[發明專利]一種應用于多模式毫米波通信的頻率綜合器

在審

• 申請號: 201811614601.6
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109756225A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 馬順利;任俊彥;吳天祥;李寧;葉凡
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18;H03L7/085;H03L7/093;H03L7/099
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種應用于多模式毫米波通信的頻率綜合器，其工作頻率范圍為1GHz--80GHz，可滿足5G通信、60GHz通信和E-band通信的頻率范圍要求；其特征在于，頻率綜合器電路包括鑒頻鑒相器、電荷泵、環路濾波器、振蕩器陣列、多模分頻器、2個倍頻器、3個分頻器、數字邏輯；其中，多模分頻器在數字邏輯的控制下進行工作，多模分頻器輸出耦合在鑒頻鑒相器的輸入，鑒頻鑒相器的另一個輸入耦合在參考時鐘的輸出；鑒頻鑒相器將多模分頻器的輸出和參考時鐘的輸出進行比較，從而產生差頻的信號；差頻的信號耦合在電荷泵的輸入，電荷泵的輸出耦合在環路濾波器的輸入，環路濾波器的輸出耦合在振蕩器陣列的輸入端；振蕩器陣列耦合在第一倍頻器的輸入，第一倍頻器的輸入耦合在第二倍頻器的輸入；振蕩器陣列的輸入耦合在5-10GHz分頻器的輸入，5-10GHz分頻器的輸出耦合在2.5-5GHz分頻器的輸入，2.5-5GHz分頻器的輸出耦合在1-2.5GHz數字分頻器的輸入；倍頻器的輸出和分頻器的輸出的頻率范圍為1GHz--80GHz；即為本發明頻率綜合器的工作頻率范圍。

2.如權利要求1所述的應用于多模式毫米波通信的頻率綜合器，其特征在于，所述多模分頻器電路包含三級分頻器單元，第一級分頻器單元端口fin輸入fin時鐘信號，端口fout輸出f1信號作為第二級分頻器單元fin端口輸入時鐘信號，第二級分頻器單元端口MODout輸出M1控制信號接入到第一級分頻器單元端口MODin，第一級分頻器單元輸出端口MODout輸出信號M0，控制信號輸入端口P輸入控制信號P0；第二級分頻器單元端口fout輸出f2信號作為第三級分頻器單元端口fin輸入時鐘信號，第三級分頻器單元端口MODout輸出M2控制信號接入到第二級分頻器單元端口MODin，控制信號輸入端口P輸入控制信號P1；第三級分頻器單元端口fout輸出fout信號，控制信號HIGH接入到第三級分頻器單元端口MODin，控制信號輸入端口P輸入控制信號P2。

3.如權利要求1所述的應用于多模式毫米波通信的頻率綜合器，其特征在于，所述環路濾波器為三階環路濾波器，其包括多個無源元件：電容C1、C2、C3以及電阻R1、R2；，其中，電容C1與電阻R1串聯后與電容C2并聯，電容C3的一端與電容C2的一端分別與電阻R2的兩端相連，電容C2的另一端與電容C3的另一端接地；模擬電壓V₀由電容C2與電阻R2之間的節點輸入，濾波后得到的誤差電壓Vc由電阻R2與電容C3之間的節點輸出。

4.如權利要求1所述的應用于多模式毫米波通信的頻率綜合器，其特征在于，所述振蕩器陣列中的單個振蕩器單元，主要有3個晶體管M1、M2、M3組成；M3柵極接偏置電壓Bias1，源極接地，漏極與M1及M2的源極相連；M1與M2為交叉耦合結構，M1柵極與M2漏極相連，M2柵極與M1漏極相連；M2漏極輸出Vout1，M1漏極輸出Vout2；M1與M2漏極通過電感相連，電源電壓VDD加在電感上。

5. 如權利要求1所述的應用于多模式毫米波通信的頻率綜合器，其特征在于，所述頻率綜合器中的20-40GHz倍頻器和40-80GHz倍頻器，主要由晶體管M3、M4、 M5、M6、電感組成，M7柵極接偏置電壓Bias1，源極接地，漏極與M5及M6的源極相連；M5與M6為交叉耦合結構，M5柵極與M6漏極相連，M6柵極與M5漏極相連；M6漏極輸出Vout1，M5漏極輸出Vout2；M5與M6漏極通過電感相連，電源電壓VDD加在電感上；M3柵極輸入Vin，源漏對應與M5源漏相連，M4柵極輸入Vip，源漏對應與M6源漏相連。