[发明专利]锁相电路和无线电通信设备

说明书

技术领域

本公开涉及一种锁相电路和无线电通信设备，其包括具有电压校正功能的校准电路，用于向压控振荡器提供合适的校准电压。

背景技术

现在，在RF收发器中，频率合成器作为可以实现高精度输出频率的本地振荡器可能是必不可少的。

图1是示出RF收发器的典型配置的图。

图2是示出图1中的PLL(频率合成器)的典型配置的图。

图1的RF收发器1具有天线2、低噪声放大器(LNA)3、功率放大器(PA)4、滤波器5和6、混频器7和8、以及作为频率合成器的锁相电路(PLL：锁相环)9。

图2的PLL 9具有相位比较器(相位频率检测器：PFD)10、电荷泵(CP)11、以及环路滤波器(LF)12。

PLL 9还包括压控振荡器(VCO)13和分频器(N)14。

因为RF收发器1需要高精度调制和解调时钟，所以典型地将使用电感器L和电容器C的LC-VCO用作图2中的VCO。

图3是示出LC-VCO的典型配置的图。

如图3所示，LC-VCO包括电感器L、偏置电容COS、变容二极管(varactor)电容CVAR、用于实现负电阻的晶体管TR、以及电路偏压电阻RTOP和RBTM。

在此情况下，图3中的端子TVCTL和端子TOUT分别表示图2中的端子TVCTL和端子TOUT。

下面将简要描述使用LC-VCO作为VCO 13的PLL的操作。

首先，PFD 10检测参考信号REF与通过将PLL 9的输出OUT进行分频而获得的信号FB之间的相位差作为相位差信息，并将该相位差信息传递给CP 11。

CP 11将对应于该相位差的电流发送到LF 12中。LF 12将该电流转换为电压信息。VCO 13接收该电压VCTL。VCO 13改变变容二极管电容CVAR的电容，从而改变振荡频率。

因此，一直进行反馈，直到参考信号REF与信号FB的相位(频率)变得彼此相同。从而产生与参考信号REF同步的时钟。

图4是示出LC-VCO的控制电压相对于频率的特性的图。

一般地，在考虑到实际性能的情况下，LC-VCO的振荡频率的可变范围最多约为两倍。在图4中频率如标记A所指示地变化。

通过对变容二极管电容CVAR和偏置电容COS提供几个比特，步进地(数字地)改变电容，并且通过变容二极管电容CVAR连续地(以模拟方式)改变步幅之间的电容，实现上述变化。

虽然也可以想到例如通过图4中的标记B所指示的特性，但难以通过LC-VCO实现该特性。即使可以实现该特性，VCO 13的电压相对于频率的转换增益Kvco也增加。

当电压相对于频率的转换增益Kvco增加时，将CP 11的电流噪声、LF 12的电阻噪声等乘以电压相对于频率的转换增益Kvco，并转换为VCO 13的输出相位噪声。

因此，通常期望低的电压相对于频率的转换增益Kvco，并且通过尽可能地降低电压相对于频率的转换增益Kvco来缓和对整个PLL的相位噪声设计。

换言之，振荡频率一般如图4中的特性曲线A所示地变化。即使如此，也可以由低的电压相对于频率的转换增益Kvco来覆盖宽的频率范围。

数字地切换的一个覆盖的频率范围将称为“频带(band)”。

在此情况下，非常重要的是在频带之间提供频率冗余。此频率冗余将称为“频带重叠”。

此频带重叠还将定义用于以后的描述。

图5是辅助说明频带重叠的定义的图。

关注图5中所示的频带Band1，因为频带重叠是两个频带之间的频率冗余，所以频带Band1和频带Band2之间存在频带重叠BOLH，并且频带Band1和频带Band0之间存在频带重叠BOLL。

将频带重叠BOLH定义为在频率校准电压Vcal处、相对于频带Band1和Band2的相应频率F1和F2之间的中间频率F12c所拥有的余量。

具体地，频带重叠BOLH是当向频带Band1提供最大控制电压Vdrh时的振荡频率F1h所拥有的相对于中间频率F12c的余量。如下表示频带重叠BOLH。

[等式1]