[發(fā)明專(zhuān)利]一種鎖相環(huán)高速分頻電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010741421.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111934679A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾啟明;宋榮;張瑀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H03L7/18
• 分類(lèi)號(hào): H03L7/18
• 代理公司: 深圳市華騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44370
• 代理人: 彭年才

本發(fā)明公開(kāi)一種鎖相環(huán)高速分頻電路，包括從輸入到輸出依次電連接的鑒相器、荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器，所述鑒相器的信號(hào)輸入端、環(huán)路濾波器的信號(hào)輸出端、壓控振蕩器的信號(hào)輸出端之間電連接有兩級(jí)分頻器結(jié)構(gòu)，所述兩級(jí)分頻器結(jié)構(gòu)從輸入到輸出依次包括三級(jí)注入鎖定分頻器和多模分頻器。本發(fā)明提供的一種鎖相環(huán)高速分頻電路，針對(duì)5.8GHz鎖相環(huán)，采用了兩級(jí)分頻器結(jié)構(gòu)，即預(yù)分頻器加多模分頻器的方式，通過(guò)高性能、高速的預(yù)分頻電路將頻率迅速降低至常規(guī)頻段，進(jìn)而可以采用相對(duì)成熟的數(shù)字分頻技術(shù)作為第二級(jí)分頻。本發(fā)明解決了鎖相環(huán)中大分頻系數(shù)帶來(lái)的穩(wěn)定性問(wèn)題，從而解決了鎖相環(huán)的高頻瓶頸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎖相環(huán)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎖相環(huán)高速分頻電路。

背景技術(shù)

鎖相環(huán)是一種廣泛應(yīng)用的頻率合成技術(shù)，而分頻電路是鎖相環(huán)的關(guān)鍵部件。圖1是鎖相環(huán)的典型結(jié)構(gòu)框圖，其主要部件包括分頻器、鑒相器(Phase Frequency Detector，PFD)、荷泵(Charge Pump，CP)、環(huán)路濾波器(Loop Filter，LF)和壓控振蕩器(Voltage-Controlled Oscillator，VCO)等。當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，輸出fout與輸入?yún)⒖夹盘?hào)fref的關(guān)系可表示為：fout＝N×fref，其中N是分頻器的分頻比。壓控振蕩器產(chǎn)生的高頻振蕩信號(hào)必須經(jīng)過(guò)分頻器將頻率降至輸入?yún)⒖夹盘?hào)的頻率附近，才能進(jìn)行相位信息的檢測(cè)和比較。

目前國(guó)內(nèi)外大部分鎖相環(huán)頻率合成器的應(yīng)用頻段主要集中在2.4GHz或者以下的領(lǐng)域，5GHz以上的設(shè)計(jì)相對(duì)較少。因?yàn)樵诟哳l鎖相環(huán)中，壓控振蕩器輸出振蕩信號(hào)的頻率很高，達(dá)到5GHz以上，而參考頻率一般采用晶振產(chǎn)生，頻率一般為數(shù)十MHz。傳統(tǒng)分頻器電路需要很大的分頻系數(shù)才能滿足要求。大分頻系數(shù)將會(huì)導(dǎo)致鎖相環(huán)輸出振蕩信號(hào)的抖動(dòng)，導(dǎo)致鎖相環(huán)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鎖相環(huán)高速分頻電路，針對(duì)5.8GHz鎖相環(huán)，通過(guò)兩級(jí)分頻器結(jié)構(gòu)，即預(yù)分頻器加多模分頻器的方式，解決鎖相環(huán)中大分頻系數(shù)帶來(lái)的穩(wěn)定性問(wèn)題，從而解決鎖相環(huán)的高頻瓶頸。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鎖相環(huán)高速分頻電路，包括從輸入到輸出依次電連接的鑒相器、荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器，所述鑒相器的信號(hào)輸入端、環(huán)路濾波器的信號(hào)輸出端、壓控振蕩器的信號(hào)輸出端之間電連接有兩級(jí)分頻器結(jié)構(gòu)，所述兩級(jí)分頻器結(jié)構(gòu)從輸入到輸出依次包括三級(jí)注入鎖定分頻器和多模分頻器。

進(jìn)一步的，所述三級(jí)注入鎖定分頻器由三個(gè)環(huán)形注入鎖定分頻器組成。

進(jìn)一步的，每個(gè)環(huán)形注入鎖定分頻器為二分頻模式。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形注入鎖定分頻器包括V_inj+信號(hào)輸入端、V_inj-信號(hào)輸入端、nM₁管、nM₂管和偏置電壓V_ctrl控制端，所述V_inj+信號(hào)輸入端、V_inj-信號(hào)輸入端分別與所述nM₁管、nM₂管的柵極電連接，所述偏置電壓V_ctrl控制端分別與所述nM₁管、nM₂管的漏極電連接。

進(jìn)一步的，所述多模分頻器采用分頻比為32-63的數(shù)字多模分頻器。

進(jìn)一步的，所述多模分頻器包括∑-Δ調(diào)制器和若干個(gè)分頻單元，所述∑-Δ調(diào)制器的電平輸出端分別與所述若干個(gè)分頻單元連接，所述若干個(gè)分頻單元依次串聯(lián)。