[发明专利]频率合成器电路、锁相环电路和切换方法

说明书

本公开涉及包括数控振荡器(DCO)和注入锁定数控振荡器(ILD)的频率合成器电路、锁相环电路和切换方法。ILD输出信号的频率是DCO输出信号的频率的几分之一，并且被锁相到DCO输出信号。频率合成器电路利用驱动DCO的相同调制输入信号来驱动ILD，其中，调制输入信号被缩放以解决DCO和ILD的增益之间的任何失配。利用与主DCO相同的缩放调制信号来驱动ILD使得DCO输出信号与ILD的分频固有振荡频率之间的频率偏移最小化。最小化频率偏移使得ILD的锁定更鲁棒，并且减小了来自ILD的抖动贡献。

技术领域

本公开涉及数控振荡器和数控注入锁定分频器电路。

背景技术

锁相环(PLL)频率合成器可以采用注入锁定数控振荡器(ILD)作为反馈分频器的第一级。与其它类型的分频器相比，ILD可以使用更少的功率。ILD的缺点是仅在窄频带上的有限的注入锁定范围。该有限的锁定范围还可以取决于制造过程的变化。此外，包括PLL的一些应用可以用具有大输入幅度的频率调制来操作，例如调频连续波(FMCW)雷达。能够用高幅度频率调制进行操作的ILD可能会引入不想要的噪声。因此，宽锁定范围和低噪声ILD的设计可能是一些应用将使用电流模式逻辑(CML)分频器的原因，然而CML分频器可能消耗比ILD更多的功率。

发明内容

总体上，本公开涉及包括数控振荡器(DCO)和注入锁定数控振荡器(ILD)的频率合成器电路。ILD输出信号的频率是DCO输出信号的频率的几分之一，并且被锁相到DCO输出信号。根据本公开的技术的频率合成器电路利用驱动DCO的相同调制输入信号来驱动ILD，其中，调制输入信号被缩放以解决DCO和ILD的增益之间的任何失配。利用与主DCO相同的缩放调制信号来驱动ILD使得DCO输出信号与ILD的分频固有振荡频率之间的频率偏移最小化。最小化频率偏移使得ILD的锁定更鲁棒，并且减小了来自ILD的抖动贡献。

在一个示例中，本公开涉及一种电路，包括：数控振荡器(DCO)；以及注入锁定数字数控振荡器分频器(ILD)，其被配置成调整ILD的固有振荡频率以跟踪来自DCO的第一信号。

在另一示例中，本公开涉及一种锁相环(PLL)电路，包括：具有ILD控制输入元件、ILD注入输入元件和ILD输出元件的注入锁定数字数控振荡器分频器(ILD)；自适应控制单元(ACU)，其中ACU：接收误差信号和第一调制输入信号，并且输出ILD控制信号和数控振荡器(DCO)控制信号。该电路还包括数字环路滤波器(DLF)，其中，DLF接收误差信号并且将经滤波的误差信号输出至ACU，以及其中：ILD控制输入元件接收ILD控制信号，其中ILD控制字设定ILD的固有振荡频率，ILD从ILD输出元件输出第一输出信号，其中固有振荡频率设定第一输出信号的频率，并且误差信号包括第一输出信号。

在另一示例中，本公开涉及一种方法，包括将锁相环(PLL)切换到校准模式，其中，校准模式包括：将主振荡器与PLL隔离，切换PLL的注入锁定数控振荡器(ILD)分频器的控制输入以接收第一输入控制信号，用ILD作为PLL振荡器来操作PLL，以及通过PLL的自适应控制单元(ACU)来估计校准值，其中：ACU接收误差信号和第一调制输入信号作为输入，并且校准值将第一调制输入信号与第二调制输入信号相关联。

在附图和下面的描述中阐述本公开的一个或更多个示例的细节。本公开的其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求中显而易见。

附图说明

图1A是示出根据本公开的一个或更多个技术的、包括数控振荡器(DCO)和注入锁定数控振荡器(ILD)的示例频率合成器电路的示意性框图；

图1B是描绘由ILD固有频率与注入频率之差引起的对抖动的影响的曲线图；

图2A至图2D描绘了被实现为LC振荡器的、例如可以用于高性能毫米波(mm波)频率合成器中的示例DCO电路和ILD电路；