[发明专利]一种宽带低相位噪声Sigma-Delta锁相环

说明书

本发明涉及一种宽带低相位噪声Sigma‑Delta锁相环，包括参考时钟分频器、鉴频鉴相器、电荷泵、压控振荡器、环路滤波器、双模分频器和可编程分频器；参考时钟分频器的输入端接参考时钟信号，鉴频鉴相器的一个输入端接参考时钟分频器发送的分频时钟信号，另一个输入端接压控振荡器的输出信号经过双模预分频器和可编程分频器得到的分频信号，进行相位比较后，得到的相位差经过电荷泵和环路滤波器的处理，控制压控振荡器的输出频率。该电路包含小数分频器、宽带压控振荡器和Sigma‑Delta量化噪声补偿器，可以保证锁相环在较宽的频率范围内具有较低的相位噪声并具有较高的频率分辨率。

技术领域

本发明属于射频集成电路设计领域，涉及一种宽带低相位噪声Sigma-Delta锁相环。

背景技术

频率合成器就是将一个或多个高稳定度和高精度的参考频率经过加、减、乘、除等运算后产生同样稳定度和精度的大量离散频率的器件。随着现代电子技术的发展，万兆以太网、高速SERDES、雷达、无线通信、电子对抗等电子系统对频率合成器提出了越来越高的要求。宽带、低噪声、低抖动和高分辨率小数分频频率合成器可以提高频率利用率，降低通信误码率，提高系统的抗干扰能力和雷达对动目标的分辨能力。在国外，频率合成器技术已发展得很成熟，出现了系列单片集成频率合成器芯片，而国内还主要采用分立器件完成频率合成功能。

发明内容

本发明提供一种宽带低相位噪声Sigma-Delta锁相环，该电路包含小数分频器、宽带压控振荡器和Sigma-Delta量化噪声补偿器，可以保证锁相环在较宽的频率范围内具有较低的相位噪声并具有较高的频率分辨率。

本发明的技术解决方案如下：

一种宽带低相位噪声Sigma-Delta锁相环，其特殊之处在于：包括参考时钟分频器M1、鉴频鉴相器M2、电荷泵M3、压控振荡器M4、环路滤波器M8、双模分频器M11和可编程分频器M10；

参考时钟分频器M1的输入端接参考时钟信号，所述所述鉴频鉴相器的一个输入端接参考时钟分频器发送的分频时钟信号，另一个输入端接压控振荡器的输出信号经过双模预分频器和可编程分频器得到的分频信号，进行相位比较后，得到的相位差经过电荷泵和环路滤波器的处理，控制压控振荡器的输出频率。

还包括Sigma-Delta调制器M5、累加器M16和量化噪声补偿模块M6，Sigma-Delta调制器M5和累加器M16产生一个对应与小数分频比的分频数控制可编程分频器M10，量化噪声补偿器M6对Sigma-Delta调制器M5的噪声在控制过程中所产生的量化噪声进行补偿和量化。

还包括压控振荡器校准模块M7，所述压控振荡器校准模块M7根据可编程分频器M10和参考时钟分频器M1的信号，调整压控振荡器的震荡频率。

还包括本振控制单元，所述本振控制单元包括可编程分频器M9、多路选择器M14和本振驱动器M15，所述可编程分频器M9的输入端与压控振荡器M4连接，所述可编程分频器M9的输出端与多路选择器M14的输入端和双模分频器M11连接，所述多路选择器M14的输出端与本振驱动器M15的输入端连接，所述本振驱动器M15输出端为本振输出。

上述压控振荡器为宽带压控振荡器。

本发明的优点如下：

1、本发明提供的一种宽带低相位噪声Sigma-Delta锁相环，采用Sigma-Delta小数分频和量化噪声补偿技术，提高了锁相环的频率分辨率，减小参考杂散，提高相位噪声性能。

2、本发明的环路包含小数分频器、压控振荡器自动校准、宽带压控振荡器和Sigma-Delta量化噪声补偿器，可以保证锁相环在较宽的频率范围内具有较低的相位噪声并具有较高的频率分辨率。可应用在万兆以太网、高速SERDES、雷达、无线通信、电子对抗等电子系统应用领域中。