带数字校准的可变分频比的LO小数分频器及数字校准方法技术

本发明专利技术提供一种带数字校准的可变分频比的LO小数分频器及数字校准方法，包括：多相位信号生成器，适于将输入信号转换为多路相位均分信号并输出；/N降采样器，与多相位信号生成器电连接，适于将多相位信号生成器输出的多路相位均分信号进行降采样，并输出多路不同初始相位的N次降采样信号；脉冲组合器，与/N降采样器电连接，适于将多路不同初始相位的N次降采样信号中的脉冲串进行组合；数字校准装置，连接于/N降采样器与脉冲组合器之间，适于检测/N降采样器输出的多路N次降采样信号的相位差，并对其进行修正。通过设置数字校准装置，使得所述LO小数分频器在相对高频条件下依然能够正常工作，可以提供不同小数分频比的高品质LO信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信集成电路
，特别涉及一种带数字校准的可变分频比的LO小数分频器及数字校准方法。
技术介绍
现代社会中人与人交流的重要手段之一便是无线通信，其依托的物理实在正是射频集成电路芯片。而对于射频集成电路芯片而言，保证其高性能的其中一项关键就是本振(LO)信号的纯净。现在，越来越多射频系统模块通过SoC设计被集成到了一块芯片上，这也就给LO信号的设计提出了很大的挑战。LO信号既需要提供大频段以保证覆盖各种通信协议所要求的频率范围，又要有相当的抗干扰能力。一种实用可靠的解决办法就是频段的搬移和复用，其具体的实现方式就是在电路中加入可变分频比的LO分频器。本专利技术主要研究的就是这一部分系统。通过改变分频比，压控振荡器(VCO)的频段得到了复用，由此只需要一个较小的VCO范围就可以满足实际需要覆盖的频段，而无需在电路中加入多个VCO或分频器；通过对VCO产生的LO信号进行一个小数的偏置，LO信号不会受到同一块芯片上功率放大器输出大信号及其谐波的影响，由此防止了因电路集成所带来的可预测的内部信号干扰；更进一步讨论的话，若能在实际应用中根据干扰源对分频比和VCO输出频率进行动态调整，LO信号就能免受不可预期的干扰源。正是可变分频比的LO小数分频器带来了这种可能性。传统的LO小数分频器多采用模拟混频或相位切换实现。前者通过将两个不同整数分频倍数的信号进行混频，以频率叠加的方式，组合出一个小数的分频倍数。这种方法主要的缺点在于混频器自身有限的镜像干扰抑制能力，因此需要外加额外的大面积电感来进行滤波。后者通过选取多相位信号(一般为四相位)的不同边沿周期性地组合起来，以实现小数分频的功能。由于实际电路中多相位信号间的失配会在频谱的小数谐波处产生杂散，因此需要通过数字校准加以改善。同时由于其相位选择控制信号是根据输出来做出改变的，相位切换存在一个苛刻的时序要求。这就限制了它在相对高频方面的应用。所以要在相对高频下，产生不同分频比的高性能LO信号，需要比较新型的LO小数分频器。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出了一种带数字校准的可变分频比的LO小数分频器及数字校准方法，用于解决现有技术中的LO小数分频器由于自身有限的镜像干扰抑制能力而导致的需要外加额外的大面积电感来进行滤波的问题，以及由于实际电路中多相位信号间的失配会在频谱的小数谐波处产生杂散，需要通过数字校准加以改善，而相位切换存在一个苛刻的时序要求，从而限制了其在相对高频方面的应用的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种带数字校准的可变分频比的LO小数分频器，所述带数字校准的可变分频比的LO小数分频器包括：多相位信号生成器，适于将输入信号转换为多路相位均分信号并输出；/N降采样器，与所述多相位信号生成器电连接，适于将所述多相位信号生成器输出的所述多路相位均分信号进行降采样，并输出多路不同初始相位的N次降采样信号；脉冲组合器，与所述/N降采样器电连接，适于将所述多路不同初始相位的N次降采样信号中的脉冲串进行组合；数字校准装置，连接于所述/N降采样器与所述脉冲组合器之间，适于检测所述/N降采样器输出的多路N次降采样信号的相位差，并对其进行修正。作为本专利技术的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器的一种优选方案，所述多相位信号生成器包括除二电路，适于对所述输入信号进行频率除二的预处理，以产生四相位信号。作为本专利技术的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器的一种优选方案，所述/N降采样器包括：降采样器，适于调整降采样次数；相位对齐器，适于为各路所述相位均分信号选取不同的初始相位，以保证所述多路相位均分信号按相应的相位差进行降采样。作为本专利技术的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器的一种优选方案，所述脉冲组合器包括类或门的电路结构。作为本专利技术的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器的一种优选方案，所述数字校准装置包括：第一数控延时单元、信号复制模块、时间数字转换器及校准逻辑模块；所述第一数控延时单元连接于所述/N降采样器与所述脉冲组合器之间，适于对所述/N降采样器输出的多路N次降采样信号的上升沿或下降沿延时进行调整；所述信号复制模块适于复制所述/N降采样器输出的多路N次降采样信号作为待测信号；所述时间数字转换器与所述信号复制模块及所述脉冲组合器的输出端电连接，适于测量所述信号复制模块及所述脉冲组合器输出的信号之间的上升沿或下降沿的相位差；所述校准逻辑模块适于对所述数控延时单元及所述信号复制模块的延时进行调节。作为本专利技术的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器的一种优选方案，所述时间数字转换器的精度达到fs级。作为本专利技术的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器的一种优选方案，所述校准逻辑模块包括：信号复制控制单元、控制字更新单元及流程控制单元；所述信号复制控制单元连接于所述时间数字转换器与所述流程控制单元之间，适于根据所述时间数字转换器的检测结果，对所述信号复制模块的延时进行调节，并在完成后输出完成信号给所述流程控制单元；所述控制字更新控制单元连接于所述时间数字转换器与所述第一数控延时单元之间，适于根据所述时间数字转换器的检测结果计算控制字，并对所述第一数控延时单元的延时进行调节，并在完成后输出完成信号给流程控制单元；所述流程控制单元与所述信号复制控制单元及所述控制字更新单元电相连，适于控制所述信号复制控制单元及所述控制字更新单元的工作状态。作为本专利技术的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器的一种优选方案，所述信号复制模块包括：第一多路选择器、第二数控延时单元、可调延时单元及第二多路选择器；所述第一多路选择器的输入端与所述/N降采样器的输出端电连接，适于复制所述/N降采样器输出的多路N次降采样信号作为待测信号，并每次选择一路所述N次降采样信号作为输出信号；所述第二数控延时单元及所述可调延时单元依次电连接于所述第一多路选择器及所述第二多路选择器之间，且所述第二数控延时单元的输入端与所述第一选择器的输出端电连接；所述第二数控延时单元及所述可调延时单元适于对所述第一多路选择器输出信号的上升沿或下降沿延时进行调整；所述第二多路选择器的输出端与所述时间转换器的输入端电连接。本专利技术还提供一种上述方案中所述的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器的数字校准方法，所述数字校准方法包括以下步骤：1)将所述第一数控延时单元及所述第二数控延时单元进行初始化；2)估算所述第一数控延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带数字校准的可变分频比的LO小数分频器，其特征在于，包括：多相位信号生成器，适于将输入信号转换为多路相位均分信号并输出；/N降采样器，与所述多相位信号生成器电连接，适于将所述多相位信号生成器输出的所述多路相位均分信号进行降采样，并输出多路不同初始相位的N次降采样信号；脉冲组合器，与所述/N降采样器电连接，适于将所述多路不同初始相位的N次降采样信号中的脉冲串进行组合；数字校准装置，连接于所述/N降采样器与所述脉冲组合器之间，适于检测所述/N降采样器输出的多路N次降采样信号的相位差，并对其进行修正。

【技术特征摘要】
1.一种带数字校准的可变分频比的LO小数分频器，其特征在于，包括：
多相位信号生成器，适于将输入信号转换为多路相位均分信号并输出；
/N降采样器，与所述多相位信号生成器电连接，适于将所述多相位信号生成器输出
的所述多路相位均分信号进行降采样，并输出多路不同初始相位的N次降采样信号；
脉冲组合器，与所述/N降采样器电连接，适于将所述多路不同初始相位的N次降采
样信号中的脉冲串进行组合；
数字校准装置，连接于所述/N降采样器与所述脉冲组合器之间，适于检测所述/N降
采样器输出的多路N次降采样信号的相位差，并对其进行修正。
2.根据权利要求1所述的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器，其特征在于：所述多
相位信号生成器包括除二电路，适于对所述输入信号进行频率除二的预处理，以产生四相
位信号。
3.根据权利要求1所述的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器，其特征在于：所述/N
降采样器包括：
降采样器，适于调整降采样次数；
相位对齐器，适于为各路所述相位均分信号选取不同的初始相位，以保证所述多路
相位均分信号按相应的相位差进行降采样。
4.根据权利要求1所述的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器，其特征在于：所述脉
冲组合器包括类或门的电路结构。
5.根据权利要求1所述的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器，其特征在于：所述数
字校准装置包括：第一数控延时单元、信号复制模块、时间数字转换器及校准逻辑模块；
所述第一数控延时单元连接于所述/N降采样器与所述脉冲组合器之间，适于对所述
/N降采样器输出的多路N次降采样信号的上升沿或下降沿延时进行调整；
所述信号复制模块适于复制所述/N降采样器输出的多路N次降采样信号作为待测信
号；
所述时间数字转换器与所述信号复制模块及所述脉冲组合器的输出端电连接，适于
测量所述信号复制模块及所述脉冲组合器输出的信号之间的上升沿或下降沿的相位差；
所述校准逻辑模块适于对所述数控延时单元及所述信号复制模块的延时进行调节。
6.根据权利要求5所述的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器，其特征在于：所述时
间数字转换器的精度达到fs级。
7.根据权利要求5所述的带数字校准的可变分频比的LO小数分频器，其特征在于：所述校
准逻辑模块包括：信号复制控制单元、控制字更新单元及流程控制单元；
所述信号复制控制单元连接于所述时间数字转换器与所述流程控制单元之间，适于
根据所述时间数字转换器的检测结果，对所述信号复制模块的延时进行调节，并在完成后
输出完成信号给所述流程控制单元；
所述控制字更新控制单元连接于所述时间数字转换器与所述数控延时单元之间，适
于根据所述时间数字转换器的检测结果计算控制字，并对所述数控延时单元的延时进行调
节，并在完成后输出完成信号给流程控制单元；
所述流程控制单元与所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘步堃，刘力僮，金晶，周健军，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31