[实用新型]本地振荡器及无线通讯系统

说明书

本实用新型揭示了一种本地振荡器及无线通讯系统，所述本地振荡器包括：查找表LUT、匹配滤波器H_F，噪声检测器NDET、功率检测器PDET、延时单元DL、可变增益放大器GBB以及数字锁相环；所述数字锁相环包括振荡器、多模分频器MMDIV、时间数字转换器TDC以及数字环路滤波器DLF。本实用新型提出的本地振荡器及无线通讯系统，可能够消除振荡器(如压控振荡器VCO、数控振荡器DCO)的频率牵引，提高LO信号质量。

技术领域

本实用新型属于无线通讯技术领域，涉及一种通信系统，尤其涉及一种本地振荡器及无线通讯系统。

背景技术

现代无线通信系统一般由三个大的模块构成，分别是信号接收链路(RX)，信号发送链路 (TX)以及本地振荡器(LO)，如图1所示。信号发送时的工作原理可以进行如下描述：数字基带信号通过上混频器(UPMX)与本振信号进行上混频，将信号频谱搬移至射频，然后通过功率放大器(PA)发送到天线上。信号接收时从天线接收的信号通过低噪声放大器(LNA)放大，然后经过下混频器(DNMX)与本振信号进行下混频，将信号频谱搬移至直流附近，然后经过低通滤波器(LPF)和模数转换器(ADC)后送给数字基带进行处理。

VCO是一个压控振荡器，振荡器会有频率牵引现象存在，频率牵引会导致振荡器输出频率变化，从而影响发送信号的质量。在满足下面条件的情况下，会有频率牵引：(1)干扰频率在振荡器振荡频率附近；(2)干扰频率的谐波在振荡器振荡频率附近；(3)干扰频率在振荡器振荡频率谐波附近。此外，与压控振荡器VCO类似，数控振荡器DCO也有一样的频率牵引问题。两者的不同在于：压控振荡器VCO中控制振荡频率的是输入电压，数控振荡器DCO中控制振荡频率的是输入数字code。

在图1所示系统中，当信号发射时，本振信号是由压控振荡器(VCO)信号经过分频后得到，所以发送信号的二阶谐波会和VCO信号频率重合。如图2所示，PA发送的射频信号会对 VCO产生牵引，从而影响发送信号质量。

VCO频率牵引会带来一些负面效果，以下分两种情况讨论VCO频率牵引带来的负面效果。

第一种情况是发送信号是恒定包络情况，这种情况下当PA输出建立后，PA输出功率恒定， VCO的频率牵引效果是带来一个固定的相位偏移。考虑到LO是由锁相环(PLL)组成，VCO上固定的相位偏移会被PLL修正，但是在这个过程中有可能会造成PLL重新锁定。

第二种情况是发送信号是变包络信号，此时PA对VCO的频率牵引是一个时变的干扰，LO 中PLL无法一直抵消掉频率牵引的干扰，造成LO输出时钟上有抖动。基带信号和LO信号进行上混频后，射频信号上会引入额外噪声。

传统消除VCO频率牵引的方法包括：

(1)将PA和VCO放在芯片的两个角落，使得干扰源距离VCO尽量远，使得耦合通路上的衰减更大，VCO受到的干扰能量更低，频率牵引效果更弱。此方法受芯片面积限制。

(2)在芯片中把PA和VCO的电源和地分开，减小VCO从电源和地上受到的干扰。此方法会增加芯片封装成本。

(3)VCO使用8字形电感，使得信号发送链路中的电感耦合到VCO电感中的能量更少。此方法需要使用相对传统电感面积更大的8字形电感，并且PA电感位于8字形电感对称轴上才能有最好的效果。

(4)PA对VCO的频率牵引分为对VCO幅度的影响和对VCO瞬时频率的影响。在VCO中加入对VCO幅度和频率的控制字，通过调整VCO的幅度和频率控制字，抵消频率牵引的影响。此方法一般需要复杂的校准才能抵消频率牵引。

(5)使用OSLO方案，如图3所示。在这种情况下LO频率的5阶分量和VCO的8阶分量在同一频率，此方案中频率牵引比图1中的频率牵引要小。此方法增加了LO功耗和设计复杂度。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的无线通讯系统组成，以便克服现有无线通讯系统组成存在的上述至少部分缺陷。