特許 6316097 チャージポンプを有する回路、通信デバイス、チャージポンプの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6316097

(24)【登録日】2018年4月6日

(45)【発行日】2018年4月25日

(54)【発明の名称】チャージポンプを有する回路、通信デバイス、チャージポンプの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/07 20060101AFI20180416BHJP

   H03K 3/354 20060101ALI20180416BHJP

【ＦＩ】

   H02M3/07

   H03K3/354 B

【請求項の数】19

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-110894(P2014-110894)

(22)【出願日】2014年5月29日

(65)【公開番号】特開2014-236666(P2014-236666A)

(43)【公開日】2014年12月15日

【審査請求日】2017年5月25日

(31)【優先権主張番号】13/908,781

(32)【優先日】2013年6月3日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】599034594

【氏名又は名称】コーボ ユーエス、インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】カダム、ダーマ レディ

【審査官】 麻生 哲朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２３６６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３４６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１５０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００４９９０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ３／０７

Ｈ０３Ｋ ３／３５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エネルギー管理コアを含む無線周波数（ＲＦ）スイッチを備え、
前記エネルギー管理コアは、
チャージポンプと、
前記チャージポンプと接続され、前記チャージポンプにクロック信号を供給するオシレータであって、当該オシレータが受信した入力信号に応じた所定の周波数の前記クロック信号を生成するオシレータと、
前記オシレータと接続され、前記オシレータへ前記入力信号を供給するカウンタであって、当該カウンタは、前記オシレータへの前記入力信号として、前記オシレータに第１周波数の前記クロック信号を発生せしめる第１信号を、所定時間にわたり前記オシレータに供給し、その後、前記オシレータへの前記入力信号として、前記オシレータがあるパターンで複数の別の周波数の前記クロック信号を発生するように、複数の別の信号を前記オシレータに供給するカウンタと、
を含み、
前記第１周波数は、前記複数の別の周波数それぞれに比べて、前記チャージポンプのセトリング時間を短縮させる周波数であり、
前記あるパターンの前記複数の別の周波数のディザリングが、スプリアス輻射を低減することを特徴とする回路。

【請求項2】

前記複数の別の信号は、複数の信号であり、
前記カウンタはさらに、前記所定時間の経過後、前記複数の信号を巡回的に発生し、前記オシレータに、それらに対応する複数の周波数の前記クロック信号を巡回的に発生させるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の回路。

【請求項3】

前記複数の信号および前記複数の周波数は、スプリアス輻射を低減するような所定の順序で巡回することを特徴とする請求項２に記載の回路。

【請求項4】

前記複数の別の周波数の適用により、前記第１周波数の持続的な適用に比べて前記回路の消費電力が低減されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回路。

【請求項5】

前記第１周波数の前記クロック信号が供給されている前記チャージポンプのセトリング時間は、５μｓまたはそれより短いことを特徴とする請求項４に記載の回路。

【請求項6】

前記チャージポンプは、負電圧チャージポンプであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の回路。

【請求項7】

前記チャージポンプは、正電圧チャージポンプであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の回路。

【請求項8】

トランシーバと、
前記トランシーバと接続され、エネルギー管理コアを含む無線周波数（ＲＦ）スイッチと、
を備え、
前記エネルギー管理コアは、
チャージポンプと、
前記チャージポンプと接続され、前記チャージポンプにクロック信号を供給するオシレータであって、当該オシレータが受信した入力信号に応じた所定の周波数の前記クロック信号を生成するオシレータと、
前記オシレータと接続され、前記オシレータへ前記入力信号を供給するカウンタであって、当該カウンタは、前記エネルギー管理コアが電源オンすると、前記オシレータへの前記入力信号として、前記オシレータに第１周波数の前記クロック信号を発生せしめる第１信号を、所定時間にわたり前記オシレータに供給し、その後、前記オシレータへの前記入力信号として、前記オシレータがディザリングパターンに従う複数の別の周波数の前記クロック信号を発生するように、複数の別の信号を前記オシレータに供給するカウンタと、
を含み、
前記第１周波数は、前記複数の別の周波数それぞれに比べて、前記チャージポンプのセトリング時間を短縮させる周波数であり、
前記ディザリングパターンに従う前記複数の別の周波数が、スプリアス輻射を低減することを特徴とする通信デバイス。

【請求項9】

前記複数の別の信号は、複数の信号であり、
前記カウンタはさらに、前記所定時間の経過後、前記複数の信号を巡回的に発生し、前記オシレータに、それらに対応する複数の周波数の前記クロック信号を巡回的に発生させるように構成されることを特徴とする請求項８に記載の通信デバイス。

【請求項10】

前記複数の信号および前記複数の周波数は、スプリアス輻射を低減するような所定の順序で巡回することを特徴とする請求項９に記載の通信デバイス。

【請求項11】

前記複数の別の周波数の適用により、前記第１周波数の持続的な適用に比べて前記エネルギー管理コアの消費電力が低減されることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の通信デバイス。

【請求項12】

前記第１周波数の前記クロック信号が供給されている前記チャージポンプのセトリング時間は、５μｓまたはそれより短いことを特徴とする請求項１１に記載の通信デバイス。

【請求項13】

前記ＲＦスイッチは、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）スイッチであることを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の通信デバイス。

【請求項14】

前記ＲＦスイッチは、ＰＨＥＭＴ（Pseudomorphic High-Electron Mobility Transistor）スイッチであることを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の通信デバイス。

【請求項15】

トランシーバと、前記トランシーバと接続され、エネルギー管理コアを含む無線周波数（ＲＦ）スイッチと、を設けるステップと、
前記エネルギー管理コアのカウンタにより、前記エネルギー管理コアが電源オンすると、第１期間にわたり、前記エネルギー管理コアのオシレータの入力信号として第１信号を供給するステップであって、前記第１信号は、前記オシレータに第１周波数のクロック信号を発生させるものであり、前記クロック信号は前記エネルギー管理コアのチャージポンプに供給されるものであるステップと、
前記カウンタにより、前記第１期間の後、前記オシレータの入力信号としてディザリングパターンに従う複数の別の信号を供給し、前記オシレータに複数の別の周波数の前記クロック信号を発生させるステップと、
を備え、
前記第１周波数は、前記複数の別の周波数それぞれに比べて、前記チャージポンプのセトリング時間を短縮させる周波数であり、
前記ディザリングパターンに従う前記複数の別の周波数が、スプリアス輻射を低減することを特徴とする方法。

【請求項16】

前記第１期間の経過後、前記複数の別の信号を巡回的に発生し、前記オシレータに、それらに対応する前記ディザリングパターンに従う複数の周波数の前記クロック信号を巡回的に発生させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記複数の信号および前記複数の周波数は、スプリアス輻射を低減するような所定の順序で巡回することを特徴とする請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記複数の別の周波数の適用により、前記第１周波数の持続的な適用に比べて前記エネルギー管理コアの消費電力が低減されることを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載の方法。

【請求項19】

前記第１周波数の前記クロック信号が供給されている前記チャージポンプのセトリング時間は、５μｓまたはそれより短いことを特徴とする請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本発明は、回路に関し、特にチャージポンプを備える回路に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002] チャージポンプは、ある電圧の入力信号を、より低い、あるいはより高い電圧の出力信号に変換する。この電圧変化により、電源からの単一の電圧を、回路に応じたさまざまな電圧として供給することが可能となる。たとえばあるデバイスの電源電圧が１．５Ｖであるのに対して、そのデバイス内の回路が動作電圧として−１．５Ｖを要求する場合がある。この動作電圧を供給するためにチャージポンプは、電源からの１．５Ｖを受け、回路が要求する−１．５Ｖに変換する。

【0003】

[0003] 電圧変換の一般的な方法は、所定のクロック信号周波数にて開閉するスイッチを有するスイッチモードの電源を利用することである。クロック信号周波数は、いくつかの点において、チャージポンプの出力に影響を与える。第１に、チャージポンプにある電圧が与えられるとき、チャージポンプの出力電圧が、それが供給される回路により使用可能となるには、ある時間を要する。この時間は、チャージポンプのセトリング時間（安定化時間）として知られる。第２は、スプリアス放射（不要輻射）である。スプリアス放射は、チャージポンプの入力には含まれておらず、チャージポンプの出力信号に混入する意図しない周波数である。スプリアス放射は、セトリング時間と同様に、クロック信号周波数に依存する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、チャージポンプのセトリング時間の短縮にある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のある態様は回路に関する。回路は、チャージポンプと、チャージポンプと接続され、回路が電源オンすると所定時間にわたり、第１周波数をとり、その後、少なくともひとつの別の周波数をとるクロック信号をチャージポンプに供給する周波数発生器と、を備える。第１周波数は、少なくともひとつの別の周波数に比べて、チャージポンプのセトリング時間を短縮させる周波数である。

【0006】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0007】

本発明のある態様によれば、チャージポンプのセトリング時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に係るエネルギー管理コア回路を示す図である。

【図2】実施の形態に係るカウンタの構成例を示す図である。

【図3】実施の形態に係るオシレータの回路図である。

【図4】カウンタの状態と、それに対応するオシレータの周波数を示す図である。

【図5】エネルギー管理コア回路のシミュレーションを示す図である。

【図6】実施の形態に係る無線通信デバイスを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

[0011] 実施例の種々の面は、他の当業者に本発明の要旨を伝えるために、当業者が一般に用いる用語を用いて記載される。しかしながら、記載されるいくつかの面のみを用いて代替的な実施の形態が実現されうることは、当業者にとって明らかであろう。説明を目的として、特定の装置および構成は、実施の形態の完全な理解を提供するために明らかにされる。しかしながら、代替的な実施の形態が、特定の詳細部分を用いることなく実現されうることは、当業者にとって明らかであろう。他の実施例において周知な特徴は、実施例を不明瞭としないことを目的として、省略または単純化される。

【0010】

[0012] さらに、種々の工程は、複数の分離した工程として記載され、本開示の理解を最も助けるように順に記載される。しかしながら、記載の順序は、これらの工程が順序依存であることを示唆するものとして解釈されるべきではない。特に、これらの工程は、開示の順序で実行される必要はない。

【0011】

[0013] 「実施の形態において」の語は、繰り返し用いられる。この語は、一般には、同じ実施の形態を示さない。しかしながら、同じ実施の形態を示すこともありうる。「備える」、「有する」、「含む」の語は、文脈上において別に示さない限り、同義である。

【0012】

[0014] 「接続される（coupled with）」の語は、ここでは、派生的に用いられる。「接続される(Coupled)」は、二以上の要素が物理的または電気的に直接接触することを意味しうる。しかしながら、「接続される」は、二以上の要素が互いに間接的に接触しつつ互いに協働または相互作用することも意味し、また、一以上の他の要素が、上述の意味で互いに接続された要素間において結合または接続されることを意味しうる。

【0013】

[0015] 上述したように、セトリング時間とは、チャージポンプにおいて、その出力電圧がターゲット出力電圧の２〜５％以内に到達するのに要する時間をいう。

【0014】

[0016] コンポーネントの出力信号は、ＱあるいはＱバーとして示される。Ｑは、出力の名称である。ＱおよびＱバーは、相補的な関係にある。たとえば、Ｑがハイであるとき、Ｑバーはローである。さらに別の例では、バーは、"ｂ"と簡略化される。したがって、バーあるいばｂが付された出力は特に断らない限り等価である。

【0015】

[0017] 実施の形態は、スイッチデバイスのエネルギー管理コアに使用される回路に関する。この回路は、対応する端子が接続された周波数発生器およびチャージポンプを備える。スイッチデバイスは、ＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）であってもよい。周波数発生器は、所定期間にわたり第１周波数のクロック信号をチャージポンプに供給するよう構成される。その後、周波数発生器は、少なくともひとつの別の周波数のクロック信号をチャージポンプに供給してもよい。実施の形態において、第１周波数は、少なくともひとつの別の周波数と比べてチャージポンプのセトリング時間を短縮させることが可能な周波数であってもよい。以下、図面を参照しながら、さまざまな実施の形態について詳細に説明する。

【0016】

[0018] 図１は、本開示の実施の形態に係るエネルギー管理コア回路１００を示す図である。エネルギー管理コアは、回路に電力供給するための正の電圧Ｖｄｄ１０２を有する。実施の形態において、エネルギー管理コアは、回路が電源オンすると、エネルギー管理コア回路１００が適切にリセットされ、前の状態を維持されないことを保証するために遅延を発せさせる遅延・リセット１０６を備える。遅延・リセット１０６は、カウンタ１１０およびオシレータ１１２として示される周波数発生器と接続されている。ＡＮＤゲート１０８は、カウンタ１１０にハイレベルのリセットイネーブル信号が与えられるのに先立って、遅延された信号およびcpen信号の両方がハイレベルとなることを保証するように動作する。

【0017】

[0019] カウンタ１１０のリセットイネーブルＲＮは、ＡＮＤゲート１０８と接続され、カウンタ１１０のクロック（端子）ＣＬＫは、オシレータ１１２の出力Oscoutと接続される。カウンタ１１０は、オシレータ１１２への入力信号として、fastclkb信号、Q0b-Q3bなどのさまざまな信号を供給する。実施の形態において、fastclkb信号およびQ0b-Q3bは、オシレータ１１２に関する状態、たとえばオシレータ１１２の出力Oscoutの周波数を変化させるように作用する。たとえばfastclkb信号は、オシレータ１１２に、第１の期間にわたり第１周波数を有し、その後、少なくともひとつの別の周波数を有する出力Oscoutを発生させる。この少なくともひとつの別の周波数は、Q0b-Q3bの値によって定められる。カウンタとオシレータの関係は、以下で詳細に説明する。実施の形態では、第１周波数は、チャージポンプのセトリング時間を短縮させることが可能な周波数でもよく、少なくともひとつの別の周波数は、第１周波数の持続的な適用に比べて消費電力を低減し、および／または、スプリアス輻射を低減するように選択されてもよい。たとえば、チャージポンプ１１６のセトリング時間は、それに供給される周波数に直接関連することから、第１周波数は、少なくともひとつの別の周波数よりも高くてもよい。チャージポンプ１１６は、ここで説明するように、正または負のチャージポンプのいずれであってもよく、本開示はいずれにも等しく適用可能である。

【0018】

[0020] オシレータ１１２は、非オーバーラップクロック発生器１１４と接続され、非オーバーラップクロック発生器１１４は、非オーバーラップのクロック信号ｐｈｉ１、ｐｈｉ２を生成する。チャージポンプ１１６は、非オーバーラップクロック発生器１１４と接続され、第１入力、第２入力それぞれに、対応するクロックｐｈｉ１、ｐｈｉ２を受ける。クロック信号Ｐｈｉ１およびＰｈｉ２は、チャージポンプ１１６に、ひとつの電圧として供給され、チャージポンプ１１６によって、第２電圧１１８として出力される。放電ブロック１２０は、エネルギー管理コア回路１００の電源がオフすると、それに現れる電圧を放電するために使用される。

【0019】

[0021] 図２は、実施の形態に係る図１のカウンタ１１０の構成例を示す図である。カウンタ１１０は、電源Ｖｄｄと、接地ＧＮＤを有する。さらにカウンタ１１０は、その入力として、リセットイネーブル信号ＲＮおよびクロック信号を受ける。理解の容易化のため、カウンタ１１０は、概念的に、４ビットカウンタ２０２および出力制御回路２０４に分けられる。４ビットカウンタ２０２のロジックは、図４に示されるパターンにしたがうものであり、以下でその詳細を説明する。出力制御回路２０４のロジックは、第１期間にわたり、４ビットカウンタ２０２からの出力信号をブロックするよう動作し、その後、それらの信号を通過させる。図１を参照して説明したように、これにより、カウンタが第１期間にわたり、ひとつの信号を供給し、その後、少なくともひとつの別の信号を供給することが可能となる。ここに示されるゲートおよびフリップフロップは、それらの一般的な機能を奏するものであり、したがって回路のロジックについて、過度に立ち入った説明は控える。

【0020】

[0022] ４ビットカウンタ２０２は、Ｄフリップフロップ（以下、単にフリップフロップという）２０６−２１２を含む。各フリップフロップは、４ビットカウンタ２０２の各ビットに対応づけられる。ここに示す４ビットカウンタ２０２は、図４に示す複数の状態および状態遷移にしたがう。以下、詳細に説明する。各フリップフロップは、その入力として、クロック信号ＣＬＫ、リセットイネーブル信号ＲＮ、入力値Ｄを受ける。入力値は、入力値のタイミングに対応するフリップフロップのクロック信号の状態に応じて、フリップフロップによりラッチされる。たとえばフリップフロップ２０６は、カウンタ１１０に入力されるクロック信号をその入力として受け、ブロック２１４のロジックに応じた入力値を受ける。ブロック２１４のロジックにより供給される入力は、フリップフロップ２０６に、特定の状態パターンをたどらせる。たとえばブロック２１４の出力信号は、フリップフロップ２０６を図４の以下の状態式にしたがい遷移させる。
Q0_Next = Q3Bar.Q0 + Q3.Q0Bar
ここで"."は、乗算のブール演算子であり、"+"は加算のブール演算子である。
Q0_Nextの式は、フリップフロップ２０６の出力Ｑの次の状態を示す。４ビットカウンタの残りのフリップフロップ、すなわちフリップフロップ２０８−２１２はそれぞれ、図４のQ1_Next〜Q3_Nextの状態パターンにしたがって遷移する。

【0021】

[0023] 出力制御回路２０４は、第１期間にわたり、第１出力信号を提供し、その後、少なくともひとつの追加の出力信号を提供する。出力制御回路２０４は概念的に、２つの部分、すなわち出力論理ブロック２２８および伝送ゲートバンク２３６に分けることができる。出力論理ブロック２２８は、ＯＲゲート２２６を介してラッチ２２９と接続されるフリップフロップ２２４を含み、出力信号は、インバータ２３４により出力論理ブロック２２８の手前で論理反転される。ラッチ２２９は、ラッチを形成するように互いに接続されるＮＡＮＤゲート２３０、２３２を含む。出力論理ブロック２２８は、第１信号を第１期間、たとえば４ビットカウンタ２０２の１回目の繰り返しの間（１巡する間）にわたりラッチ２２９に保持し、その後、回路が電源オフされるまでの間、第２信号をラッチ２２９に保持する。たとえばラッチ２２９は、４ビットカウンタ２０２の１回目に１巡する間、ハイ信号を保持し、その後、ロー信号を保持し、その結果、４ビットカウンタ２０２の１回目の１巡の間、ロー信号が出力され、その後、ハイ信号が出力される。

【0022】

[0024] ブロック２３６の伝送ゲートバンクは、その入力として、出力論理ブロック２２８の出力信号を、フリップフロップ２０６〜２１２から出力されるQBAR信号Q0b-Q3bとともに受ける。伝送ゲート２３８〜２４４はそれぞれ、Q0b-Q3bをハイ入力すなわち１として受け、接地をロー入力すなわち０として受け、出力論理ブロック２２８からの信号を伝送ゲート２３８〜２４４の制御信号として受ける。その結果、伝送ゲートは、制御信号がローのときには、接地入力を通過させ、Q0b-Q3bを遮断し、制御信号がハイのときには、接地入力を遮断し、Q0b-Q3bを通過させることができる。したがって、４ビットカウンタ２０２の１回目の１巡の間、制御信号はローであり、したがって伝送ゲートは接地を通過させ、その後、Q0b-Q3bを通過させる。

【0023】

[0025] 図２のカウンタ１１０は例示に過ぎず、多様に構成可能であることが理解される。たとえば４ビットカウンタ２０２は、より少ないビット数、あるいは多いビット数のカウンタに置き換えることができ、いかようなシーケンスやパターンにしたがって遷移するように構成することもできる。ある実施の形態では、４ビットカウンタ２０２は、オシレータが単一の周波数で動作するように、単一の信号を生成するロジックと置き換えることができ、また、出力制御回路２０４は、第１期間にわたりオシレータに第１信号を供給し、その後、単一の信号をオシレータに供給するように構成してもよい。これらの実施の形態において、第１信号を、チャージポンプのセトリング時間を短縮するように選択してもよく、単一の信号を、第１信号を供給し続けた場合に比べて、オシレータの消費電力が低減されるように選択してもよい。別の実施の形態において、４ビットカウンタは、８ビットあるいはそれより大きなカウンタで構成してもよく、オシレータにより複雑なパターンを供給するようにしてもよい。オシレータに対して第１期間にわたり第１信号を供給し、その後、単一の信号を供給するカウンタ１１０については、本明細書の開示からさまざまな構成が導かれる。

【0024】

[0026] 図３は、実施の形態に係る図１のオシレータ１１２の回路図である。オシレータ１１２は、バイアス電流ステアリングスイッチ３０２〜３１０を含む。バイアス電流ステアリングスイッチ３０２〜３１０はそれぞれ、入力として、fastclkb信号、Q3bar信号、Q2bar、Q1bar信号、およびQ0bar信号を受ける。バイアス電流ステアリングスイッチは、リングオシレータ３１２のIbias端子に流れ込む電流量を調節することにより、Ibias端子に供給される電流を調節する。ある実施の形態において、各バイアス電流ステアリングスイッチは、異なってバイナリ重み付けされされてもよく、これにより各バイアス電流ステアリングスイッチは、リングオシレータ３１２に異なる電流量を流通せしめてもよい。かくしてリングオシレータ３１２の出力により生成される周波数は、入力されたfastclkb信号、Q3bar〜Q0bar信号に応じて調節されてもよい。この図のリングオシレータは例示に過ぎない。周波数変化が可能なオシレータについては、本開示の範囲を超えない範囲においてさまざまな構成が導かれることが理解される。

【0025】

[0027] 図４は、図１および図２のカウンタ１１０のようなカウンタの状態と、それに対応する図１および図３のオシレータ１１２のようなオシレータの周波数を示す図である。第１列は、カウンタから出力されるfastclkb信号の値を示す。続く４列はそれぞれ、図２の状態Ｑ３、Ｑ２、Ｑ１、Ｑ０を表す。続く４列は次のクロックサイクルにおける遷移先の状態を示す。列Freq1は、fastclkb,Q3,Q2,Q1,Q0の組み合わせで示される信号を受けたオシレータにより提供される信号の周波数を表し、列Freq2は、Q3_Next,Q2_Next,Q1_Next,Q0_Nextで示される信号を受けたオシレータの周波数を表す。言い換えれば、Freq2は、Freq1の次の遷移先におけるオシレータの周波数を表す。

【0026】

[0028] 理解の容易化のため、第１信号がオシレータに供給される第１期間は、単一の行４０２により示される。この第１行は、たとえば図１の１１６のようなチャージポンプがセトリングするのに十分な時間にわたり持続してもよい。ある実施の形態において、行４０２の持続時間は、関連するカウンタの一巡の周期であってもよい。この実施の形態は、図２のカウンタのロジックによって示される。この期間、チャージポンプには高速なセトリングのために選択された周波数が与えられ、その後、少なくともひとつの別の周波数が与えられる。

【0027】

[0029] 行４０２に示されるfastclkb信号は０（ゼロ）であってもよく、これはfastclk信号が１であることを意味する。そしてオシレータにより生成される周波数は、７メガヘルツ（Mhz）であってもよい。図４のシミュレーション図に示されるように、７Ｍｈｚは、５μｓのセトリング時間を実現しうる。なお７Ｍｈｚの周波数の選択は例示に過ぎず、アプリケーションに応じて、他の周波数も選択しうる。たとえばより速い周波数は、オシレータにより多くのエネルギ消費をもたらす反面、セトリング時間のさらなる短縮をもたらす。別の例において、より遅い周波数は、セトリング時間の増大をもたらす反面、エネルギー消費の低減をもたらす。このようなすべての例示は本開示の範囲に含まれる。

【0028】

[0030] 行４０４において、４ビットカウンタは、２回目の繰り返し周期（１巡）を開始し、４０４〜４０８ならびに、それらに挟まれた符号が付されない行を含んでいる複数の行で示されるパターンを繰り返す。これからわかるように、カウンタの異なる各状態は、オシレータにより生成される異なる周波数をもたらす。これらの周波数は、さまざまな目的を考慮して定めることができる。ある実施の形態では、ここで示すような周波数のサイクルは、図１に示されるような回路において、スプリアス放射を減少するように作用し、このようなサイクルは、均一ディザリングサイクルと称される。均一ディザリングサイクルでは、ディザリングパターンの全体の周波数効果が、与えられた周波数の平均となるように、複数の周波数が均一に周回する。このようなディザリングサイクルにより、フィルタリングキャパシタによるスプリアス放射の抑制を行った場合に比べてより小さなダイサイズを実現できる。なぜならフィルタリングキャパシタはダイ上により追加のスペースを要求するところ、そのようなスペースが不要となるからである。

【0029】

[0031] チャートに示される状態は、状態式４１０〜４１６を用いることで実現できる。たとえば行４０４において、Q3=0, Q2=0, Q1=0, and Q0=0であり、次の状態は、現在の状態から導かれる。たとえばQ3_Next = Q3Bar + Q2.Q1.Q0であるとする。上述の値をこの式に代入すると、Q3の次の値が得られる。この例では、
Q3_Next = 1+0.0.0 = 1
であり、これは行４０４に示されるQ3_Nextと一致する。残りの式４１２〜４１６も同様である。

【0030】

[0032] 図４のディザリングサイクルはひとつの実施例に過ぎない。別の実施例では、疑似ランダム数ディザリングなどの別のディザリング方式を用いることができる。ディザリングサイクルが望ましくないようなさらに別の実施例では、その代わりに、図４の７Ｍｈｚのような第１周波数をチャージポンプをセトリングするために用い、その後、７Ｍｈｚを固定的に与え続けた場合の消費電力より小さくなるように、第２周波数を用いてもよい。ディザリングを用いない実施例では、スプリアス放射を低減するために、フィルタリングキャパシタを用いてもよい。

【0031】

[0033] 図５は、図２のカウンタおよび図３のオシレータを用いうる図１のエネルギー管理コア１００のシミュレーションを示す図である。縦軸は信号の電圧を示し、縦軸は時間（単位μｓ）を示す。第１波形のOscoutは、カウンタがQ3Bar,Q2Bar,Q1Bar,Q0Barの波形で示される状態であるときのオシレータの出力を示す。これからわかるように、期間５０２の間、オシレータは何も出力しない。これは、回路の電源オンおよび図１の遅延・リセット１０６の結果である。
回路がパワーオンした後、オシレータは、第１期間５０４の間、たとえば図４に示す７Ｍｈｚの高周波信号を出力し、その後、残りの期間５０６の間、少なくともひとつの別の周波数に切りかえられる。期間５０８は、回路が電源オフする期間であり、期間５１０は、再度回路が電源オンし、高周波が適用される期間である。ここに示すように、少なくともひとつの別の周波数は、図４に示し、また上述したような均一ディザリングパターンと一致してもよい。

【0032】

[0034] Q3Barの波形は、カウンタの出力Q3Barの状態変化を示す。ここに示すように、波形Oscoutを参照して説明したように、回路が電源オンする初期フェーズ５１２が存在する。その後、期間５１４において、図２を参照して説明したように、カウンタの伝送ゲートは出力Q3Barをブロックする。その後、期間５１６の間、伝送ゲートはQ3Barを通過させる。上述のように期間５１８では、回路が電源オフし、回路の電源オンを契機として同じサイクルがスタートする。これらの同じ期間は、波形Q2Bar, Q1BarおよびQ0Barにも現れる。

【0033】

[0035] 波形RNは、エネルギー管理コア１００に与えられるリセットイネーブル信号を示す。図４に示すように、RN信号は期間５２２の間、図１の遅延・リセット１０６により遅延される。その後、期間５２４として示される回路に電源が供給される残りの時間、リセットイネーブル信号はハイとなる。期間５２６は、回路の電源オフを示しており、その後、回路の電源オンを契機として、同様の動作が繰り返される。

【0034】

[0036] 波形Voutは、図１のチャージポンプ１１６のようなチャージポンプの電圧出力を示す。ここに示すように、チャージポンプのセトリング時間５２８は、約５μｓでありえる。その後、チャージポンプは比較的安定した電圧出力が維持される。およそ時刻２０μｓにおいて、回路に電源が供給されなくなると、図１の放電ブロック１２０を介して、約２０〜２２μｓにかけてチャージポンプが放電される。そしておよそ３０μｓにおいて、チャージポンプはふたたび上述したセトリング時間に入る。

【0035】

[0037] 図６には、実施の形態に係る無線通信デバイス６００が示される。無線通信デバイス６００は、さまざまなフロントエンド機能を提供するＲＦフロントエンド６０４を備える。ＲＦフロントエンド６０４は、無線通信デバイス６００の構成要素の内部において、あるいはそれらに向かう、あるいはそれらから出力されるＲＦ信号を選択的に通過させるために、ひとつあるいは複数のＲＦスイッチ６０８を備える。ＲＦスイッチ６０８は、エネルギー管理コア１００と同様のエネルギー管理コアを含んでもよい。ＲＦスイッチは、それに限定されるものではないが、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）スイッチおよび／または、ＰＨＥＭＴ（Pseudomorphic High-Electron Mobility Transistor）スイッチを含んでもよい。ＲＦスイッチ６０８は、それに限定されるものではないがたとえばアンテナスイッチモジュール、分配スイッチ、送信機、受信器などのＲＦフロントエンド６０４のさまざまな構成要素に用いることができる。ＲＦフロントエンド６０４は、特に図示、説明しないような別の構成要素、それに限定されないがたとえばアンプやコンバータ、フィルタをも含んでもよい。

【0036】

[0038] ＲＦフロントエンド６０４に加えて、無線通信デバイス６００は、少なくとも図示された互いに接続されたアンテナ構造体６１６、トランシーバ６２０、プロセッサ６２４、メモリ６８２を備えてもよい。

【0037】

[0039] プロセッサ６２４は、メモリ６８２に格納される基本オペレーティングシステムプログラムを実行し、無線通信デバイス６００全体の動作を制御してもよい。たとえばメインプロセッサ６２４は、トランシーバ６２０による信号の受信、それによる信号の送信を制御してもよい。メインプロセッサ６２４はメモリ６８２に格納されるその他のプロセスやプログラムを実行可能であってもよく、プロセスの実行に際して要求されるメモリ６８２への、あるいはメモリ６８２からのデータの移動を行ってもよい。

【0038】

[0040] トランシーバ６２０は、音声データ、ウェブデータ、メール信号データなどの出力データをプロセッサ６２４から受け、出力データを表すＲＦ信号を発生し、RF_in信号をＲＦフロントエンド６０４に供給する。反対に、トランシーバ６２０はＲＦフロントエンド６０４から入力データを表すＲＦ信号を受けてもよい。トランシーバ６２０はＲＦ信号を処理し、さらなる信号処理のために、入力信号をプロセッサ６２４に送信してもよい。

【0039】

[0041] さまざまな実施の形態において、無線通信デバイス６００は、特に限定されるものではないが、たとえば携帯電話端末、ポケベル、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、テキストメッセージ機器（text-messaging device）、携帯型コンピュータ、デスクトップコンピュータ、基地局、加入者ステーション（Subscriber Station）、アクセスポイント、レーダ、衛星通信デバイス、その他のＲＦ信号を無線で送受信可能なデバイスでありえる。

【0040】

[0042] 当業者によれば、無線通信デバイス６００は一例として示されたものであり、さらには、説明の簡素化、明確化のために、実施の形態を理解するために最低限必要な無線通信デバイス６００の構成および動作のみが示され、説明されていることが理解されよう。さまざまな実施の形態において、特定の要求にもとづいて、無線通信デバイス６００に関連する適切なタスクを実行するための適切な構成要素やそれらの組み合わせが存在しうる。さらに、無線通信デバイス６００が、実施の形態を適用しうるデバイスの種類を限定するものと解釈してはならない。

【0041】

[0043] 実施の形態にもとづいて本開示について説明したが、当業者によれば、同様の効果を奏しうる別の、あるいは等価の幅広いさまざまな具体的構成が、本開示を逸脱しない範囲において、ここで説明した具体的な実施の形態の代替として利用しうることが理解される。当業者によれば、本開示の示すところにより、さまざまな変形例を実現可能である。また本明細書は、限定ではなく例示として認定されるべきものである。

【符号の説明】

【0042】

１１２…オシレータ、１１６…チャージポンプ、１００…エネルギー管理コア回路、１０２…電圧Ｖｄｄ、１０６…遅延・リセット、１０８…ＡＮＤゲート、１１０…カウンタ、１１２…オシレータ、１１４…非オーバーラップクロック発生器、１１６…チャージポンプ、１１８…第２電圧、１２０…放電ブロック、２０２…４ビットカウンタ、２０４…出力制御回路、２０６，２０８…フリップフロップ、２１４…ブロック、２２４…フリップフロップ、２２６…ＯＲゲート、２２８…出力論理ブロック、２２９…ラッチ、２３０…ＮＡＮＤゲート、２３４…インバータ、２３６…伝送ゲートバンク、２３８…伝送ゲート、３０２…バイアス電流ステアリングスイッチ、３１２…リングオシレータ、６００…無線通信デバイス、６０４…ＲＦフロントエンド、６０８…ＲＦスイッチ、６１６…アンテナ構造体、６２０…トランシーバ、６２４…プロセッサ、６８２…メモリ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】