[实用新型]一种可校准频率综合器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种频率综合器，特别涉及一种可校准频率综合器。

背景技术

频率综合器常用来为集成电路提供准确的参考频率，为了提高频率的稳定性，可以采用高性能的振荡器和低噪声的元件来组成频率综合器。然而在芯片的生产过程存在的工艺偏差，芯片实际应用中的电压及温度变化，都会导致频率综合器的输出频率发生变化，尤其是振荡器的频率范围会随这些条件变化而改变。为了确保频率综合器能够覆盖工作范围，需要增大振荡器的频率范围来补偿工艺、温度、电压导致的变化，采用单根振荡器调谐曲线控制则会使振荡器的增益变大，进而恶化频率综合器输出信号的相位噪声性能。

为了解决这个问题，常常将振荡器的频率分为多个子带来控制，如图1所示，横坐标x为控制电压，纵坐标y表示频率，多个子带叠加覆盖了较大的频率范围H，其中每个子带覆盖较小的频率范围，这样就可以降低每一个子带内振荡器的增益。在频率综合器的上电过程中，振荡器的控制电压在一定的电压范围L内改变，先将其固定在一个初始电压值X0，而频率也处于初始值Y0，为了达到目标频率X1和目标电压Y1，就需要频率校准技术来辅助选择正确的振荡器子带，之后通过频率综合器的自动锁定过程来固定控制电压。

如图2所示，现有的频率综合器，包含振荡分频模块、比较滤波模块、频率校准模块、逻辑控制模块。

振荡分频模块与比较滤波模块组成锁相环；振荡器101输出的频率信号经分频后与参考时钟信号进行相位比较，比较结果的逻辑信号由电荷泵202转换成模拟信号，通过环路滤波器203控制振荡器101的频率改变。

现有的频率综合器的频率校准模块基于计数器300实现校准，需要一定的时间来完成校准和自动锁定过程。

逻辑控制模块通过切换开关402，使振荡器101的输入电压固定在Vc值上；计数器300将输入的参考时钟信号和振荡器101分频得到的信号进行计数，经过一个计数周期后，对两个信号计数的比较结果进行判断，如果振荡器101的频率过高，则振荡器101往较低的频率子带跳变；相反的，如果振荡器101的频率过低，则振荡器101往较高的频率子带跳变。重复该校准过程，直到振荡器101频率落入目标子带时；再经过一个时钟周期，比较滤波模块才会将目标控制电压通过切换开关402输出给振荡分频模块，因而其频率校准时间及自动锁定时间很长。

在子带较多的情况下，如有32个子带，则校准时的子带跳变算法主要有两种：一种是从子带的高位到低位逐次逼近目标；另一种是从子带的低位到高位逐次逼近目标。前者的校准速度比后者快，在5比特控制位的情况下，只需要5个比较周期即可完成。但是为了达到较高的判断精度，则每一个比较周期内，计数的次数要足够多，即计数时间要变长，例如要达到1％的比较精度，则计数器至少要计100个数才能达到，这样频率综合器的建立过程也会相应的变长，这对一些有较高建立时间要求的应用场合而言是无法实现的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可校准频率综合器，能够减少频率综合器的校准时间和自动锁定时间。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种可校准频率综合器，包含逻辑控制模块和分别与其连接的振荡分频模块、比较滤波模块、频率校准模块，其特征在于，

上述逻辑控制模块控制振荡分频模块与频率校准模块连接，或是与比较滤波模块连接；

上述频率校准模块对输入的参考时钟信号与分频信号进行分频、相位比较后，将比较结果的数字信号发送给逻辑控制模块；

上述逻辑控制模块由频率校准模块输出的频率信号比较差值，得到控制增益，并通过调整比较滤波模块参数将控制电压发送给振荡分频模块。

上述逻辑控制模块包含控制器、数模转换器、切换开关；

上述控制器由输入的频率信号差值，控制数模转换器输出的校准电压通过切换开关发送给压控振荡器，得到压控振荡器的控制增益；

上述控制器由压控振荡器的控制增益，调整比较滤波模块的参数，并通过数模转换器产生目标控制电压到比较滤波模块；

上述比较滤波模块通过切换开关将控制电压发送给压控振荡器。

上述控制器在若干个比较周期中，为数模转换器指定不同的固定电压，并通过频率校准模块判断频率差，以得到精确的控制增益。

上述逻辑控制模块的数模转换器及切换开关设置在上述比较滤波模块设有的电荷泵与环路滤波器之间。

上述数模转换器直接与振荡分频模块的输入或者比较滤波模块的输出连接。

上述频率校准模块包含依次连接的第二分频器、频相比较模块、积分器、模拟信号处理模块；