[實用新型]應用于整數分頻鎖相環中的雜散抑制鑒頻鑒相器電路

有效

• 申請號: 201320285623.9
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN203289407U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 呂愛俊;沈劍均;葉松
• 申請（專利權）人: 江蘇天源電子有限公司
• 主分類號: H03L7/085
• 分類號: H03L7/085
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱慶華

技術領域

本實用新型涉及模擬鎖相環領域，具體的涉及一種應用于整數分頻鎖相環中的雜散抑制的鑒頻鑒相器電路。

背景技術

鎖相環是收發器中的一個重要的模塊，它被用來提供本機震蕩信號，隨著無線通訊領域的快速發展，收發器對于鎖相環的各種性能的要求也越來越高，尤其是相位噪聲，雜散和功耗這3項指標越來越被關注。

整數分頻的鎖相環一般由鑒頻鑒相器、電荷泵、環路濾波器、壓控振蕩器和除法器構成。其中，鑒頻鑒相器用來探測由晶振輸入的參考信號和由除法器反饋回來的信號之間的相位和頻率差信息，并轉換成寬度不等的電壓脈沖輸出。電荷泵電路將鑒頻鑒相器輸出的寬度不等的電壓脈沖轉換成相應的電流脈沖，對電荷泵后級的環路濾波器進行充電或者放電。環路濾波器的電壓輸出端直接接到壓控振蕩器的控制電壓輸入端來控制振蕩器輸出的頻率。除法器一般是一個可編程的分頻電路，它將壓控振蕩器的高頻輸出信號分頻成低頻信號反饋到鑒頻鑒相器中。

對于鎖相環輸出中的雜散信號，很大一部分是由于電荷泵在參考頻率下開關時引入的噪聲造成的。這種頻率和參考信號相同的注入噪聲會在環路濾波器的輸出造成小的電壓波動從而調制壓控振蕩器以至輸出本振信號兩邊帶出現較大的參考雜散。

發明內容

由參考雜散的產生原因可以推想而知，如果能將環路濾波器輸出的和參考信號同頻率的電壓波動隨機化和平均化，那么壓控振蕩器的輸出頻譜就較平順包含了較低的雜散能量。電荷泵在鎖相環鎖定時以參考頻率開關MOS管從而產生與參考信號同頻率的噪聲，如果能在鎖相環鎖定時隨機化電荷泵的開關頻率，則能實現噪聲電壓波動的隨機性，從而達到抑制雜散的目的。

基于隨機化電荷泵開關頻率的思想，由于電荷泵的開關控制信號來源于鑒頻鑒相器，可以在鑒頻鑒相器中引入隨機時鐘信號，通過合適的邏輯控制電路，使得原本鑒頻鑒相器輸出的和參考時鐘同頻率的脈沖電壓頻率隨機化，這樣電荷泵的注入電流噪聲頻率也就隨機化，達到了環路濾波器輸出噪聲電壓波動隨機化的目標。

為解決現有技術中存在的上述技術問題，本實用新型提出了一種應用于整數分頻鎖相環中的雜散抑制鑒頻鑒相器電路，可以有效抑制了鎖相環輸出頻譜上的參考雜散。

本實用新型的設計思想是：

一種應用在整數分頻鎖相環中的帶雜散抑制功能的鑒頻鑒相器電路。此鑒頻鑒相器電路包括兩個二分頻電路，兩個基于動態觸發器的相位頻率檢測器（PFD）,隨機信號產生邏輯電路和數字選擇邏輯電路。首先由兩個二分頻電路將晶振輸入的參考時鐘信號REF_1和鎖相環中整數除法器反饋來的信號DIV_1進行二分頻操作到的信號REF_2和DIV_2。兩路相位頻率檢測器PFD1和PFD2分別探測REF_1,DIV_1和REF_2，DIV_2信號得出相應的包含相位頻率信息的時鐘脈沖輸入到數字選擇邏輯電路中。數字選擇邏輯電路包含一些選擇器，由隨機信號產生邏輯電路輸出的隨機信號驅動，將PFD1和PFD2產生的脈沖信號UP_1,DN_1和UP_2，DN_2經過驅動后隨機化輸出到其后的電荷泵電路，以實現將雜散信號分散以便降低其功率譜密度，實現雜散抑制的效果。

本實用新型提出的鑒頻鑒相器電路包含了兩個相位頻率檢測器PFD，但它們工作在不同的頻率下，它們的工作頻率相差2倍。這種相位頻率檢測器基于帶復位功能的動態D觸發器來探測輸入信號的上升沿，并包括其后跟隨的反相器和與門、延遲單元，該相位頻率檢測器是本鑒頻鑒相器電路的基本組成單元。由于本鑒頻鑒相器電路中兩個相位頻率檢測器工作在不同的頻率下，本鑒頻鑒相器電路包括兩個由動態D觸發器的輸出QB端接到輸入該動態D觸發器D端而構成的二分頻電路，來提供信號給工作在較低頻率下的相位頻率檢測器。本鑒頻鑒相器電路中還包括一個隨機信號產生邏輯電路來產生隨機信號以驅動后級的數字選擇邏輯電路。隨機信號產生邏輯電路由4個動態D觸發器，一個異或門，一個延遲單元和一個選擇器組成。選擇器由輸入參考信號經過上述二分頻電路后得到的較低頻率信號控制，這種獨特的連接方式提供了更加可靠穩定的隨機信號。所述數字選擇邏輯電路采用了三個選擇器，第一級選擇器由外部輸入控制，來決定是采用固定的參考信號還是采用隨機信號，第二級是2個并聯的選擇器，由第一級選擇器的輸出來控制輸出UP_1，DN_1或者UP_2,DN_2信號。一旦第一級選擇器輸出了隨機信號，則第二級隨機輸出UP_1，DN_1或者UP_2,DN_2信號，隨機化了電荷泵的開關頻率。

本實用新型的具體技術方案如下：