[发明专利]PLL电路和无线通信终端机

说明书

本发明涉及适用于通过频率变换将IF(中频)信号变换成RF(无线电频率)信号的PLL电路的锁定高速化的有效技术。

关于用于移动台通信终端的发射机存在几种方式。最一般的是用调制器将基带信号变换成IF(中频)信号，再用混频器将该IF信号变换到要从天线发射出去的频率的混频方式。其它，代替该方式的混频有用PLL电路进行频率变换的PLL方式。PLL方式有只能处理恒定振幅调制那样的缺点，但是有与混频方式比较大幅度地降低发射噪声那样的特长，主要用于GSM系统(Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统)的无线通信终端机上。它的工作原理的详细情况已记述在，例如，IEEE Journal of Solid-State Circuits，Vol.32，No.12，pp.2089-2096，“A 2.7-V GSM RF Transceiver IC”中。

图12是表示用该PLL方式的PLL电路的一个例子的图。该PLL电路由电流输出型相位比较器100，恒定电流源101，混频器105，低通滤波器(LPF)103，压控振荡器(VCO)104和开关(SW)102构成。在下面的说明中，假定VCO 104有正的灵敏度。在LPF 103上，一般使用由如图12所示的无源元件组成的二次LPF。又，将控制信号LOGIC1给予SW 102。当LOGIC1等于0时，SW 102成为开路状态，当LOGIC1等于1时，SW 102短路到地。

在电流输出型相位比较器100中，可以不用相位频率比较器，而用可以高速工作的混频型的相位比较器。因此，能够提高发射机的频率构成的自由度。相位比较器的缺点是当两个输入的频率差大时，输出电压受到LPF 103抑制，不能传输到VCO 104。即，由于锁定初期阶段的VCO 104的输出频率，该PLL电路不能够锁定。为了消除这个缺点，将恒定电流源101和SW 102连接起来。该PLL电路在锁定前必须将SW102接地，将VCO 104的输入电位设定在地电位。此后，使SW 102开路，开始锁定。即便当电流输出型相位比较器100的输出不传输到VCO104时，通过恒定电流源101对LPF 103的电容进行充电，也能提高VCO104的输入电位。因此，能够使电流输出型相位比较器100的两个输入频率接近。当这两个输入频率十分接近时，电流输出型相位比较器100的输出传输到VCO 104的输入端，锁定成为可能。

在GSM系统中正在用TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)方式。一个帧是120/26ms，由8个15/26ms的时隙构成。用一个时隙进行接收，用另一个时隙进行发射。图13表示终端的发射接收定时的一个例子。在这个例子中，将时隙1分配给接收，将时隙4分配给发射。发射接收间隔有两个时隙。但是考虑到从终端到基站的传播延迟，能够以最大的3024/13μs的定时超前提前进行发射。