本发明专利技术公开了一种计数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构，包括N/N+1相位切换式双模预分频器、可编程计数器P和吞脉冲计数器S，N/N+1相位切换式双模预分频器输出的预分频信号Fpre同时作为可编程计数器P和吞脉冲计数器S的工作时钟，可编程计数器P输出的分频后信号Fout作为该多模可编程分频器结构的总输出，可编程计数器P输出的复位信号Reset同时作为可编程计数器P和吞脉冲计数器S的复位信号。与传统结构相比，本发明专利技术去除了独立的预分频模式控制信号MC和相位选择逻辑电路，直接消除其延时对切换窗口的影响，从而抑制预分频器输出毛刺，保证相位切换时正确分频。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路技术，尤其涉及相位切换式分频器的技术，具体为一种计数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构。
技术介绍
分频器位于锁相环的反馈回路中，其作用是将振荡器输出的高频信号以指定的分频倍数分频到较低的频率，用与参考时钟进行比较，其中吞脉冲式的可编程分频器是应用最为广泛的一种分频电路，它由双模预分频器、可编程计数器、吞脉冲计数器以及控制逻辑电路组成，而相位切换结构是双模预分频器的典型结构。在相位切换双模预分频器中，相位切换动作的时间窗口需要仔细选择，只有当切换动作发生前一刻原信号的电平与切换动作发生后一刻新信号的电平一致时，才能保证相位切换正确实现N+1分频，否则多路选择器的输出信号产生毛刺，从而导致分频错误。由于毛刺现象的出现取决于相位切换时刻，因此相位切换控制信号必须和正交信号密切配合，确保相位切换动作时机适宜。此外，随着无线通信技术的发展，各种通讯产品对于功耗、体积的要求也愈益苛刻，因此降低分频电路的功耗，提高分频电路最高可工作频率、减小分频电路中晶体管数目以节省面积具有重要意义。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服传统相位切换式多模可编程分频器技术中存在的不足，本专利技术提供一种计数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构，消除传统相位切换式多模可编程分频器结构中相位选择逻辑电路延时对相位切换窗口的干扰，并进一步减小传统相位切换式多模可编程分频器结构的功耗。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种计数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构，包括N/N+1相位切换式双模预分频器、可编程计数器P和吞脉冲计数器S，N/N+1相位切换式双模预分频器输出的预分频信号Fpre同时作为可编程计数器P和吞脉冲计数器S的工作时钟，可编程计数器P输出的分频后信号Fout作为该多模可编程分频器结构的总输出，可编程计数器P输出的复位信号Reset同时作为可编程计数器P和吞脉冲计数器S的复位信号；当复位信号Reset＝1时，可编程计数器P的输出保持不变，无相位切换动作发生，N/N+1相位切换式双模预分频器用于实现N分频；当复位信号Reset＝0时，可编程计数器P的输出中有效位平移一位，相位切换动作发生，N/N+1相位切换式双模预分频器用于实现N+1 分频。具体的，所述N/N+1相位切换式双模预分频器包括第一SCL二分频单元、第二SCL二分频单元、四到一多路选择器、SCL-TSPC双转单模块和TSPC二分频单元链；第一SCL二分频单元的第一输出端和第二输出端分别与第二SCL二分频单元第一输入端和第二输入端相连，第二SCL二分频单元的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别与四到一多路选择器的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端相连，四到一多路选择器的第一输出端和第二输出端分别与SCL-TSPC双转单模块的第一输入端和第二输入端相连，SCL-TSPC双转单模块的输出端与TSPC二分频单元链的输入端相连，TSPC二分频单元链的输出端输出预分频信号Fpre；第一SCL二分频单元的第一输入端和第二输入端互为差分形式，第二SCL二分频单元的第一输入端和第二输入端互为差分形式；第一SCL二分频单元的两个输入信号分别记为Fi和Fin，第二SCL二分频单元的四个输出信号分别记为I、Q、In和Qn，四到一多路选择器的两个输出信号分别记为Fm和Fmn；其中，I、Q、In和Qn为四路相位正交信号。具体的，所述吞脉冲计数器S的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别与四到一多路选择器的第一控制端、第二控制端、第三控制端和第四控制端相连，通过四到一多路选择器四个控制端分别控制四到一多路选择器四个输入端的选通；吞脉冲计数器S的四个输出信号分别记为S0、S1、S2和S3，通过控制有效位(高电平)在S0、S1、S2和S3中的移动来控制四到一多路选择器的四个控制信号，最终实现从四到一多路选择器的四个输入端中选择出两个与四到一多路选择器的两个输出端连通，以实现相位切换。本专利技术直接去除了传统相位切换式多模可编程分频器结构中的相位选择逻辑电路，所述可编程计数器P和吞脉冲计数器S均可采用数字IC设计流程进行设计，吞脉冲计数器S通过算法产生4bit的输出信号，直接实现相位切换；该设计排除了相位选择逻辑电路的延时对相位切换窗口的不利影响。优选的，所述可编程计数器P和吞脉冲计数器S均采用Verilog硬件描述语言编写RTL级代码实现，这为直接去除相位选择逻辑电路提供可行性基础。有益效果：在传统的相位切换式多模可编程分频器实现结构中，相位选择逻辑负责对相位切换的控制，其延时是影响切换窗口是否适宜的重要因素之一，该延时过大或者过小均会造成预分频器输出出现毛刺，从而导致相位切换时分频错误。本专利技术提供的计 数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构，相比于传统的相位切换式多模可编程分频器，具有如下优点：1、本专利技术去除了独立的预分频模式控制信号MC和相位选择逻辑电路，直接消除其延时对切换窗口的影响，从而抑制预分频器输出毛刺，保证相位切换时正确分频；2、在本专利技术中，由吞脉冲计数器S直接控制相位切换，其与可编程计数器P均采用数字IC设计流程，从而在精简电路结构的同时，节省了硬件资源并降低了功耗。附图说明图1为本专利技术的计数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构；图2为传统的相位切换式多模可编程分频器结构；图3为本专利技术中所述可编程计数器P的算法流程图；图4为本专利技术中所述吞脉冲计数器S的算法流程图；图5为本专利技术中分频模量控制字为8’b0100011，采用250MHz工作时钟时，可编程计数器和吞脉冲计数器的数模混合仿真波形；图6为本专利技术中输入频率为2.5GHz，无相位切换动作时，双模预分频器的瞬态仿真波形；图7为本专利技术中输入频率为2.5GHz，有相位切换动作时，整体多模可编程分频器的瞬态仿真波形状。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示为一种计数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构，包括N/N+1相位切换式双模预分频器10、可编程计数器P20和吞脉冲计数器S30，N/N+1相位切换式双模预分频器10输出的预分频信号Fpre同时作为可编程计数器P20和吞脉冲计数器S30的工作时钟，可编程计数器P20输出的分频后信号Fout作为该多模可编程分频器结构的总输出，可编程计数器P20输出的复位信号Reset同时作为可编程计数器P20和吞脉冲计数器S30的复位信号；当复位信号Reset＝1时，可编程计数器P20的输出保持不变，无相位切换动作发生，N/N+1相位切换式双模预分频器10用于实现N分频；当复位信号Reset＝0时，可编程计数器P30的输出中有效位平移一位，相位切换动作发生，N/N+1相位切换式双模预分频器10用于实现N+1分频。如图1所示，所述N/N+1相位切换式双模预分频器10主要由多级二分频单元异步级联而成，多级二分频单元输出四路相位正交信号I、Q、In和Qn，经四到一多路选择器13选择后再次二分频得到预分频信号Fpre。注意到，第一级的二分频单元工作在最高 频率，第二级和第三级的二分频单元的工作频率依次减半；为降低功耗，设计第三级及其后面的二分频单元采用采用功耗相对较低的TSP本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种计数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构，其特征在于：包括N/N+1相位切换式双模预分频器(10)、可编程计数器P(20)和吞脉冲计数器S(30)，N/N+1相位切换式双模预分频器(10)输出的预分频信号Fpre同时作为可编程计数器P(20)和吞脉冲计数器S(30)的工作时钟，可编程计数器P(20)输出的分频后信号Fout作为该多模可编程分频器结构的总输出，可编程计数器P(20)输出的复位信号Reset同时作为可编程计数器P(20)和吞脉冲计数器S(30)的复位信号；当复位信号Reset＝1时，可编程计数器P(20)的输出保持不变，无相位切换动作发生，N/N+1相位切换式双模预分频器(10)用于实现N分频；当复位信号Reset＝0时，可编程计数器P(30)的输出中有效位平移一位，相位切换动作发生，N/N+1相位切换式双模预分频器(10)用于实现N+1分频。
【技术特征摘要】
1.一种计数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构，其特征在于：包括N/N+1相位切换式双模预分频器(10)、可编程计数器P(20)和吞脉冲计数器S(30)，N/N+1相位切换式双模预分频器(10)输出的预分频信号Fpre同时作为可编程计数器P(20)和吞脉冲计数器S(30)的工作时钟，可编程计数器P(20)输出的分频后信号Fout作为该多模可编程分频器结构的总输出，可编程计数器P(20)输出的复位信号Reset同时作为可编程计数器P(20)和吞脉冲计数器S(30)的复位信号；当复位信号Reset＝1时，可编程计数器P(20)的输出保持不变，无相位切换动作发生，N/N+1相位切换式双模预分频器(10)用于实现N分频；当复位信号Reset＝0时，可编程计数器P(30)的输出中有效位平移一位，相位切换动作发生，N/N+1相位切换式双模预分频器(10)用于实现N+1分频。2.根据权利要求1所述的计数器直接控制相位切换的多模可编程分频器结构，其特征在于：所述N/N+1相位切换式双模预分频器(10)包括第一SCL二分频单元(11)、第二SCL二分频单元(12)、四到一多路选择器(13)、SCL-TSPC双转单模块(14)和TSPC二分频单元链(15)；第一SCL二分频单元(11)的第一输出端和第二输出端分别与第二SCL二分频单元(12)第一输入端和第二输入端相连，第二SCL二分频单元(12)的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别与四到一多路选择器(13)的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端相连，四到一多路选择器(13)的第一输出端和第二输出端分别与SCL-TSPC双转单模块(14)的第一输入端和第二输入端相连，SCL-TSPC双转单模块(14)的输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：李红，程康，吴建辉，陈超，黄成，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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