[發明專利]一種用于毫米波超寬帶頻率合成器

有效

• 申請號: 201210364682.5
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102931984A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陳普鋒;蘇黎;李東明;張靜
• 申請（專利權）人: 成都嘉納海威科技有限責任公司
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及微波通信設備技術領域，具體涉及一種用于毫米波超寬帶頻率合成器。

背景技術

????近年來，無線通信獲得了巨大進步，研究開發了第三代移動通信、全球微波互聯介入、無線局域網、超寬帶等多種無線通信技術和實用系統。隨著高速數據傳輸的需求不斷增加，基于毫米波技術的寬帶無線通信也已經逐步走入應用階段。然而，毫米波技術給電路和系統的設計帶來了新的挑戰，尤其是頻率合成器設計方面將面臨超高頻、超寬帶等技術難題。此外，測試設備和軟件無線電收發機等領域也亟需能夠產生低頻至毫米波頻段的寬帶頻率合成器。

傳統的超寬帶頻率合成器通常是使用多個組件和復雜的多路選擇器來實現較寬的輸出頻率，這種實現方式導致設備的體積、重量和功耗都非常大。由于集成電路工藝的發展，傳統用組件方式實現的頻率合成器已可以被集成到單一的頻率合成器芯片上，得到相同的功能和性能。目前僅有少數廠家可提供10GHz以下的超寬帶頻率合成器芯片，如：?Hittite公司的HMC704（8?GHz小數頻率合成器芯片）和ADI公司的ADF4108（8GHz整數頻率合成器芯片），并且上述頻率合成器芯片未能集成壓控振蕩器和環路濾波器。

現有的超寬帶頻率合成器芯片，通常是通過倍頻來產生更高頻率的載波，其中倍頻所需要的基頻則是由低頻段的寬帶鎖相環產生。這種實現方式，一方面受到信號倍頻的影響，導致輸出載波的相位噪聲與雜散性能惡化；另一方面受到低頻鎖相環的限制，使得電感和電容等無源器件都將會占據較大的芯片面積，導致芯片成本較高。?

為了解決現有技術中的上述不足，本發明提出了一種新的解決方案。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種用于毫米波超寬帶頻率合成器，該用于毫米波超寬帶頻率合成器改善相位噪聲和雜散性能以及降低芯片面積和功耗。

為達到上述發明目的，本發明采取的技術方案是：提供一種用于毫米波超寬帶頻率合成器，其特征在于，該頻率合成器包括14位參考分頻器、鑒頻鑒相器、電荷泵、環路濾波器、壓控振蕩器、除二分頻器、19位脈沖吞吐式分頻器、24位可編程∑-△調制器和8位可編程分頻器；

所述14位參考分頻器的輸出端與鑒頻鑒相器的輸入端連接；所述鑒頻鑒相器的輸出端與電荷泵的輸入端連接；所述電荷泵的輸出端與環路濾波器的輸入端連接；所述環路濾波器的輸出端與壓控振蕩器的輸入端連接；所述壓控振蕩器的輸出端分別與除二分頻器和8位可編程分頻器的輸入端連接；所述除二分頻器的輸出端與19位脈沖吞吐式分頻器的輸入端連接；所述19位脈沖吞吐式分頻器的輸出端分別與鑒頻鑒相器和可編程∑-△調制器的輸入端連接；所述可編程∑-△調制器的輸出端與19位脈沖吞吐式分頻器連接。

進一步地，所述壓控振蕩器包括第一壓控振蕩器、第二壓控振蕩器、第三壓控振蕩器、第四壓控振蕩器、第一緩沖級和第二緩沖級；所述第一壓控振蕩器、第二壓控振蕩器、第三壓控振蕩器和第四壓控振蕩器四個壓控振蕩器的四路電流信號相加后與第一緩沖級連接；所述第一緩沖級與第二緩沖級連接。

進一步地，所述除二分頻器包括第一鎖存器、第二鎖存器、第一跨導放大器、第二跨導放大器、第一交叉耦合負載和第二交叉耦合負載；所述第一鎖存器輸出端正負極與第二鎖存器輸入端正負極連接，第一鎖存器輸入端正負極與第一跨導放大器的正負極連接；所述第二鎖存器輸出端正負極與第二跨導放大器正負極連接；所述第一交叉耦合負載和第二交叉耦合負載耦合后并聯在第一跨導放大器和第二跨導放大器的輸出端。

綜上所述，本發明所提供的用于毫米波超寬帶頻率合成器具有如下優點：

1、該毫米波超寬帶頻率合成器直接產生20~40?GHz載波頻率，其相位噪聲和雜散性能優于倍頻方式；

2、該毫米波超寬帶頻率合成器直接產生20~40?GHz載波頻率，其壓控振蕩器中所采用的電感電容等無源元件都是工作在20~40?GHz的毫米波頻段，因此相應的元件值非常小，導致整個頻率合成器的核心面積僅有300μm×400μm大小。

附圖說明

圖1為用于毫米波超寬帶頻率合成器結構示意圖；

圖2為壓控振蕩器結構示意圖；

圖3為除二分頻器結構示意圖；

圖4為鎖存器電路結構圖；

圖5為跨導放大器電路結構圖。