[發明專利]一種集成的調頻連續波數字頻率綜合器的s域模型有效
| 申請號： | 201510049432.6 | 申請日： | 2015-01-31 |
| 公開（公告）號： | CN104660255B | 公開（公告）日： | 2017-12-01 |
| 發明（設計）人： | 李巍;胡詣哲 | 申請（專利權）人： | 復旦大學 |
| 主分類號： | H03L7/18 | 分類號： | H03L7/18 |
| 代理公司： | 上海正旦專利代理有限公司31200 | 代理人： | 陸飛,盛志范 |
| 地址： | 200433 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 集成 調頻 連續 數字 頻率 綜合 模型 | ||
1.一種集成的調頻連續波數字頻率綜合器的s域模型的建模方法，所述調頻連續波數字頻率綜合器主要包括頻率數字轉換器、數字濾波器、增益歸一化模塊、脈沖電壓發生器、壓控振蕩器以及分頻器；其中，頻率數字轉換器由高速計數器、時間數字轉換器以及差分器構成，用于檢測輸出頻率；輸入的頻率控制字FCWin與頻率數字轉換器檢測到的反饋頻率控制字FCWfb的誤差FCWerr，經過數字濾波器和增益歸一化模塊的處理后，得到數字控制信號；該數字控制信號經過脈沖電壓發生器，產生控制壓控振蕩器的控制信號Vctrl；壓控振蕩器在Vctrl的控制下，產生頻率；其特征在于 s域模型，主要包括：數字濾波器α，增益歸一化模塊，脈沖電壓發生器，防混疊濾波器，壓控振蕩器，分頻器，頻率數字轉換器，以及一個頻率相位轉換模塊；其中：
采用積分器，理想采樣器，零階保持器，量化器，以及差分器對頻率數字轉換器進行建模；其流程是：積分器將分頻器分頻后的頻率信號轉為模擬相位信號（AP），通過理想采樣器和零階保持器將模擬相位信號轉換為離散時間相位信號；再通過量化器，使得離散時間相位信號的幅度也離散，成為數字相位信號（DP）；最后，通過差分器，將數字相位信號轉換成反饋的頻率數字信號FCWfb，完成輸出頻率檢測。
2.根據權利要求1所述的集成的調頻連續波數字頻率綜合器的s域模型的建模方法，其特征在于所述脈沖電壓發生器是一個將數字信號轉換成模擬信號的電路，其主要包括：譯碼器，脈沖發生器，電荷泵，片內電容，以及防混疊濾波器；采用累加器的模型對它進行建模，用以模擬電荷泵輸出的電荷在片內電容積累的過程。
3.根據權利要求2所述的集成的調頻連續波數字頻率綜合器的s域模型的建模方法，其特征在于所述增益歸一化模塊采用如下計算式：
其中，N是分頻器的分頻比，fref，Tref分別是晶振的頻率和周期，KVCO是壓控振蕩器的增益，C是片外電容的電容值，?I電荷泵最小單位電流，τ是電荷泵的開關作用時間。
4.根據權利要求3所述的集成的調頻連續波數字頻率綜合器的s域模型的建模方法，其特征在于模型的開環傳遞函數為：
其中，α是數字濾波器系數，falias是防混跌濾波器截止頻率；
模型的閉環傳遞函數為：
環路帶寬為：
通過（4）式，可以根據帶寬和晶振大小確定數字濾波器系數大小。
5.根據權利要求4所述的集成的調頻連續波數字頻率綜合器的s域模型的建模方法，其特征在于時間數字轉換器的量化誤差是造成調頻連續波頻率誤差和點頻相噪的最主要原因，它的功率譜密度為：
其中，?tres是反相器的延時，FVCO是VCO的工作頻段；
時間數字轉換器的量化噪聲到頻率和相位的傳遞函數分別為：
從（5），（6），（7）式，得到由于時間數字轉換器量化誤差造成的調頻連續波頻率誤差和點頻的相位噪聲的功率譜密度：
。
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