[发明专利]一种含有PFD/DAC量化噪声消除技术的小数分频频率综合器

权利要求书

1.一种含有PFD/DAC量化噪声消除技术的小数分频频率综合器，其特征在于，包括鉴频鉴相器/数模转换器PFD/DAC、环路滤波器、压控振荡器VCO、双模分频器和∑-Δ调制器，REF为输入的参考频率时钟，VCO时钟为锁相环输出时钟，分频器为可变分频比的整数分频器，输入小数分频比到∑-Δ调制器，∑-Δ调制器控制实时整数分频比给到分频器，VCO初始时震荡在目标频率附近的一个频率上，经过分频器分频后输出分频时钟给到PFD，PFD对REF时钟和分频时钟进行频率和相位鉴别，输出充放电控制脉冲给到DAC，DAC根据控制脉冲输出充电或放电电流，电流经过环路滤波器后改变VCO的控制电压，从而改变输出时钟的频率和相位，其中PFD/DAC模块会根据所收到的调制器残差对充放电流进行补偿，以抵消由于调制引入的额外相位误差，最终环路稳定后VCO就可以输出精确等于目标频率的时钟；

其中，所述∑-Δ调制器为一阶Mash∑-Δ调制器；

∑-Δ调制器小数输入为0.3时，通过累加，连续10个分频时钟周期中的整数输出和残差分别为：0-0-0-1-0-0-1-0-0-1；0.3-0.6-0.9-0.2-0.5-0.8-0.1-0.4-0.7-0，整数为0时分频器进行8分频，整数为1时分频器进行9分频，在时域上平均的分频比即为8.3，各周期鉴相器所鉴别的相位误差为：Φ_error＝残差/2π，DAC响应时，减去Φ_error对应的部分，PFD鉴相时增加一个固定的大于一个T_vco周期的相位误差，使得分频器输出相位超前于参考时钟一个VCO周期以上，然后在放电时，将一个VCO周期宽度内的电流值根据残差进行补偿，补偿电流大小为：I_补＝(1-残差)·I_cp，补偿电流对应的电荷累积量为Q_补＝I_补·T_vco＝(1-残差)·I_cp·T_vco，残差引起的相位误差对应的电荷累积量为Q_err＝残差·T_vco·I_cp，则补偿电流和相位误差的净电荷累积量为1，消除了量化误差，锁相环精确工作在8.3倍参考频率处。

2.如权利要求1所述的含有PFD/DAC量化噪声消除技术的小数分频频率综合器，其特征在于，所述DAC采用两个电流舵型DAC，其中一个由电流源IP1与由UP1/UP2/UPN1/UPN2控制的开关组成，另一个由电流源IP2与由DN1/DN2/DNN1/DNN2控制的开关组成，各自的开关信号由phi1、phi2、Dac_data、Dac_datan、UP和vdd、vss经过与门产生，其中phi1和phi2为鉴相器输出的放电开关脉冲，其中phi2的上升沿滞后于phi1一个VCO周期，DAC在这一个VCO周期内输出放电补偿电流，UP为由PFD生成的固定宽度的充电开关脉冲，大于一个VCO周期，I_down和I_up分别为放电、充电电流波形，Dac_data、Dac_datan表示控制码字，vdd、vss表示高电平、低电平。