[发明专利]一种宽带全集成锁相环频率综合器有效
申请号: | 201410428339.1 | 申请日: | 2014-08-27 |
公开(公告)号: | CN104202048B | 公开(公告)日: | 2017-05-17 |
发明(设计)人: | 张吉利;黄森;王子谦;王陈銮;朱光;刁盛锡;林福江 | 申请(专利权)人: | 中国科学技术大学 |
主分类号: | H03L7/18 | 分类号: | H03L7/18 |
代理公司: | 北京科迪生专利代理有限责任公司11251 | 代理人: | 顾炜,贾玉忠 |
地址: | 230026 安*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | 本发明提供一种宽带全集成锁相环频率综合器,所述的宽带全集成锁相环频率综合器包括鉴频鉴相器、数控电荷泵、环路滤波器、宽带频率压控振荡器、多模分频器、波形整形电路、可编程分频器以及外部接口SPI模块。本发明的宽带全集成锁相环频率综合器中的宽带频率压控振荡器使用数控电流饥饿型环形振荡器实现,既能实现宽带的频率输出,也能减小锁相环输出信号受电源抖动的影响;宽带全集成锁相环频率综合器中采用双电荷泵结构,减小环路滤波器积分电容所占用的芯片面积,使环路滤波器容易片上集成,数控电荷泵结构保证在不同输出频率下锁相环的环路参数基本不变,维持锁相环性能基本不变。 | ||
搜索关键词: | 一种 宽带 集成 锁相环 频率 综合 | ||
【主权项】:
一种宽带全集成锁相环频率综合器,其特征在于:包括鉴频鉴相器(1)、第一数控电荷泵(2)、第二数控电荷泵(3)、环路滤波器(4)、宽带频率压控振荡器(5)、波形整形电路(6)、多模分频器(7)、可编程分频器(8)和外部接口SPI模块(9),其中:鉴频鉴相器(1),用于比较晶体振荡器输入的信号Fref和从多模分频器(7)反馈回来的信号Fdiv的频率差和相位差,并输出电压脉冲信号;第一数控电荷泵(2)、第二数控电荷泵(3),连接所述的鉴频鉴相器(1)和外部接口SPI模块(9);第一数控电荷泵(2)输出连接环路滤波器(4)的串联电阻RZ(12)和并联电容CP(11)的连接节点A,第二数控电荷泵(3)输出连接环路滤波器(4)的串联电阻RZ(12)和积分电容CZ(10)连接节点B;第一数控电荷泵(2)和第二数控电荷泵(3)根据鉴频鉴相器(1)输出的电压脉冲输出相位相反的电流脉冲;当第一数控电荷泵(2)向环路滤波器(4)的串联电阻RZ(12)和并联电容CP(11)的连接节点A充电流时,第二数控电荷泵(3)从环路滤波器(4)的串联电阻RZ(12)和积分电容CZ(10)的连接节点B抽电流,而当第一数控电荷泵(2)从环路滤波器(4)的串联电阻RZ(12)和并联电容CP(11)的连接节点A抽电流时,第二数控电荷泵(3)向环路滤波器(4)的串联电阻RZ(12)和积分电容CZ(10)的连接节点B充电流;第一数控电荷泵(2)和第二数控电荷泵(3)的数控位端连接外部接口SPI模块(9)的输出端,第一数控电荷泵(2)和第二数控电荷泵(3)输出电流大小的比值不变;环路滤波器(4),将第一数控电荷泵(2)和第二数控电荷泵(3)的电流脉冲转换为电压信号,并滤除电压信号中的高频成分,控制宽带频率压控振荡器(5)的振荡频率;宽带频率压控振荡器(5)包括电压到电流的线性转换电路(25)和数控电流饥饿型环形振荡器(26);所述电压到电流的线性转换电路(25)将输入端的控制电压线性地转化为电流,线性转化后的电流送到数控电流饥饿型环形振荡器(26);所述数控电流饥饿型环形振荡器(26)复制线性转化后的电流,控制数控电流饥饿型环形振荡器(26)的放电电流,调谐数控电流饥饿型环形振荡器(26)输出时钟信号的频率,数控电流饥饿型环形振荡器(26)输出时钟信号送至波形整形电路(6);波形整形电路(6),连接宽带频率压控振荡器(5)、多模分频器(7)和可编程分频器(8),将宽带频率压控振荡器(5)输出的信号整形成占空比50%的方波信号,经可编程分频器(8)和多模分频器(7)输出;多模分频器(7),分频比控制字输入端连接外部接口SPI模块(9),另一输入端和可编程分频器(8)的输入端连接到波形整形电路(6)的输出端,多模分频器(7)的输出端连接鉴频鉴相器(1)的一个输入端;改变多模分频器(7)分频比控制字,调整其在锁相环环路中的分频数,改变宽带频率压控振荡器(5)的输出频率;可编程分频器(8),输入端连接波形整形电路(6)的输出端,通过控制控制字D0‑D1提供不分频、二分频、四分频、八分频四种操作,从而提供更宽的频率输出范围,同时驱动外部负载;外部接口SPI模块(9),输入连接外部输入的分频比控制字,一个输出端连接多模分频器(7),控制多模分频器(7)的分频比控制字,另一个输出端连接第一数控电荷泵(2)和第二数控电荷泵(3)的数控位端,并根据外部输入的分频比控制字改变多模分频器(7)的分频比控制字,输出控制字S0‑S3改变第一数控电荷泵(2)、第二数控电荷泵(3)输出电流大小。
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