频率合成器和频率合成方法技术

本发明专利技术提供一种频率合成器和频率合成方法。该频率合成器包括数控振荡器、Σ-Δ调制电路和控制器。数控振荡器被设置为产生振荡时钟。Σ-Δ调制电路被设置为产生Σ-Δ调制输入到所述DCO。控制器被设置为调整所述Σ-Δ调制电路的工作频率以响应于使用所述振荡时钟的发射器的发射功率电平。本发明专利技术可实现所需的Tx至Rx频带分离，而不提高功率消耗和/或增加硬件设计的复杂性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所公开的实施例涉及一种工作频率(operatingfrequency)调整方案，更具体地，涉及应用于电子设备(如全数字锁相环(all-digitalphase-lockedloop，ADPLL))中数控振荡器(digitally-controlledoscillator，DCO)的工作频率的调整方法。
技术介绍
锁相环(phase-lockedloop，PLL)被广泛用于无线通信领域，可以动态地降低接收信号和本地产生的载波之间的频率偏移。对于深亚微米射频(RF)工艺(process)，如28nm工艺，优选数字锁相环而非模拟锁相环。这是因为数字校准可以缓和该系统的模拟要求，并提供一些潜在的好处，例如更高的性能、更低的功耗和成本。因此，纯数字电路中实施的全数字锁相环(ADPLL)被广泛应用在深亚微米射频工艺中。ADPLL的发射器至接收器(Tx至Rx)的频带噪声规范对于确保移动通信系统的品质是至关重要的。当Tx功率为最大电平，而Rx信号功率的灵敏度不足时，可能会发生严格的场景(stringentscenario)。如下面的表1所示，一些Tx频带可能具有相对更小的Tx频带和Rx频带之间的频带分离(bandseparation)(以下称为“Tx至Rx频带分离”)。例如，频带2只具有80MHz频带分离。由于Tx至Rx频带分离不充足，如干扰和串扰问题可能就会出现在频带2中。频带Tx频带Tx至Rx频带分离(MHz)Rx频带11920–19801902110–217021850–1910801930–1990表1因此，有需要一种创新的ADPLL设计，其能够提供足够的Tx至Rx频带分离以达到更好的传输性能。
技术实现思路
根据本专利技术示范性实施例，提供一种频率合成器以及相关方法以解决上述问题。频率合成器被设置为调整Σ-Δ调制电路的工作频率的频率，以响应于发射功率电平。根据本专利技术第一方面，提供一种示范性频率合成器。该频率合成器包括数控振荡器、Σ-Δ调制电路和控制器。数控振荡器被设置为产生振荡时钟。Σ-Δ调制电路被设置为产生SDM输入到所述DCO。控制器被设置为调整所述SDM电路的工作频率以响应于使用所述振荡时钟的发射器的发射功率电平。根据本专利技术第二方面，提供一种示范性频率合成方法。该频率合成方法包含：基于Σ-Δ调制输入来产生振荡时钟，其中该Σ-Δ调制输入来自频率合成器的SDM电路；以及调整所述SDM电路的工作频率以响应于利用所述振荡时钟的发送器的发射功率电平。上述频率合成器和频率合成方法可实现所需的Tx至Rx频带分离，而不提高功率消耗和/或增加硬件设计的复杂性。【附图说明】图1为根据本专利技术实施例的频率合成器100的方框图。图2为应用到图1所示频率合成器100的SDM工作频率选择方案的示意图。图3为根据本专利技术实施例的频率合成方法的流程图。图4为根据本专利技术另一实施例的频率合成器500的方框图。图5为根据本专利技术另一实施例的频率合成器600的方框图。图6为根据本专利技术另一实施例的频率合成器700的方框图。图7为根据本专利技术另一实施例的频率合成器800的方框图。【具体实施方式】在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域中技术人员应可理解，电子装置制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接到第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。为了解决上述问题，一种方法是增加全数字锁相环的Σ-Δ调制(sigma-deltamodulation，以下简称SDM)工作频率，以保证足够的Tx至Rx频带分离。例如，SDM工作频率可以提高到超过极高的频率(例如1GHz)，这肯定满足了最严格的场景；然而，这会在正常情况下浪费不必要的功率。解决上述问题的另一种方法可以微调数控振荡器的物理分辨率，这就需要更复杂的设计，因而增加了其中的控制引脚的数量并提高了制造成本。基于以上观察，本专利技术提出了一种新颖的设计，其能够提供足够的Tx至Rx频带分离而无需消耗太多的功率和/或增加制造成本。本专利技术技术特征的进一步细节在下面进行描述。图1为根据本专利技术实施例的频率合成器100的方框图。在一个示例性实施方式中，频率合成器100可以在全数字锁相环(ADPLL)中实施。例如，频率合成器100可以是ADPLL的一部分。另外，频率合成器100可包含在发射器中，该发射器使用频率合成器100的时钟输出。举例来说，但不是限制，频率合成器100包括数控振荡器(DCO)20、Σ-Δ调制(以下简称SDM)电路30、控制器40、时间数字转换器(time-to-digitalconverter，TDC)50、相位误差产生模块60和环路滤波器70。DCO20被设置为产生射频(RF)时钟CLKRF，以及SDM电路30被设置为产生SDM输入N1到DCO20。TDC50被设置为将输入参考时钟CLKREF和反馈时钟CLKFB之间的时间差转换为成数字信号。反馈时钟CLKFB从RF时钟CLKRF而得。根据实际的设计考虑，反馈时钟CLKFB可以是射频时钟CLKRF或射频时钟CLKRF的分频结果。相位误差产生模块60被设置为接收数字信号并产生相位误差信号N2。环路滤波器70被设置为接收相位误差信号N2，并基于所述相位误差信号N2来控制DCO20的振荡频率。因为本领域技术人员了解上述元件的功能，详细特征为简洁起见在此省略。在本实施例中，控制器40被设置为调整工作频率FSDM，以响应于使用RF时钟CLKRF的发射器的发射功率电平PTX。如图1所示，由控制器40为SDM电路30直接调整工作频率FSDM。这仅仅是为了说明的目的，而不是限制本专利技术。在一个例子中，SDM电路30的工作频率可以从DCO20的振荡时钟获得，并且控制器40可被设置为改变一除数，该除数被用于调整SDM电路30的工作频率。这将在稍后与图4相关的段落中描述。请注意，可以根据装置(例如，移动电话)的使用情况、装置的操作环境、从基站分配给装置的指令、以及装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率合成器，其特征在于，包括：数控振荡器，被设置为产生振荡时钟；Σ‑Δ调制电路，被设置为产生Σ‑Δ调制输入到所述数控振荡器；以及控制器，被设置为调整所述Σ‑Δ调制电路的工作频率以响应于使用所述振荡时钟的发射器的发射功率电平。

【技术特征摘要】
2014.12.02 US 14/557,4621.一种频率合成器，其特征在于，包括：
数控振荡器，被设置为产生振荡时钟；
Σ-Δ调制电路，被设置为产生Σ-Δ调制输入到所述数控振荡器；以及
控制器，被设置为调整所述Σ-Δ调制电路的工作频率以响应于使用所述振
荡时钟的发射器的发射功率电平。
2.如权利要求1所述的频率合成器，其特征在于，所述频率合成器实现在
全数字锁相环中。
3.如权利要求1所述的频率合成器，其特征在于，所述控制器被设置为当
所述发射功率电平在第一功率电平范围内时，将所述Σ-Δ调制电路的工作频率
设定为第一工作频率，以及当所述发射功率电平在第二功率电平范围内时，将
所述Σ-Δ调制电路的工作频率设定为第二工作频率。
4.如权利要求3所述的频率合成器，其特征在于，当所述第一功率电平范
围的中心功率电平比所述第二功率电平范围的中心功率电平高时，所述第一工
作频率比所述第二工作频率高。
5.如权利要求3所述的频率合成器，其特征在于，所述第一功率电平范围
与所述第二功率电平范围不重叠。
6.如权利要求1所述的频率合成器，其特征在于，所述Σ-Δ调制电路的工
作频率和所述发射功率电平之间的关系被存储作为用于所述控制器的参考。
7.如权利要求1所述的频率合成器，其特征在于，所述控制器被设置为通
过一阶梯函数来调整所述Σ-Δ调制电路的工作频率以响应于所述发射功率电
平。
8.如权利要求1所述的频率合成器，其特征在于，所述Σ-Δ调制电路的工
作频率是从所述振荡时钟获得，并且所述控制器被设置为改变一除数，用于调

\t整所述Σ-Δ调制电路的工作频率。
9.如权利要求1所述的频率合成器，其特征在于，所述控制器被设置为比
较所述发射功率电平与一阈值以产生比较结果，并根据所述比较结果来设定所
述Σ-Δ调制电路的工作频率。
10.如权利要求9所述的频率合成器，其特征在于，当所述比较结果指示所
述发射功率电平大于所述阈值时，所述控制器将所述Σ-Δ调制电路的工作频率
设定为第一工作频率，以及当所述比较结果指示...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊明，陈启宏，沈士琦，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71