[发明专利]具有多个调谐环路的频率合成器

说明书

技术领域

本发明一般涉及电子仪器，且更具体来说，涉及一种频率合成器。

背景技术

频率合成器为一种接收处于参考频率的参考信号且产生处于输出频率的输出信号的电路。依据所要的输出频率和给定的参考频率，输出频率可通过整数比率或非整数比率与参考频率相关。

频率合成器普遍用于各种电子装置中。举例来说，例如蜂窝式电话的无线装置可包括频率合成器以产生用于下变频或上变频的本机振荡器(LO)信号。频率合成器可接收处于固定频率的参考信号且产生处于所要输出频率的LO信号。输出频率可为可变的且取决于用于通信的频率通道。需要产生具有准确频率的干净LO信号以便获得良好性能。

发明内容

本文中描述一种具有多个调谐环路且能够实现良好性能和精细频率分辨率的频率合成器。在一示范性设计中，所述频率合成器包括微调环路和粗调环路。每一调谐环路包含电路块的集合，所述电路块耦合于反馈环路中且能够调整由那个调谐环路提供的信号的频率。每一调谐环路可用锁相环路(PLL)或某一其它设计来实施。所述微调环路可在有限调谐范围上操作且可具有精细频率分辨率。所述粗调环路可在较宽调谐范围上操作且可具有粗略频率分辨率。调谐范围指代调谐环路可在其上操作的频率范围，且因此为由调谐环路提供的信号的频率范围。可使用微调环路和粗调环路的组合获得具有精细频率分辨率的较宽调谐范围以及其它优点。

在一示范性设计中，所述微调环路可接收处于参考频率的参考信号且产生处于可以精细步长来调整的第一频率的微调信号。所述粗调环路可接收所述参考信号且产生处于输出频率的输出信号。所述粗调环路还可基于(例如，通过混频)所述输出信号和所述微调信号而产生处于第二频率的粗调信号。所述第二频率可以粗略步长(例如，以所述参考频率的整数倍)来调整。所述输出频率可基于所述第一频率和所述第二频率来确定。可如以下所描述来实施所述微调环路和所述粗调环路。

以下进一步详细地描述本发明的各种方面和特征。

附图说明

图1展示具有单一调谐环路的分数N频率合成器。

图2展示具有多个调谐环路的频率合成器的示范性设计。

图3展示图2的频率合成器内的微调环路和粗调环路的方框图。

图4展示图2的频率合成器内的各种信号的频谱曲线。

图5展示微调环路和粗调环路的频率响应。

图6展示具有多个调谐环路的频率合成器的另一示范性设计。

图7A、图7B和图7C展示产生输出信号的过程。

图8展示无线通信装置的方框图。

具体实施方式

词“示范性”在本文中用以指“充当一实例、例子或说明”。没有必要将本文中描述为“示范性”的任何设计解释为比其它设计优选或有利。

图1展示具有单一调谐环路的分数N频率合成器100的方框图。参考振荡器110产生具有精确频率f_ref的参考信号。振荡器110可为晶体振荡器(XO)、压控XO(VCXO)、温度补偿XO(TCXO)或某一其它类型的振荡器。相位频率检测器132接收参考信号和来自多模数分频器144的反馈信号，比较所述两个信号的相位，且提供指示两个输入信号之间的相位差/误差的误差信号。电荷泵134接收所述误差信号且产生与所述误差信号成比例的电流信号(或电荷)。环路滤波器136对所述电流信号进行滤波以提供控制信号。压控振荡器(VCO)138接收所述控制信号且产生具有由所述控制信号确定的频率f_out的输出信号。分频器144按分频器比率N对所述输出信号的频率进行分频，且将反馈信号提供到相位频率检测器132。常可互换地使用术语“分频器比率”、“比率”和“因子”。

分频器比率N可为非整数值且可分解为整数部分Q和分数部分K，其中1≤Q，0＜K＜1且N＝Q+K。Δ-∑调制器(DSM)150接收所述分数部分K且产生一(‘1’)与零(‘0’)的位序列，其中一的百分比取决于分数部分K。然而，一与零分布于所述位序列中以使得大多数量化噪声经整形而在高频处出现且可更容易地被环路滤波器136滤除。求和器152对来自Δ-∑调制器150的位序列与整数部分Q求和，且将瞬时分频器比率提供到分频器144。依据由Δ-∑调制器150提供了零还是一，所述瞬时分频器比率可等于Q或Q+1。