[發(fā)明專利]具有環(huán)路增益校正功能的鎖相環(huán)頻率綜合器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910040360.3
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN101588176A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡飛;陳紅林
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州潤芯信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: H03L7/08
• 分類號: H03L7/08;H03L7/18
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李永慶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子通信或無線射頻技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及要求環(huán)路增益恒定的高性能鎖相環(huán)頻率綜合器。

背景技術(shù)

目前，鎖相環(huán)頻率綜合器廣泛應(yīng)用于電子通信和無線射頻技術(shù)領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代無線通信不可缺少的模塊，在一些系統(tǒng)中要求鎖相環(huán)頻率綜合器的環(huán)路增益保持恒定，比如，在GSM系統(tǒng)發(fā)射機中的鎖相環(huán)環(huán)路增益要求恒定，傳統(tǒng)的GSM手機發(fā)射機多采用偏移鎖相環(huán)由于較低的噪聲特性，但是隨著sigma-delta調(diào)制技術(shù)的成熟，目前，鎖相環(huán)基本上都采用sigma-delta?PLL，因為其與偏移鎖相環(huán)相比可以達到同等的噪聲性能卻消耗較低的功耗。由于Sigma-delta鎖相環(huán)發(fā)射機對環(huán)路增益或帶寬的變化非常敏感，當環(huán)路增益或帶寬小于所設(shè)計的值時，調(diào)制相位誤差就會惡化；當環(huán)路增益或帶寬大于所設(shè)計的增益或帶寬時，相位噪聲就會被惡化，因此必須對sigma-delta鎖相環(huán)的環(huán)路增益或帶寬進行校正。sigam-delta鎖相環(huán)環(huán)路增益或帶寬變化帶來的不是調(diào)制相位誤差的惡化就是相位噪聲的惡化，不只是GSM系統(tǒng)發(fā)射機中要克服的，實際上在任何高性能的sigma-delta鎖相環(huán)中都是需要解決的問題。幸運的是，工程師們一直都在努力的解決這些問題，并且校正了部分影響環(huán)路增益或帶寬的變化的參數(shù)，比如分頻比因子N變化引起環(huán)路增益或帶寬的變化，環(huán)路濾波器中RC的變化導(dǎo)致環(huán)路增益或帶寬的變化等都得到了校正，并得到了廣泛的應(yīng)用。

引起環(huán)路增益或帶寬變化的因數(shù)有工藝、溫度、電壓、頻率和老化現(xiàn)象等，但是目前存在的校正方法非常片面單一，校正程度有限。

文獻[1]Takashi?Morie，Shiro?Dosho?and?Kouji?Okamoto?etc，“A-90dBc@10kHz?PhaseNoise?Fractional-N?Frequency?Synthesizer?with?Accurate?Loop?Bandwidth?ControlCircuit”2005Symposium?on?VLSI?Circuits?Digest?of?Technical?papers。為了得到較好的相位噪聲，對環(huán)路帶寬或環(huán)路增益進行了校正，文獻是通過數(shù)字控制單元校正壓控振蕩器的增益和環(huán)路濾波器的時間常數(shù)，用模擬單元補償溫度對環(huán)路帶寬或增益的影響，如圖1(a)所示：一個溫度控制模塊(102)，一個環(huán)路濾波器時間常數(shù)控制模塊(100)，一個壓控振蕩器增益控制模塊(101)，在增益和時間常數(shù)控制的數(shù)字模塊里都使用了計數(shù)器，并且計數(shù)器直接對壓控振蕩器的輸出頻率脈沖進行計數(shù)，因此該種方法只適用于輸出頻率兆赫茲量級的鎖相環(huán)，對于頻率是吉赫茲量級的鎖相環(huán)，這種方法顯然是行不通的，因為對壓控振蕩器輸出脈沖直接計數(shù)的計數(shù)器在數(shù)字電路里是不可能實現(xiàn)的，即使用模擬電路設(shè)計也是有困難的，即使實現(xiàn)了，功耗也是非常驚人的。

文獻[2]Jan?Craninckx，and?Michel?S.J.Steyaert，“A?Fully?Integrated?CMOSDCS-1800Frequency?Synthesizer”IEEE?Journal?of?Solid-State?Circuits，Vol.33，NO.12，December?1998。僅是對變化比較大的壓控振蕩器的增益進行了校正，以期得到穩(wěn)定的環(huán)路增益。其校正原理是基于環(huán)路增益正比于電荷泵電流與壓控振蕩器增益之乘積，通過對壓控振蕩器增益分段線性化，然后通過電荷泵電流陣列導(dǎo)通與關(guān)閉進行分段補償?shù)玫綁嚎卣袷幤髟鲆媾c電荷泵電流的乘積不變，此種方法的不足是影響環(huán)路增益的因數(shù)很多，此文獻方法僅僅可以補償壓控振蕩器增益對環(huán)路增益的影響，而且分段線性技術(shù)的精度直接正比于分段數(shù)目，但是隨著分段數(shù)目的增加，電路也越來越龐大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能實現(xiàn)環(huán)路增益或帶寬的自動校正，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低的具有環(huán)路增益校正功能的鎖相環(huán)頻率綜合器。