[發明專利]一種具有ECL鑒相器的鎖相環信號源及其生成方法

有效

• 申請號: 201110431636.8
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN103178842A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 張弘;何毅軍;王悅;王鐵軍;李維森
• 申請（專利權）人: 北京普源精電科技有限公司
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18;H03L7/099
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術領域

本發明涉及測試領域，尤其是一種具有ECL鑒相器的鎖相環信號源及其生成方法。

背景技術

鎖相技術是目前常用的精確確定頻率的方法，應用也越來越廣泛，同時對性能的要求也越來越高。作為頻率合成的主要部分，鎖相環的相位噪聲也變成一個非常重要的指標，在發送設備中，它會決定輸出信號的頻譜純度；在接收設備中，它是影響接收靈敏度的一個因素。

在鎖相環的環路帶寬內，參考時鐘的相位噪聲是影響鎖相環輸出信號相位噪聲的一個主要因素，在參考的相位噪聲沒影響到噪聲基底的情況下，輸出的相位噪聲會把參考的相位噪聲惡化20lgN，鑒相頻率越高，分頻比N越小，所以帶內相位噪聲越好。

圖1是現有技術中頻譜分析儀DSA1030采用的鎖相環結構圖。該鎖相環由參考時鐘發生器101，鑒相器102，電荷泵103，低通濾波器(LPF)104，壓控振蕩器105，分頻模塊106等部分組成。在這種方案中，鑒相頻率為10MHz，鑒相器選用了常見的CMOS技術鑒相，輸入輸出都是CMOS電平。電荷泵103是通過控制二極管通斷實現開關，進行充放電，鑒相器輸出的CMOS電平可以直接作為電荷泵的開關信號。

該方案實現電路雖然比較簡單，但是鑒相頻率不能過高，鑒相頻率大于20MHz時就不能正常跟蹤鎖定。而鑒相頻率越低，在鎖相倍頻中造成的相位噪聲惡化越多。

對于射頻信號源，相位噪聲是其非常重要的技術指標之一，各個生產廠商都在追求能提供更好噪聲性能的設備。而在現有技術卻沒有有效提供鑒相頻率高從而降低信號相位噪聲的方案。

發明內容

本發明實施例為了解決上述技術問題，提出了一種具有射極耦合邏輯集成電路鑒相器的鎖相環信號源及其生成方法，可以提高鑒相器的頻率，降低信號源的噪聲。

本發明實施例提供了一種具有射極耦合邏輯集成電路(ECL)鑒相器的鎖相環信號源，包括，

包括參考時鐘單元，第一電平轉換單元，第二電平轉換單元，ECL鑒相器，第三電平轉換單元，輸出單元；

所述參考時鐘單元，用于提供參考時鐘信號；

所述第一電平轉換單元，將所述參考時鐘信號的電平轉換為正射極耦合邏輯電平PECL；

所述第二電平轉換單元，將經過分頻的所述信號源輸出的變化的頻率信號的電平轉換為PECL電平；

所述ECL鑒相器，接收所述第一電平轉換單元傳送來的PECL電平的參考時鐘信號，和所述第二電平轉換單元傳送來的信號，得到兩路信號的相位差，將包含相位差信息的PECL電平信號傳送給所述第三電平轉換單元；

所述第三電平轉換單元，將所述包含相位差信息的PECL電平信號轉換為符合所述輸出單元使用的包含相位差信息的電平信號；

所述輸出單元，根據所述包含相位差信息的電平信號輸出變化的頻率信號。

根據本發明實施例所述的一種具有射極耦合邏輯集成電路鑒相器的鎖相環信號源的一個進一步的方面，所述輸出單元進一步包括，電荷泵，環路濾波器，壓控振蕩器，分頻模塊；

所述電荷泵，根據所述第三電平轉換單元輸出的包含相位差信息的電平信號對所述環路濾波器進行充放電；

所述環路濾波器，依據所述相位差信息產生一個控制電壓信號；

所述壓控振蕩器，依據所述控制電壓信號輸出變化的頻率信號；

所述分頻模塊，連接于所述壓控振蕩器和第二電平轉換單元之間，將所述輸出頻率信號降頻，傳送給所述第二電平轉換單元。

根據本發明實施例所述的一種具有射極耦合邏輯集成電路鑒相器的鎖相環信號源的另一個進一步的方面，在所述壓控振蕩器和所述分頻模塊之間還包括放大模塊或預分頻模塊，用于對所述壓控振蕩器的輸出頻率信號進行功率放大或者降頻。

根據本發明實施例所述的一種具有射極耦合邏輯集成電路鑒相器的鎖相環信號源的另一個進一步的方面，所述第一電平轉換單元和第二電平轉換單元采用輸出為PECL電平的邏輯器件。

根據本發明實施例所述的一種具有射極耦合邏輯集成電路鑒相器的鎖相環信號源的另一個進一步的方面，所述第一電平轉換單元和第二電平轉換單元為ECL與非門，或非門或比較器。

根據本發明實施例所述的一種具有射極耦合邏輯集成電路鑒相器的鎖相環信號源的另一個進一步的方面，當所述第一電平轉換單元和第二電平轉換單元為比較器時，當所述輸入信號的電壓大于比較電壓，則輸出PECL高電平，當所述輸入信號的電壓小于所述比較電壓時，則輸出PECL低電平，所述比較電壓設置為輸入信號電壓的直流偏置值。