提供されており、本開示により、論理ブロックの様々な他の実施例が可能であり考えられることが理解されよう。実施例に依存して、論理ブロック３２を、より洗練された構成要素か、プログラム可能なロジックか、マイクロプロセッサか又はマイクロコントローラの論理コアの一部分を用いて実現することができるか、又は計算能力を有するデバイス内における１つか又は複数の処理として実現することができる。
【００２８】
図４は、本発明の一実施形態による、電圧制御水晶発振器を制御するための動作の一例を示す。
【００２９】
動作７０において、電圧制御水晶発振器に対する外部電圧か又は制御電圧のような電圧が、アナログ−ディジタル変換器に印加される。動作７２において、該電圧が、ディジタル値へと変換され、このディジタル値は、アドレスとして使用されることが可能である。
【００３０】
動作７０、７２の前に生じることが可能である動作７４において、コンデンサパラメータが、メモリ内に格納される。この動作には、開始／終了コンデンサ値（すなわち、最大及び最小水晶負荷コンデンサ値）及び水晶シャントキャパシタンス（すなわち、Ｃ０）のようなコンデンサパラメータが、チップ上のパラメータアレイ内に入力されることを含めることができる。
【００３１】
動作７６において、（ＡＤＣＯｕｔとして示される）ディジタルのアドレス値と、格納されたパラメータとが、ＶＣＸＯ同調論理に送られる。この動作には、動作７２及び７４からのデータが、論理ブロックに送られることを含めることができる。
【００３２】
動作７８において、ＶＣＸＯ同調ロジックが、前記ディジタルのアドレス値（ＡＤＣＯｕｔ）と、格納されたパラメータとを用いて、適正な水晶負荷キャパシタンス値を算出する。一例において、動作７８において実施される計算は、水晶負荷キャパシタンスに対するアドレスを生成するが、他の値が算出されることも可能である。動作７８の一例は、図５内に示された動作９０〜９６によって更に説明される。ある特定の例の計算と計算ステートマシンとが、図６内に示されており、本明細書内において説明されているが、本明細書内において記載された、これらの特定の例は、本発明の範囲を限定することを意図していないことを理解されたい。
【００３３】
一例では、動作８０において、水晶負荷キャパシタンスのアドレスが、調整可能なコンデンサアレイに送られる。動作８２において、調整可能なコンデンサアレイは、該水晶負荷キャパシタンスのアドレスを用いて、水晶発振器回路に対してキャパシタンスの適正な値を提供する。動作８４において、調整可能なコンデンサアレイからの新たなコンデンサ値によって、発振の水晶発振器周波数が変化する。
【００３４】
図５は、図４内の動作７８として示される、水晶負荷キャパシタンスのアドレスを算出するための動作の一例を示す。一実施形態において、動作９０〜９６を、ステートマシンの実施形態においてか、又は論理ブロックの計算セクションを制御するための別の形態において、実現することができる。
【００３５】
一例では、動作９０において、ＡＤＣＶａｌｉｄフラグが、計算のための新たなＡＤＣ値（ＡＤＣＯｕｔ）の準備が整ったことを指示し、動作９０は、アナログ−ディジタル変換器からの新たな値を受け取ることに応答する状態とすることができる（すなわち、新たな同調電圧が検出された）。動作９２において、ＶＣＸＯ同調論理は、ＡＤＣＯｕｔの値と、格納されたパラメータ入力とをラッチする。動作９４において、論理制御ステートマシンは、適正な水晶負荷キャパシタンス値か又はアドレスを算出するために、その状態（ステート）を通るサイクルを開始する。動作９６において、計算の完了時に、適正な水晶負荷キャパシタンスアドレスが、その出力部にラッチされる。
【００３６】
本発明の一実施形態において、水晶パラメータが読み出され、利用されて、同調カーブ（同調グラフ）が生成され、そして、アナログ−ディジタル変換器からのデータが受け取られると、受け取った同調電圧に対応する所望の同調を達成するために必要とされる対応する負荷キャパシタンス値を生成するために、該同調カーブからの対応する値が読み出されるか又はマッピングされる。
【００３７】
本発明の別の実施形態において、アナログ−ディジタル変換器からの新たな値（すなわち、ＡＤＣディジタルアドレスＡＤＣＯｕｔ）が、ステートマシンに対して提供される各々の時に、キャパシタンス値が生成される。従って、この実施例において、水晶シャントキャパシタンス、最小及び最大水晶負荷キャパシタンスのような水晶及び同調プロファイルパラメータが、アナログ−ディジタル変換器によって提供された特定のアドレスに対する負荷キャパシタンスの算出において考慮される。この例において、同調プロファイルの、先行する計算の必要を無くすことが可能であり、下記に示される式が、ある特定の同調プロファイルを参照することを必要とせずに、必要とされるキャパシタンスの計算を、生成することができる。
【００３８】
図６は、本発明の一実施形態による、電圧制御水晶発振器の同調のための適切なキャパシタンス値を算出するために利用されることが可能な複数の状態（ステート）を有する状態図の一例を示す。前記状態（ステート）は、ＯＰ1、ＯＰ２、ＯＰ３・・・ＯＰ１０にラベル付けられており、それらは、下記に示される式を実行するための複数の動作を反映している。これらの状態（ステート）は、下記に実行される式を達成するために、様々な手法において実現されることが可能であるか、或いは、あるキャパシタンス値を算出するために、代替的には、異なる式か又は計算が実行されることが可能であることを理解されたい。
【００３９】
一例では、状態ＯＰ１にて、レジスタ１に、Ｃ０にＣＬ２を加えた合計がロードされる。状態ＯＰ２において、レジスタ３に、レジスタ１の中身とＭとの積がロードされる。状態ＯＰ３において、レジスタ１に、ＣＬ１とＣＬ２との差分がロードされる。状態ＯＰ４において、レジスタ２に、レジスタ１の中身とｎとの積がロードされる。状態ＯＰ５において、レジスタ１に、レジスタ２の中身とレジスタ３の中身との合計がロードされる。状態ＯＰ６において、レジスタ２に、Ｃ０にＣＬ１を加えた合計がロードされる。状態ＯＰ７において、レジスタ４に、レジスタ２とレジスタ３との積がロードされる。状態ＯＰ８において、レジスタ２に、レジスタ４をレジスタ１で割った除算動作の結果がロードされる。状態ＯＰ９において、レジスタ４に、レジスタ２からＣ０を引いた差分がロードされる。状態ＯＰ１０において、レジスタ１に、レジスタ４からＭを引いた差分がロードされ、この時点で、ステートマシンは、この計算を完了する。
【００４０】
この例において、ステートマシンは、下記の式を実現して、調整可能なコンデンサアレイによって使用されるための線形のＶＣＸＯ同調カーブと離散的な値とを生成する。
【００４１】
【数１】
2009537077.tif 000003
ここで、
Ｍ＝ＡＤＣ分解能−１
ｎ＝現在のＡＤＣディジタルアドレス（ＡＤＣＯｕｔ）
Ｃ０＝水晶負荷コンデンサアレイ値に正規化された水晶シャントキャパシタンス＋Ｍ
ＣＬ１＝水晶負荷コンデンサアレイ値に正規化された開始水晶負荷コンデンサ値
ＣＬ２＝水晶負荷コンデンサアレイ値に正規化された終了水晶負荷コンデンサ値
である。
【００４２】
追加的な入力と出力とに、下記を含めることが可能である。
ＡＤＣＶａｌｉｄ：  処理するためにＡＤＣからの新たな値の準備が整ったことを示す、ＡＤＣからの入力信号である。これが、ステートマシンの計算処理を始動させる。
Ｄｏｎｅ：  計算処理が完了して、新たなコンデンサ負荷値が利用可能であることを示す出力信号である。
【００４３】
下記は、各々の状態（ステート）の動作を説明しており、各状態は、各レジスタの中身のスナップショットを提供している。適切なＡＬＵ動作フラグがアサートされ（ＡＤＤ、ＳＵＢ、ＭＵＬＴ、ＤＩＶ）、適切な多重化装置（ＭＵＸ）選択線がアサートされ（Ｍｕｘ１Ｃｔｌ、Ｍｕｘ２Ｃｔｌ）、及び適切なレジスタ負荷フラグがアサートされる（ＲＥＧ１Ｌｏａｄ、ＲＥＧ２Ｌｏａｄ、ＲＥＧ３Ｌｏａｄ、ＲＥＧ４Ｌｏａｄ）ということが、各ＯＰｘ状態ごとに示されていることに留意されたい。Ｒｅｓｅｔ＝１の時には、全ての状態が、次のクロック遷移においてＨｏｌｄ状態に戻ることになることもまた示されている。
【００４４】
【数２】
2009537077.tif 000004
【数３】
2009537077.tif 000005
アナログ−ディジタル変換器分解能は、アナログからディジタルへの変換プロセスのビット数の関数である。例えば、８ビットアナログ−ディジタル変換器の場合には、分解能の量は、２＾８すなわち２５６であり、従って、Ｍ＝２５６−１＝２５５である。８ビットアナログ−ディジタル変換器の場合の現在のＡＤＣディジタルアドレス（ＡＤＣＯｕｔ）は、０から２５５の範囲に及ぶことが可能である。
【００４５】
前記論理は、ｘビットＡＤＣからｙビットコンデンサアレイにマッピングすることができる。すなわち、ＡＤＣの分解能とコンデンサアレイの分解能とは、等価である必要はなく、該論理は、より低ビットＡＤＣからより高ビットコンデンサアレイに（及び、逆の場合も同様に）、適切にマッピングすることが可能である。
【００４６】
一例において、非常に線形なＶＣＸＯ同調プロファイルが、達成されるべくシークされる。しかしながら、水晶発振器システムにおける周波数に対するキャパシタンスの関係が非線形であるため、ＡＤＣからコンデンサアレイまでの値の非線形マッピングを用いることができる。つまり別の言い方をすれば、ＶＣＯ同調プロファイルの任意の所与の所望の形状（線形か又は非線形）について、ＡＤＣ値からコンデンサアレイへの非線形マッピングの値を、算出することができる。図７は、一例における、同調電圧（ＡＤＣ値）に対する所望の線形な水晶周波数のグラフの一例を示す。図８は、同調電圧に対する負荷キャパシタンスのグラフの一例において表された等価なプロファイルを示す。図９は、負荷キャパシタンスに対する周波数のグラフの一例において表された等価なプロファイルを示す。
【００４７】
本発明の実施形態の例が、水晶発振器に関連して本明細書内において説明されているが、本発明の実施形態は、ＲＣ発振器、ＳＡＷ発振器、ＬＣタンク発振器、等のような他のタイプの発振器と共に利用されることが可能であることを理解されたい。
【００４８】
本発明の実施形態を、様々な半導体、メモリ、プロセッサ、コントローラ、集積回路、論理（ロジック）又はプログラム可能な論理、クロック回路、及びこれらに類するものにおいて使用することができる。
【００４９】
本明細書内において開示した方法が、ある特定の順序（オーダ）において実施された特定の動作に関連して説明され且つ示されてきたが、これらの動作は、組み合わされるか、更に分割されるか、又は再順序付けられて、本発明の教示を逸脱することなく、等価な方法を形成することが可能であることが、理解されよう。従って、本明細書内において具体的に指示されない限り、動作の順序とグルーピングは、本発明の限定ではない。
【００５０】
本発明の少なくとも１つの実施形態において、もしも望まれるようであれば、「１つの実施形態」か又は「一実施形態」か又は「１つの例」か又は「一例」に対する本明細書全体にわたる参照は、その実施形態に関連して記載されたある特定の特徴か、構造か、又は特性が含まれることが可能であるということを意味することが理解されるべきである。従って、本明細書の様々な部分における「一実施形態」か又は「１つの実施形態」か又は「代替の一実施形態」か又は「１つの例」か又は「一例」に対する２つか又は３つ以上の参照は、同じ実施形態に対する参照が必ずしも全て必要であるとは限らないことが理解されるべきである。更には、特定の特徴か、構造か、又は特性は、本発明の１つか又は複数の実施形態内において、望まれるように組み合わされることが可能である。
【００５１】
本開示を簡素化する目的のために、及び、１つか又は複数の様々な発明の態様の理解を支援することをする目的のために、本発明の例示的な実施形態の上述の説明において、本発明の様々な特徴が、単一の実施形態か、形状か、又はその記載に、往々にして互いにまとめられることが理解されるべきである。しかしながら、開示のこの方法は、特許請求された発明が、各請求項内において明確に記載されたものの特徴を越えて、更なる特徴を要求するという意図を反映しているとして解釈されるべきではない。発明の態様が、単一の上述の開示した実施形態の全ての特徴よりも少ない状態に置かれていることを、むしろ以下の特許請求の範囲は表しているので、本明細書内において記載された各実施形態は、複数の発明の特徴を含む可能性がある。
【００５２】
本発明が、その実施形態に関連して具体的に示され且つ説明されてきたが、本発明の原理及び範囲を逸脱すること無く、形態及び詳細部分における様々な他の改変が行われることが可能であることが、当業者であれば理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】電圧制御水晶発振器同調プロファイルを格納するメモリと、アナログ−ディジタル変換器とを含む従来の電圧制御水晶発振器システムを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による、アナログ−ディジタル変換器、同調プロファイル論理ブロック／ステートマシン、及びメモリを含む電圧制御水晶発振器システムの一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、ＶＣＸＯ同調プロファイルを計算するための論理ブロックの一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、ＶＣＸＯ同調プロファイルを動的に計算するための論理動作の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態のステートマシンを実現するための動作の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による、ステートマシンの様々な状態（ステート）の一例を示す図である。
【図７】同調電圧に対する線形な水晶周波数のグラフの一例を示す図である。
【図８】同調電圧に対する負荷キャパシタンスのグラフの一例を示す図である。
【図９】負荷キャパシタンスに対する周波数のグラフの一例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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