[發明專利]一種寬帶低相位噪聲Sigma-Delta鎖相環

有效

• 申請號: 201510925835.2
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN105577178B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 邵剛;龍強;王晉;蔡葉芳;呂俊盛;唐龍飛
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

本發明涉及一種寬帶低相位噪聲Sigma?Delta鎖相環，包括參考時鐘分頻器、鑒頻鑒相器、電荷泵、壓控振蕩器、環路濾波器、雙模分頻器和可編程分頻器；參考時鐘分頻器的輸入端接參考時鐘信號，鑒頻鑒相器的一個輸入端接參考時鐘分頻器發送的分頻時鐘信號，另一個輸入端接壓控振蕩器的輸出信號經過雙模預分頻器和可編程分頻器得到的分頻信號，進行相位比較后，得到的相位差經過電荷泵和環路濾波器的處理，控制壓控振蕩器的輸出頻率。該電路包含小數分頻器、寬帶壓控振蕩器和Sigma?Delta量化噪聲補償器，可以保證鎖相環在較寬的頻率范圍內具有較低的相位噪聲并具有較高的頻率分辨率。

技術領域

本發明屬于射頻集成電路設計領域，涉及一種寬帶低相位噪聲Sigma-Delta鎖相環。

背景技術

頻率合成器就是將一個或多個高穩定度和高精度的參考頻率經過加、減、乘、除等運算后產生同樣穩定度和精度的大量離散頻率的器件。隨著現代電子技術的發展，萬兆以太網、高速SERDES、雷達、無線通信、電子對抗等電子系統對頻率合成器提出了越來越高的要求。寬帶、低噪聲、低抖動和高分辨率小數分頻頻率合成器可以提高頻率利用率，降低通信誤碼率，提高系統的抗干擾能力和雷達對動目標的分辨能力。在國外，頻率合成器技術已發展得很成熟，出現了系列單片集成頻率合成器芯片，而國內還主要采用分立器件完成頻率合成功能。

發明內容

本發明提供一種寬帶低相位噪聲Sigma-Delta鎖相環，該電路包含小數分頻器、寬帶壓控振蕩器和Sigma-Delta量化噪聲補償器，可以保證鎖相環在較寬的頻率范圍內具有較低的相位噪聲并具有較高的頻率分辨率。

本發明的技術解決方案如下：

一種寬帶低相位噪聲Sigma-Delta鎖相環，其特殊之處在于：包括參考時鐘分頻器M1、鑒頻鑒相器M2、電荷泵M3、壓控振蕩器M4、環路濾波器M8、雙模分頻器M11和可編程分頻器M10；

參考時鐘分頻器M1的輸入端接參考時鐘信號，所述所述鑒頻鑒相器的一個輸入端接參考時鐘分頻器發送的分頻時鐘信號，另一個輸入端接壓控振蕩器的輸出信號經過雙模預分頻器和可編程分頻器得到的分頻信號，進行相位比較后，得到的相位差經過電荷泵和環路濾波器的處理，控制壓控振蕩器的輸出頻率。

還包括Sigma-Delta調制器M5、累加器M16和量化噪聲補償模塊M6，Sigma-Delta調制器M5和累加器M16產生一個對應與小數分頻比的分頻數控制可編程分頻器M10，量化噪聲補償器M6對Sigma-Delta調制器M5的噪聲在控制過程中所產生的量化噪聲進行補償和量化。

還包括壓控振蕩器校準模塊M7，所述壓控振蕩器校準模塊M7根據可編程分頻器M10和參考時鐘分頻器M1的信號，調整壓控振蕩器的震蕩頻率。

還包括本振控制單元，所述本振控制單元包括可編程分頻器M9、多路選擇器M14和本振驅動器M15，所述可編程分頻器M9的輸入端與壓控振蕩器M4連接，所述可編程分頻器M9的輸出端與多路選擇器M14的輸入端和雙模分頻器M11連接，所述多路選擇器M14的輸出端與本振驅動器M15的輸入端連接，所述本振驅動器M15輸出端為本振輸出。

上述壓控振蕩器為寬帶壓控振蕩器。

本發明的優點如下：

1、本發明提供的一種寬帶低相位噪聲Sigma-Delta鎖相環，采用Sigma-Delta小數分頻和量化噪聲補償技術，提高了鎖相環的頻率分辨率，減小參考雜散，提高相位噪聲性能。

2、本發明的環路包含小數分頻器、壓控振蕩器自動校準、寬帶壓控振蕩器和Sigma-Delta量化噪聲補償器，可以保證鎖相環在較寬的頻率范圍內具有較低的相位噪聲并具有較高的頻率分辨率。可應用在萬兆以太網、高速SERDES、雷達、無線通信、電子對抗等電子系統應用領域中。