[发明专利]使用全数字频率检测器和模拟相位检测器的频率合成器

摘要

一种适于集成在低压数字CMOS工艺中的频率合成器，它使用一个双环路结构来控制VCO，所述结构包括一个模拟环路和一个数字环路。该数字环路包括一个控制VCO中心频率的全数字频率检测器。该模拟环路包括一个模拟相位检测器和电荷泵，它们将相位相干性添加到该频率受控的环路中，由此消除了任何静态频率误差。事实上，模拟环路降低了数字逻辑和VCO的噪声，且该数字控制提供频率保持和很低的带宽。此外还使得数字环路带宽远远小于模拟环路带宽，且最好是小200倍。这个总的参量差在设计VCO的过程中被使用，以便允许两个独立的控制输入端，其中一个是来自于模拟环路，而另一个则来自于数字环路，并且这两个输入端是彼此相互独立地进行操作的。

主权项

1.一种频率合成器，包括：一个输入节点，用于接收一个参考频率信号；一个具有第一输入端和第二输入端的可变振荡器，它产生一个振荡器输出信号，所述振荡器输出信号的频率依赖于所述第一和第二控制输入；一个模拟电压相位检测器，它具有响应于所述参考频率信号的第一相位检测输入端和响应于来自所述可变振荡器的所述振荡器输出信号的第二相位检测输入端，所述模拟电压相位检测器可用于产生一个指示所述参考频率信号与所述振荡器输出信号之间的相位差的第一控制信号，所述第一控制信号耦合到所述可变振荡器的第一控制输入端，其中模拟环路是由沿着所述第一控制信号从所述模拟电压相位检测器到所述可变振荡器的、以及沿着所述振荡器输出信号从所述可变振荡器回到所述模拟电压相位检测器的信号通路来定义的；一个数字频差检测器，它具有响应于所述参考频率信号的第一频率检测输入端以及响应于所述振荡器输出信号的第二频率检测输入，所述数字频差检测器可用于产生一个第二控制信号，该第二控制信号指示所述参考频率信号与所述振荡器输出信号之间的频差，所述第二控制信号耦合到所述可变振荡器的所述第二控制输入端，其中数字环路是由沿着第二控制信号从所述数字频差检测器到所述可变振荡器的、以及沿着所述振荡器输出信号从所述可变振荡器回到所述数字频率检测器的信号通路来定义的；其中所述模拟环路的带宽大于所述数字环路的带宽。