[發明專利]一種快速鎖定的頻率發生器

無效

• 申請號: 200710170523.0
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101436859A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 孫晶;王永剛;潘建平
• 申請（專利權）人: 安凡微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H03L7/08
• 分類號: H03L7/08;H03L7/089;H03L7/093;H03L7/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李文紅

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種快速鎖定的頻率發生器。

背景技術

在無線通信系統中，頻率發生器用于提供精確且穩定的時鐘信號。為了得到高精度的時鐘信號，通常采用石英晶體振蕩器，但石英晶體振蕩器的頻率不容易改變，無法應用于多信道頻率的通信系統中，而利用鎖相環(PLL，Phase?Lock?Loop)、倍頻、分頻等頻率合成技術，就可以獲得多頻率、高穩定的時鐘信號輸出。如專利號為ZL03102743.1的中國發明專利所述，在一個鎖相環的壓控振蕩器(VCO，Voltage?Control?Oscillator)的輸出端和鑒頻鑒相器(PFD，Phase?Frequency?Detector)之間插入一個分頻器(Divider)就可以構成一個頻率發生器。

一種頻率發生器的電路如圖1所示，包括鑒頻鑒相器10、電荷泵(chargepump)110、由電阻R2和電容C1、C2構成的低通濾波器120、壓控振蕩器13和整數分頻器14。

鑒頻鑒相器10比較基準時鐘信號REFCLK和反饋時鐘信號FBCLK的相位，輸出相差信號UP、DN，其中，基準時鐘信號REFCLK由晶體振蕩器15的輸出的時鐘信號經過分頻器16分頻后得到，反饋時鐘信號FBCLK由壓控振蕩器13輸出的時鐘信號CLKOUT經過整數分頻器14分頻后得到。

電荷泵110根據鑒頻鑒相器10輸出的相差信號UP、DN，在反饋時鐘信號FBCLK的相位滯后于基準時鐘信號REFCLK時，輸出充電電流Ic對濾波器120的電容C1、C2進行充電；在反饋時鐘信號FBCLK的相位超前于基準時鐘信號REFCLK時，輸出放電電流Id對濾波器120的電容C1、C2進行放電。

電容C1的輸出電壓Vctrl作為壓控振蕩器13的控制電壓，壓控振蕩器13的控制電壓升高，壓控振蕩器13的輸出時鐘信號CLKOUT的頻率加快；壓控振蕩器13的控制電壓降低，壓控振蕩器13的輸出時鐘信號CLKOUT的頻率減慢。當基準時鐘信號REFCLK和反饋時鐘信號FBCLK的頻率一致時，鎖相環達到了鎖相，即輸出時鐘信號CLKOUT的頻率和相位被鎖定。

上述頻率發生器的鎖定時間由鎖相環的帶寬確定，帶寬越寬，鎖定時間越快。鎖相環的帶寬是根據基準時鐘信號REFCLK的頻率設定的，基準時鐘信號REFCLK的頻率越快，鎖相環的帶寬越寬，例如，根據現有的一個經驗值，鎖相環的帶寬通常被設為基準時鐘信號REFCLK的頻率的1/20，以使頻率發生器輸出的信號噪聲小、穩定性好。然而，在無線通信系統中，根據信道間隔的要求，頻率發生器輸出的時鐘信號CLKOUT要具有高精度，就需要基準時鐘信號REFCLK有非常低的頻率，相應地，鎖相環的帶寬會很窄，頻率發生器的鎖定時間就會非常慢，這樣是難以滿足無線通信系統的高處理速度的要求。

發明內容

本發明解決的問題是，提供一種快速鎖定的頻率發生器，以縮短鎖定時間。

為解決上述問題，本發明提供一種快速鎖定的頻率發生器，包括：鑒頻鑒相器、電荷泵、濾波器、壓控振蕩器和連接所述電荷泵和濾波器的第一鎖定單元，所述的第一鎖定單元在基準時鐘信號與反饋時鐘信號沒有相位差時，輸出減小電荷泵的充放電電流、增大濾波器的電阻的快速鎖定信號。

可選的，所述第一鎖定單元包括第一鎖定檢測器、與所述第一鎖定檢測器連接的鎖存器，所述第一鎖定檢測器在基準時鐘信號與反饋時鐘信號沒有相位差時，觸發所述鎖存器輸出減小電荷泵的充放電電流、增大濾波器的電阻的快速鎖定信號。

可選的，所述第一鎖定單元包括與所述鑒頻鑒相器連接的鎖存器，所述鎖存器在基準時鐘信號與反饋時鐘信號沒有相位差時，由所述鑒頻鑒相器觸發輸出減小電荷泵的充放電電流、增大濾波器的電阻的快速鎖定信號。

可選的，所述頻率發生器還包括第二鎖定單元，由所述第一鎖定單元輸出的快速鎖定信號控制啟動，并在基準時鐘信號和反饋時鐘信號沒有相位差時輸出鎖定信號。

可選的，所述第二鎖定單元是第二鎖定檢測器。

可選的，所述第二鎖定單元包括延時器和與所述延時器連接的與門，所述與門在第一鎖定單元輸出的快速鎖定信號經延時器延時后、基準時鐘信號和反饋時鐘信號沒有相位差時輸出鎖定信號。