專利名稱：雙環(huán)路頻率綜合器及雙環(huán)路頻率綜合器的調(diào)諧方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻通訊技術(shù)領(lǐng)域中的頻率綜合器和頻率綜合方法，尤其涉及一種基于鎖 相環(huán)的雙環(huán)路頻率綜合器和一種用于雙環(huán)路頻率綜合器的調(diào)諧方法。
背景技術(shù)：
近幾年，射頻技術(shù)的應(yīng)用伴隨著手機(jī)、筆記本電腦等移動(dòng)通訊產(chǎn)品的普及得到了迅猛 的發(fā)展，基于射頻通訊的移動(dòng)數(shù)字電視(DVB)、射頻標(biāo)簽(RFID)、藍(lán)牙(blue tooth)、 超寬帶(UWB)等技術(shù)也日近成熟。作為射頻技術(shù)的核心模塊，頻率綜合器的性能直接影響 著這些移動(dòng)設(shè)備接收和發(fā)射信號(hào)的能力。
隨著微電子制造技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸成本降低的要求，覆蓋多頻段多協(xié)議的 頻率綜合器越來越受到重視。如DVB協(xié)議所覆蓋的頻率范圍很寬，需要用盡量少的硬件來 實(shí)現(xiàn)；RFID的多個(gè)協(xié)議應(yīng)用在不同的頻段，需要頻率范圍足夠?qū)挼念l率綜合器來實(shí)現(xiàn)多協(xié) 議兼容的RFID閱讀器；此外集成不同協(xié)議如RFID、(全球定位系統(tǒng))GPS的通訊協(xié)議可 以完成貨物跟蹤管理等特殊的組合功能。因此寬帶頻率綜合器是當(dāng)今頻率綜合器的發(fā)展趨 勢(shì)，有著巨大的應(yīng)用前景。
頻率綜合器是射頻通訊系統(tǒng)的核心模塊，如圖1所示，發(fā)送端將需要傳送的基帶信號(hào) 與頻率綜合器的本振信號(hào)混頻后發(fā)射出去，接收端接收到信號(hào)后又通過與頻率綜合器的本 振信號(hào)混頻后提取出基帶信號(hào)。其中，基于鎖相環(huán)的頻率綜合器具有低成本和高性能的優(yōu) 點(diǎn)，尤其適用于高頻綜合，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高速數(shù)字系統(tǒng)、數(shù)字移動(dòng)通訊設(shè)備和高精度控 制系統(tǒng)中來產(chǎn)生準(zhǔn)確頻率的時(shí)鐘信號(hào)和高頻載波信號(hào)。如圖2所示，基于鎖相環(huán)的頻率綜 合器的結(jié)構(gòu)包括如下模塊分頻器(DIV)、鑒相鑒頻器(PFD)、電荷泵(CP)、環(huán)路濾波器 (LF)和壓控振蕩器(VC0)。其中，PFD用于比較兩個(gè)信號(hào)——參考頻率和VC0的輸出頻率 ——之間的頻率和相位，然后輸出標(biāo)志頻率大小和相位差的一定寬度的脈沖信號(hào)；該脈沖 信號(hào)經(jīng)過電荷泵后轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，然后由LF進(jìn)行低通濾波，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為平滑的 電壓信號(hào)；該電壓信號(hào)控制VCO使其輸出相應(yīng)的頻率信號(hào)，此頻率信號(hào)同時(shí)也是整個(gè)鎖相 環(huán)的輸出頻率；DIV用于將VCO的輸出頻率分頻后再輸入給PFD進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)反 饋的回路。整個(gè)環(huán)路處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)，VC0的輸出頻率是參考頻率與DIV分頻值N的 乘積；通過調(diào)整分頻值N的大小，可以得到不同的輸出頻率。頻率綜合器有兩個(gè)最重要的參數(shù)輸出信號(hào)的噪聲和環(huán)路鎖定時(shí)間。噪聲特性標(biāo)志輸 出頻率的頻譜純度，通常用相噪聲或抖動(dòng)表征；而鎖定時(shí)間標(biāo)志鎖相環(huán)的目標(biāo)頻率發(fā)生變 化時(shí)，系統(tǒng)從不穩(wěn)定到穩(wěn)定所需要的時(shí)間。總的噪聲表現(xiàn)為各模塊噪聲的共同作用，通過 使用LF進(jìn)行低通濾波，可以抑制環(huán)路噪聲進(jìn)入最后的輸出信號(hào)中。環(huán)路帶寬越小，對(duì)環(huán) 路噪聲的抑制越好，但同時(shí)環(huán)路鎖定時(shí)間也就越長(zhǎng)。所以要得到合理的噪聲和鎖定時(shí)間必 須在兩者之間作折衷。在寬帶的頻率綜合器中，這種矛盾更加明顯，因?yàn)榇蟮恼{(diào)節(jié)范圍意 味著環(huán)路每次鎖定所對(duì)應(yīng)的頻率變化會(huì)很大，進(jìn)而鎖定時(shí)間會(huì)大大增加，為了減小鎖定時(shí) 間，又必須犧牲輸出頻率的噪聲特性；所以在寬帶的頻率綜合器中，這三個(gè)參數(shù)形成了折 中關(guān)系，制約著高性能頻率綜合器的設(shè)計(jì)。為了解決噪聲和鎖定時(shí)間之間的矛盾，在典型 的基于單環(huán)路頻率綜合器的基礎(chǔ)上發(fā)展出一類雙環(huán)路頻率綜合器。
現(xiàn)有技術(shù)中由兩個(gè)環(huán)路控制同一個(gè)環(huán)路濾波器，然后由濾波器輸出電壓控制VCO頻率。 該結(jié)構(gòu)中粗調(diào)環(huán)路引入了 "死區(qū)"電路控制粗調(diào)，當(dāng)粗調(diào)結(jié)束時(shí)只有細(xì)調(diào)環(huán)路工作(參考 文獻(xiàn)Cicero S. Vaucher， "An Adaptive PLL Tuning System Architecture Combinging High Spectral Purity and Fast Settling Time, " IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 35, pp. 490-502, APRIAL 2000)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中電路中的死區(qū)電路如圖4 所示。由于該結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)環(huán)路濾波器和一個(gè)VCO控制電壓，因此環(huán)路濾波器設(shè)計(jì)的靈 活性較小，粗調(diào)環(huán)路鎖定時(shí)間很長(zhǎng)(lms),不能適應(yīng)現(xiàn)在大多數(shù)通訊協(xié)議的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率帶寬大、鎖定速度快，同時(shí)還兼顧相噪 聲性能的雙環(huán)路頻率綜合器。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于雙環(huán)路頻率綜合器的調(diào)諧方法。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種雙環(huán)路頻率綜合器，包括兩個(gè)環(huán)路和有兩組可變電容的壓控振蕩器，其中，粗調(diào) 環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路分別包括鑒相鑒頻器、電荷泵、環(huán)路濾波器和分頻器，其特征在于粗調(diào) 環(huán)路控制壓控振蕩器中的粗調(diào)可變電容，細(xì)調(diào)環(huán)路控制壓控振蕩器中的細(xì)調(diào)可變電容，且 在粗調(diào)環(huán)路的電荷泵與鑒相鑒頻器之間設(shè)置一死區(qū)產(chǎn)生電路，用于去除脈沖寬度小于一定 值的脈沖。
所述粗調(diào)環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路的電荷泵之間或?yàn)V波器之間連接一個(gè)電阻或一個(gè)M0S管，或
在所述壓控振蕩器內(nèi)部控制兩組可變電容的控制端之間連接電阻或一 M0S管。
所述粗調(diào)環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路共用一鑒相鑒頻器和一分頻器，或者只共用鑒相鑒頻器和分頻器中的一個(gè)模塊。
所述壓控振蕩器進(jìn)一步包括一開關(guān)電容陣列。 所述電阻或M0S管的阻值大于1M歐姆。 所述死區(qū)電路內(nèi)包含一延遲電路。 一種雙環(huán)路頻率綜合器的調(diào)諧方法，其步驟包括-
當(dāng)輸出頻率遠(yuǎn)離目標(biāo)頻率時(shí)，粗調(diào)環(huán)路調(diào)整壓控振蕩器中的粗調(diào)可變電容；
當(dāng)壓控振蕩器的可變電容調(diào)整到接近目標(biāo)頻率后，此時(shí)粗調(diào)環(huán)路自動(dòng)斷開，由細(xì)調(diào)環(huán) 路控制壓控振蕩器中的細(xì)調(diào)可變電容完成壓控振蕩器的頻率鎖定；
粗調(diào)環(huán)路濾波器與細(xì)調(diào)環(huán)路濾波器之間存在電流通路，用于補(bǔ)償粗調(diào)環(huán)路斷開時(shí)的漏 電流，但不影響兩個(gè)環(huán)路各自的特性。
所述壓控振蕩器進(jìn)一步包括一開關(guān)電容陣列。
所述電流通路通過所述粗調(diào)環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路的電荷泵之間或?yàn)V波器之間連接一個(gè)電 阻或一個(gè)M0S管實(shí)現(xiàn)，或通過所述壓控振蕩器內(nèi)部控制兩組可變電容的控制端之間連接一 電阻或一MOS管實(shí)現(xiàn)。
所述粗調(diào)環(huán)路工作時(shí)，所述細(xì)調(diào)環(huán)路處于工作狀態(tài)或被斷開。
本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)為
本發(fā)明雙環(huán)路頻率綜合器通過兩個(gè)環(huán)路結(jié)合壓控振蕩器的開關(guān)電容陣列和兩組可變
電容實(shí)現(xiàn)較大的頻率范圍，粗調(diào)環(huán)路控制粗調(diào)可變電容完成粗調(diào)過程；細(xì)調(diào)環(huán)路控制細(xì)調(diào) 可變電容完成最終的頻率鎖定。當(dāng)輸出頻率遠(yuǎn)離目標(biāo)頻率時(shí)粗調(diào)環(huán)路工作，粗調(diào)環(huán)路帶寬 較大，可加快鎖定速度；當(dāng)輸出頻率接近目標(biāo)頻率時(shí)，只有細(xì)調(diào)環(huán)路工作，細(xì)調(diào)環(huán)路帶寬 較小，可保證鎖定時(shí)較小的相噪聲。該電路的頻率范圍由開關(guān)電容陣列和粗調(diào)可變電容決 定，鎖定速度由粗調(diào)環(huán)路控制，環(huán)路鎖定后的噪聲性能則由細(xì)調(diào)環(huán)路決定，因此可以很容 易地實(shí)行頻率范圍、鎖定速度和相噪聲三個(gè)參數(shù)的獨(dú)立控制，從而提升頻率綜合器的整體 性能。


圖l射頻收發(fā)機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖2基于鎖相環(huán)的頻率綜合器的典型結(jié)構(gòu)；
圖3 —種現(xiàn)有的含有"死區(qū)"電路的雙環(huán)路頻率綜合器結(jié)構(gòu)； 圖4現(xiàn)有技術(shù)中的死區(qū)電路圖(標(biāo)有DZ的部分)； 圖5本發(fā)明頻率綜合器框圖；圖6本發(fā)明實(shí)施例中的死區(qū)產(chǎn)生電路(DZ)示意圖； 圖7本發(fā)明實(shí)施例中的VCO結(jié)構(gòu)極其電容陣列示意圖8本發(fā)明實(shí)施例中的粗調(diào)和細(xì)調(diào)環(huán)路濾波器及兩個(gè)環(huán)路之間的大電阻；
圖9本發(fā)明實(shí)施例中的仿真模擬效果圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的頻率綜合方法和頻率綜合器結(jié)構(gòu)可通過如下實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步說明，但該實(shí) 施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
本實(shí)施例如圖5所示，其中VC0中有三個(gè)控制信號(hào)開關(guān)電容的控制字，粗調(diào)控制電 壓Vc和細(xì)調(diào)控制電壓Vf 。其中，經(jīng)過CP1和LF1的環(huán)路為細(xì)調(diào)環(huán)路，經(jīng)過CP2和LF2的 環(huán)路為粗調(diào)環(huán)路。從PFD輸出的兩組信號(hào)分別控制電荷泵CP1和CP2，兩個(gè)電荷泵的輸出 分別經(jīng)相應(yīng)的低通濾波器LF1和LF2，濾波后得到細(xì)調(diào)和粗調(diào)電壓。VC0、分頻器和鑒相鑒 頻器為兩個(gè)環(huán)路的共用模塊。(如果只共用鑒相鑒頻器和分頻器中的一個(gè)模塊同樣可實(shí)現(xiàn) 本發(fā)明)。
細(xì)調(diào)環(huán)路中PFD的輸出直接控制電荷泵；但在粗調(diào)環(huán)路中PFD輸出經(jīng)過死區(qū)電路DZ處 理后再控制電荷泵。這樣，PFD輸出信號(hào)中小于一定寬度的脈沖信號(hào)將被DZ模塊去掉，大 于一定寬度的脈沖信號(hào)，脈沖寬度被相應(yīng)減小。這樣，當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)PFD的脈沖寬度較小， 因此粗調(diào)環(huán)路的電荷泵將處于"斷開"狀態(tài)，此時(shí)粗調(diào)環(huán)路引入的噪聲也被斷開。因此鎖 定狀態(tài)下環(huán)路的噪聲主要來源于細(xì)調(diào)環(huán)路。
環(huán)路的工作過程如下系統(tǒng)剛剛轉(zhuǎn)換到一個(gè)新的頻率時(shí)，首先將分頻器的分頻值N和 VC0的2位開關(guān)控制字設(shè)置到預(yù)定值。如果此時(shí)頻率差較大，那么粗調(diào)環(huán)路處于工作狀態(tài)。 由于粗調(diào)環(huán)路對(duì)應(yīng)的環(huán)路帶寬比較大，粗調(diào)可變電容很快調(diào)整到合適的值； 一旦VCO頻率 接近目標(biāo)頻率，PFD產(chǎn)生的相位差脈沖寬度低于固定的預(yù)設(shè)值，該脈沖被死區(qū)電路去除， 粗調(diào)環(huán)路自動(dòng)停止工作，從而最后由細(xì)調(diào)環(huán)路完成最后的頻率鎖定。細(xì)調(diào)過程中粗調(diào)可變 電容的控制電壓Vc由LF2中的電容保持。本發(fā)明中粗調(diào)環(huán)路的工作和停止完全由鎖定狀 態(tài)決定，不需要外部信號(hào)控制。
其中死區(qū)電路如圖6所示。在環(huán)路沒有鎖定時(shí)，PFD輸出脈沖寬度一直在變化，且可 能出現(xiàn)各種寬度的脈沖，該脈沖信號(hào)控制電荷泵開啟和關(guān)閉；環(huán)路鎖定時(shí)，脈沖寬度環(huán)路 很小，且信號(hào)比較穩(wěn)定。因此如果在環(huán)路鎖定時(shí)去掉這些寬度較小的脈沖，可以使鎖定狀 態(tài)下粗調(diào)環(huán)路的電荷泵自動(dòng)停止工作。本實(shí)施例中死區(qū)產(chǎn)生的原理為縮小脈沖寬度，將PFD
輸出的脈沖信號(hào)延遲后與沒有延遲的信號(hào)做與運(yùn)算即可實(shí)現(xiàn)。圖6中^為延遲電路，調(diào)節(jié)該延遲時(shí)間可控制死區(qū)的寬度。
死區(qū)也有其他的實(shí)現(xiàn)方式，如對(duì)PFD脈沖信號(hào)進(jìn)行低通濾波器后再進(jìn)行量化(如圖4 所示)；如果脈沖寬度很小，低通濾波后輸出信號(hào)的幅度達(dá)不到量化門限，那么該脈沖將 被電路去掉。
另外，通過鎖定判別(lock detect)電路也可以控制粗調(diào)環(huán)路在鎖定時(shí)環(huán)路被斷開， 從而實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明中死區(qū)電路相同的目的。
VC0的結(jié)構(gòu)如下圖7所示，VCO中有三組電容，其中第一組可變電容對(duì)頻率的調(diào)節(jié)范圍 較小，在環(huán)路正常鎖定過程中穩(wěn)定工作頻率；第二組可變電容用于較大范圍頻率內(nèi)的連續(xù) 粗調(diào)，使粗調(diào)后的頻率在鎖定頻率附近；第三組為開關(guān)電容陣列，用于實(shí)現(xiàn)更大的頻率范 圍。本實(shí)施例中差分電感為2. lnH，尾電流為2.5mA，開關(guān)電容陣列由兩組開關(guān)電容實(shí)現(xiàn)， 形成4個(gè)頻段，分別為3. 01 3. 78GHz, 2. 67 3. 18GHz， 2. 44 2. 74GHz， 2. 22~2. 47GHz。
由上面的分析，粗調(diào)環(huán)路并非一直工作，只有當(dāng)PFD輸出的相位誤差大于一定的值時(shí) 粗調(diào)環(huán)路中的電荷泵才會(huì)開啟，因此頻率綜合器輸出穩(wěn)定頻率時(shí)只有細(xì)調(diào)環(huán)路在工作，從 而避免了雙環(huán)路的穩(wěn)定性問題和粗調(diào)部分引入的噪聲問題。
環(huán)路鎖定后，粗調(diào)環(huán)路處于斷開狀態(tài)，理論上沒有電荷進(jìn)入粗調(diào)環(huán)路的環(huán)路濾波器中， 且Vc處于保持狀態(tài)。但是實(shí)際上由于電荷泵和濾波器中的元件存在漏電流，所以LF2中 電容上儲(chǔ)存的電荷會(huì)發(fā)生緩慢的變化。在環(huán)路鎖定時(shí)該電壓變化會(huì)影響整個(gè)環(huán)路的穩(wěn)定 性。因此需要通過漏電流補(bǔ)償通路使粗調(diào)控制電壓穩(wěn)定。
本實(shí)施例在兩個(gè)環(huán)路濾波器之間加入了一個(gè)大電阻，實(shí)現(xiàn)較小的電流通路。通常漏電 的大小在nA量級(jí)，加入的電阻在粗調(diào)環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路中建立了連接，而且電阻上流過的 電流足以補(bǔ)充該漏電流；同時(shí)，當(dāng)電阻足夠大時(shí)，該連接引入的對(duì)兩個(gè)環(huán)路特性的影響是 可以忽略的。因此電阻的選擇上需要綜合考慮上述兩個(gè)因素。當(dāng)電阻阻值小于1M歐姆后， 流過電阻的電流可能在微安量級(jí)，可能會(huì)對(duì)粗調(diào)環(huán)路的噪聲特性產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)電阻 太大，如大于1G歐姆后(具體的值與實(shí)際的漏電流有關(guān))，流過的電流可能不足以補(bǔ)償漏 電流時(shí)，此時(shí)粗調(diào)環(huán)路的控制將在鎖定和失鎖之間反復(fù)轉(zhuǎn)換，環(huán)路無法輸出穩(wěn)定的頻率。 本實(shí)施例中取Rbig二100M0hm，加入電阻后的環(huán)路濾波器如圖8所示。其中粗調(diào)環(huán)路濾波 器帶寬為l腿z，細(xì)調(diào)環(huán)路濾波器帶寬為100kHz。該電阻也可由工作在關(guān)閉狀態(tài)的MOS管 實(shí)現(xiàn)，由關(guān)態(tài)漏電流補(bǔ)償粗調(diào)環(huán)路的漏電流，由于兩者都是漏電流，所以其尺寸比較容易 設(shè)計(jì)。
由于粗調(diào)環(huán)路的帶寬較大，響應(yīng)時(shí)間較快，因此如果兩個(gè)環(huán)路同時(shí)工作，從仿真曲線 (圖9)可以看出，粗調(diào)將很快達(dá)到穩(wěn)定，細(xì)調(diào)環(huán)路變化較慢。當(dāng)然粗調(diào)環(huán)路工作時(shí)，細(xì)調(diào)環(huán)路也可以斷開，這樣粗調(diào)和細(xì)調(diào)完全分開進(jìn)行。上述兩種情況都可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目 的。
由于加入電流通路的目的只是平衡粗調(diào)環(huán)路斷開時(shí)漏電流對(duì)粗調(diào)電壓的影響，因此加 入該電流通路的連接點(diǎn)也可以在兩個(gè)電荷泵之間，或者在VC0中控制兩組可變電容的控制 端之間加入此電阻或MOS管。
加入電阻后的頻率綜合器，粗調(diào)控制電壓Vc最終和細(xì)調(diào)控制電壓Vf相互關(guān)聯(lián)，使得 頻率鎖定狀態(tài)下粗調(diào)和細(xì)調(diào)電壓趨于一致，因此環(huán)路的狀態(tài)也是唯一確定的。粗調(diào)結(jié)束后 到最終粗調(diào)控制電壓和細(xì)調(diào)控制電壓相互變化過程中，由于電阻較大，VC0控制電壓變化 緩慢，VC0輸出頻率保持相對(duì)穩(wěn)定。因此粗調(diào)環(huán)路穩(wěn)定后，細(xì)調(diào)環(huán)路很快就進(jìn)入鎖定，后 續(xù)的兩個(gè)控制電壓之間緩慢的相互調(diào)整并不影響環(huán)路的鎖定狀態(tài)。
上述頻率綜合器環(huán)路在Cadence環(huán)境下進(jìn)行了行為級(jí)的仿真，仿真得到的粗調(diào)和細(xì)調(diào) 的控制電壓如圖9所示，其中上面的曲線為粗調(diào)控制電壓Vc，下面的曲線為Vf，橫坐標(biāo) 為時(shí)間，縱坐標(biāo)為控制電壓。從圖中可以看到，粗調(diào)環(huán)路在7微秒內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，細(xì)調(diào) 環(huán)路在次基礎(chǔ)上又經(jīng)過10微秒左右進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，整個(gè)頻率鎖定時(shí)間只用了 17微秒實(shí)現(xiàn) 了 500MHz左右的頻率變化。可見本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)大頻率帶寬下的快速鎖定。
本發(fā)明提出了一種新的頻率綜合器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)保持電路較低的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)頻 率綜合器的重要參數(shù)的獨(dú)立控制，大大優(yōu)化了電路的性能。實(shí)現(xiàn)了大帶寬下的快速鎖定， 并兼顧了相噪聲的問題，在射頻通訊領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。
以上通過詳細(xì)實(shí)施例描述了本發(fā)明所提供的雙環(huán)路頻率綜合器結(jié)構(gòu)及其調(diào)諧方法，本 領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明做一定的變形或 修改；其制備方法也不限于實(shí)施例中所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種雙環(huán)路頻率綜合器，包括兩個(gè)環(huán)路和有兩組可變電容的壓控振蕩器，其中，粗調(diào)環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路分別包括鑒相鑒頻器、電荷泵、環(huán)路濾波器和分頻器，其特征在于粗調(diào)環(huán)路控制壓控振蕩器中的粗調(diào)可變電容，細(xì)調(diào)環(huán)路控制壓控振蕩器中的細(xì)調(diào)可變電容，且在粗調(diào)環(huán)路的電荷泵與鑒相鑒頻器之間設(shè)置一死區(qū)產(chǎn)生電路，用于去除脈沖寬度小于一定值的脈沖。
2、 如權(quán)利要求1所述的雙環(huán)路頻率綜合器，其特征在于所述粗調(diào)環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路的電荷泵之間或?yàn)V波器之間連接一個(gè)電阻或一個(gè)MOS管，或在所述壓控振蕩器內(nèi)部控制兩組可變電容的控制端之間連接一電阻或一 M0S管。
3、 如權(quán)利要求1所述的雙環(huán)路頻率綜合器，其特征在于所述粗調(diào)環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路共用一鑒相鑒頻器和一分頻器，或者只共用鑒相鑒頻器和分頻器中的一個(gè)模塊。
4、 如權(quán)利要求1所述的雙環(huán)路頻率綜合器，其特征在于所述壓控振蕩器進(jìn)一步包括一開關(guān)電容陣列。
5、 如權(quán)利要求2所述的雙環(huán)路頻率綜合器，其特征在于所述電阻或M0S管的阻值大于1M歐姆。
6、 如權(quán)利要求1所述的雙環(huán)路頻率綜合器，其特征在于所述死區(qū)電路內(nèi)包含一延遲電路。
7、 一種雙環(huán)路頻率綜合器的調(diào)諧方法，其步驟包括當(dāng)輸出頻率遠(yuǎn)離目標(biāo)頻率時(shí)，粗調(diào)環(huán)路調(diào)整壓控振蕩器中的粗調(diào)可變電容；當(dāng)壓控振蕩器的可變電容調(diào)整到接近目標(biāo)頻率后，粗調(diào)環(huán)路自動(dòng)斷開，由細(xì)調(diào)環(huán)路控制壓控振蕩器中的細(xì)調(diào)可變電容完成壓控振蕩器的頻率鎖定；粗調(diào)環(huán)路濾波器與細(xì)調(diào)環(huán)路濾波器之間存在電流通路，用于補(bǔ)償粗調(diào)環(huán)路斷開時(shí)的漏電流，但不影響兩個(gè)環(huán)路各自的特性。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述壓控振蕩器進(jìn)一步包括一開關(guān)電容陣列。
9、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述電流通路通過所述粗調(diào)環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路的電荷泵之間或?yàn)V波器之間連接一個(gè)電阻或一個(gè)MOS管實(shí)現(xiàn)，或通過所述壓控振蕩器內(nèi)部控制兩組可變電容的控制端之間連接一電阻或一 M0S管實(shí)現(xiàn)。
10、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述粗調(diào)環(huán)路工作時(shí)，所述細(xì)調(diào)環(huán)路處于工作狀態(tài)或被斷開。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙環(huán)路頻率綜合器及雙環(huán)路頻率綜合器的調(diào)諧方法，屬于射頻通訊技術(shù)領(lǐng)域。該頻率綜合器包括一由兩個(gè)環(huán)路分別控制兩組可變電容的壓控振蕩器，其中，粗調(diào)環(huán)路和細(xì)調(diào)環(huán)路分別包括鑒相鑒頻器、電荷泵、環(huán)路濾波器和分頻器，在粗調(diào)環(huán)路的電荷泵與鑒相鑒頻器之間設(shè)置一死區(qū)產(chǎn)生電路，用于使鑒相鑒頻器輸出信號(hào)小于一預(yù)定寬度脈沖信號(hào)的被去除。當(dāng)輸出頻率遠(yuǎn)離目標(biāo)頻率時(shí)粗調(diào)環(huán)路工作，粗調(diào)環(huán)路帶寬較大，可加快鎖定速度；當(dāng)輸出頻率接近目標(biāo)頻率時(shí)，死區(qū)電路使得粗調(diào)環(huán)路停止工作，此時(shí)只有細(xì)調(diào)環(huán)路工作，細(xì)調(diào)環(huán)路帶寬較小，可保證鎖定時(shí)的相噪聲。本發(fā)明能夠在頻率帶寬、鎖定速度和相噪聲之間得到較好的折衷，具有很好應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H03L7/23GK101483435SQ20081005573
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者劉軍華, 廖懷林, 興 張, 如 黃 申請(qǐng)人:北京大學(xué)