[发明专利]一种应用于多模式毫米波通信的频率综合器

权利要求书

1.一种应用于多模式毫米波通信的频率综合器，其工作频率范围为1GHz--80GHz，可满足5G通信、60GHz通信和E-band通信的频率范围要求；其特征在于，频率综合器电路包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、振荡器阵列、多模分频器、2个倍频器、3个分频器、数字逻辑；其中，多模分频器在数字逻辑的控制下进行工作，多模分频器输出耦合在鉴频鉴相器的输入，鉴频鉴相器的另一个输入耦合在参考时钟的输出；鉴频鉴相器将多模分频器的输出和参考时钟的输出进行比较，从而产生差频的信号；差频的信号耦合在电荷泵的输入，电荷泵的输出耦合在环路滤波器的输入，环路滤波器的输出耦合在振荡器阵列的输入端；振荡器阵列耦合在第一倍频器的输入，第一倍频器的输入耦合在第二倍频器的输入；振荡器阵列的输入耦合在5-10GHz分频器的输入，5-10GHz分频器的输出耦合在2.5-5GHz分频器的输入，2.5-5GHz分频器的输出耦合在1-2.5GHz数字分频器的输入；倍频器的输出和分频器的输出的频率范围为1GHz--80GHz；即为本发明频率综合器的工作频率范围。

2.如权利要求1所述的应用于多模式毫米波通信的频率综合器，其特征在于，所述多模分频器电路包含三级分频器单元，第一级分频器单元端口fin输入fin时钟信号，端口fout输出f1信号作为第二级分频器单元fin端口输入时钟信号，第二级分频器单元端口MODout输出M1控制信号接入到第一级分频器单元端口MODin，第一级分频器单元输出端口MODout输出信号M0，控制信号输入端口P输入控制信号P0；第二级分频器单元端口fout输出f2信号作为第三级分频器单元端口fin输入时钟信号，第三级分频器单元端口MODout输出M2控制信号接入到第二级分频器单元端口MODin，控制信号输入端口P输入控制信号P1；第三级分频器单元端口fout输出fout信号，控制信号HIGH接入到第三级分频器单元端口MODin，控制信号输入端口P输入控制信号P2。

3.如权利要求1所述的应用于多模式毫米波通信的频率综合器，其特征在于，所述环路滤波器为三阶环路滤波器，其包括多个无源元件：电容C1、C2、C3以及电阻R1、R2；，其中，电容C1与电阻R1串联后与电容C2并联，电容C3的一端与电容C2的一端分别与电阻R2的两端相连，电容C2的另一端与电容C3的另一端接地；模拟电压V₀由电容C2与电阻R2之间的节点输入，滤波后得到的误差电压Vc由电阻R2与电容C3之间的节点输出。

4.如权利要求1所述的应用于多模式毫米波通信的频率综合器，其特征在于，所述振荡器阵列中的单个振荡器单元，主要有3个晶体管M1、M2、M3组成；M3栅极接偏置电压Bias1，源极接地，漏极与M1及M2的源极相连；M1与M2为交叉耦合结构，M1栅极与M2漏极相连，M2栅极与M1漏极相连；M2漏极输出Vout1，M1漏极输出Vout2；M1与M2漏极通过电感相连，电源电压VDD加在电感上。

5. 如权利要求1所述的应用于多模式毫米波通信的频率综合器，其特征在于，所述频率综合器中的20-40GHz倍频器和40-80GHz倍频器，主要由晶体管M3、M4、 M5、M6、电感组成，M7栅极接偏置电压Bias1，源极接地，漏极与M5及M6的源极相连；M5与M6为交叉耦合结构，M5栅极与M6漏极相连，M6栅极与M5漏极相连；M6漏极输出Vout1，M5漏极输出Vout2；M5与M6漏极通过电感相连，电源电压VDD加在电感上；M3栅极输入Vin，源漏对应与M5源漏相连，M4栅极输入Vip，源漏对应与M6源漏相连。