[發明專利]一種自適應的小數頻率合成器毛刺移除系統及方法

有效

• 申請號: 201911326076.2
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111010173B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 王德志;盧福劍;馬田玉;胡永明;顧豪爽
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099;H03L7/18
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明屬于數模混合集成電路電子電路技術領域，公開了一種自適應的小數頻率合成器毛刺移除系統及方法，自適應的小數頻率合成器毛刺移除系統包括鑒頻鑒相器PFD、鎖定檢測器LD、固定寬度固定位置可變周期脈沖發生器FFVPG、可變幅度電荷泵VACP、環路濾波器LF、壓控振蕩器VCO、多模分頻器MMD、Delta?Sigma調制器DSM。本發明使小數頻率合成器的環路電流脈沖不僅具有固定位置、固定寬帶和可變幅度，而且在瞬態時的周期為Tsubgt;REF/subgt;，在鎖定時的周期為N倍Tsubgt;REF/subgt;，用于移除脈沖位置調制效應和脈沖寬度調制效應，根除參考毛刺和減小分數毛刺。

技術領域

本發明屬于數模混合集成電路電子電路技術領域，尤其涉及一種自適應的小數頻率合成器毛刺移除系統及方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術：小數頻率合成器是一種輸出頻率的器件，具有分辨率高、相位噪聲低和鎖定時間快的性能，廣泛應用在現代無線通信、雷達和電子對抗等系統，輸出頻率毛刺的大小是衡量小數頻率合成器性能的一個重要指標，例如在無線通信系統中，小數頻率合成器的毛刺越小，帶內和帶外噪聲耦合到帶內的噪聲越小，無線通信系統的靈敏度越高。

現有技術通過高性能的電荷泵、新型結構的鑒頻鑒相器、低量化噪聲的Delta-Sigma調制器，或通過采樣保持、模擬和數字校準、離散環路濾波器、脈沖位置調制和重現等技術降低毛刺的大小。但是，以上技術存在脈沖位置調制和脈沖寬度調制效應，不能從根源上移除毛刺。一種基于固定寬度可變幅度電荷泵的小數頻率合成器，可以消除脈沖位置調制效應和脈沖寬度調制效應，但該方案只能根除參考毛刺。根據以上分析，目前仍缺乏根除小數頻率合成器整數毛刺和分數毛刺的相關技術。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有技術頻率合成器毛刺移出方法不能從根源上移出毛刺，目前缺乏根除小數頻率合成器整數毛刺和分數毛刺的相關技術。

解決上述技術問題的意義：根除了參考毛刺和減小分數毛刺，使小數頻率合成器的輸出頻率具有更高的頻譜純度，用于無線收發器時可減小帶內噪聲和帶外耦合到帶內的噪聲。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種自適應小數頻率合成器毛刺移除系統及方法。本發明不僅可以根除參考毛刺而且可以減小分數毛刺。

本發明是這樣實現的，一種自適應的小數頻率合成器毛刺移除系統，包括：

鑒頻鑒相器PFD：用于檢測參考頻率f_REF和反饋頻率f_DIV的相位誤差θ_error,用脈沖UP和DN表示；當f_REF超前f_DIV時，UP輸出有效電平；當f_REF滯后f_DIV時，DN輸出有效電平；

鎖定檢測器LD：用于檢測f_REF和f_DIV的相位誤差θ_error，當θ_error大于閾值相位誤差θ₀，小數頻率合成器處于瞬態，Lock信號為低電平；當θ_error小于閾值相位誤差θ₀，小數頻率合成器處于鎖定狀態，Lock信號為高電平；

固定寬度固定位置可變周期脈沖發生器FFVPG：包括延遲單元T_D、RS觸發器、分頻器DIV、與門、或門，用于產生固定寬度、固定位置和可變周期的數字脈沖；

可變幅度電荷泵VACP：包括或門、D觸發器、固定電流I₁、電容C、充電電流I_UP、放電電流I_DN，充電電流I_UP和放電電流I_DN的幅度可變，大小與電容C上的電壓V₁成K倍正比例關系，FFVPG驅動VACP產生固定寬度、固定位置、可變幅度和可變周期的環路電流I_CP；