[发明专利]ΣΔ调制器控制的锁相环电路和相关的方法

说明书

本发明一般涉及一种PLL(锁相环)电路，例如用于形成无线电话装置的一部分的PLL。更具体地说，本发明涉及∑Δ调制器控制的锁相环电路。产生高频脉动信号并被提供给∑Δ调制器。∑Δ调制器形成部分地由高频脉动信号确定的值的分割系数控制信号。高频脉动信号在性质上至少是伪随机的，将其施加于∑Δ调制器能够减少∑Δ调制器进入极限环，并产生寄生的重复的输出信号的或然性。

因为∑Δ调制器不大可能进入极限环并产生重复的控制信号，所以其中产生的用于控制PLL电路的控制信号不会使得在由∑Δ调制器控制的PLL电路产生的频率调节的信号中发生不希望的音调。

在一个实施例中，∑Δ调制器控制的电路形成一个频率合成器。在另一个实施例中，∑Δ调制器控制的PLL电路形成用于产生调制信号，例如GMSK(高斯最小频移键控)调制信号的调制器。

一个通信系统通过操作可以利用通信信道在发送站和接收站之间交换信息。一个无线电通信系统是这样一种通信系统，其中用于在发送站和接收站之间交换信息的信道在电磁频谱的一部分上被形成。蜂窝通信系统是多用户无线电通信系统的一个例子。

被分配给无线电通信系统中的电磁频谱的部分一般受到带宽的限制。也就是说，只有被称为“带宽”的有限的频谱部分允许由特定的无线电通信系统使用。在该系统中所有可利用的无线电信道必须被限制在被分配的带宽内。无线电通信系统的能力有时受到分配给系统的带宽的限制。

因此，要求有效地利用分配给无线电通信系统的带宽，以便确保无线电通信系统的通信能力最大。用于更有效地利用分配给无线电通信系统的带宽的方式能够使得在被分配的带宽内限定更多的信道。

技术的发展有助于更有效地使用分配给无线电通信系统的带宽。采用先进的通信技术的无线电通信系统能够增加在被分配的带宽内限定的通信信道的数量，从而增加系统的有效的通信能力。

例如，在一些无线电通信系统中，采用了数字调制技术，用于增加通信系统的有效能力。当在无线电通信系统中利用数字调制技术时，用于在发送和接收站之间交换信息所需的频谱的数量被减少。当利用数字调制技术时，一个载波可被分成多个信道，使得一个载波可用来在多个发送和接收站之间传输信息。

在利用数字调制技术以及其它的调制技术的无线电通信系统中，信息在一个频率的载波上被调制，形成一个调制信号，其中心是或大约是限定所述无线电信道的载波频率。在其上信息被调制的载波必须具有足够好的频率稳定特性，以便保证调制信号不偏离限定所述信道的载波。否则，如果在其上信息被调制的载波信号不具有足够的频率稳定性，则由发送站发出的调制信号离开指定的信道，因而干扰其它信道进行的通信。

因此，进行了许多尝试，试图确保在其上信息被调制的载波具有可接受的频率稳定性。例如，锁相环(PLL)电路通常形成发送站的部分。锁相环(PLL)电路一般包括电压控制的振荡器，其具有频率和输入的基准信号相关的的输出振荡信号。和由VCO产生的输出振荡信号相关的信号和输入的基准频率进行比较。响应所述信号之间的相位差，一个电压被加于VCO，使得或者增加或者减少输出振荡信号的频率。

在PPL电路的反馈环中一般设置一个分频器。分频器利用一个整数值除输出振荡信号，从而形成分频信号。分频信号形成和输入基准信号比较的信号。在一些PLL电路中，分频器通过设置一个分级的量例如整数量可以只分割输出振荡信号。并且，当输出频率等于基准频率乘以分频器的分割系数时，PLL电路仅能够产生设置的分级频率的输出振荡信号。因此，输出振荡信号的分辨率受到限制。

为了改善分辨率，一些PLL电路通过包括∑Δ调制器利用小数的n合成。分频器用于除以输出振荡信号的分割系数由∑Δ调制器产生的信号确定。这种结构有时被称为∑Δ控制的PLL电路。使用∑Δ调制器调制器是有利的，因为允许PLL的较高的频率分辨率和较高的带宽。当构成∑Δ控制的PLL电路时，能够提供成本和空间的效率。此外，这种结构允许产生连续的相位调制的信号。并且，可以在用于实施这种结构的装置中提供调制的直接的数字控制以及信道选择。例如美国专利5055802披露了一种利用∑Δ调制器的频率合成器。

不过，尤其是当提供给∑Δ调制器的输入信号是恒定的频率值时，调制器易于进入所谓的“极限环”。然后，分割系数控制信号可以开始可能开始重复自身。当这种信号施加于PLL电路的分频器时，输出振荡信号可能具有不希望的音调。这种音调对于包括∑Δ调制器控制的PLL电路的发送站或接收站的操作具有不利影响。