一种分数型分频比锁相环制造技术

本发明专利技术公开了一种分数型分频比锁相环，包括：压控振荡器，提供多个不同相位的振荡时钟信号；分数分频器，包括：多模数分频器，连接压控振荡器以接收第一振荡时钟信号并提供第一分频时钟信号；相位旋转器，基于多个振荡时钟信号对第一分频时钟信号采样得到多个采样信号；以及相位插值器，接收相位相邻的两个采样信号作为第一门限信号和第二门限信号，在第一门限信号和第二门限信号之间进行线性插值得到第二分频时钟信号，相位插值器的工作频率低于压控振荡器的工作频率。本申请基于相位旋转器、相位插值器对多模分频器提供的第一分频时钟信号分频，可以得到更高分辨率更高线性度的分数分频器，降低了环路的量化噪声。降低了环路的量化噪声。降低了环路的量化噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种分数型分频比锁相环


[0001]本专利技术涉及集成电路
，更具体地，涉及一种超精细地分数型分频比锁相环技术。

技术介绍

[0002]FPGA(Field Programmable Gate Array，可编辑逻辑门阵列)在ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)领域中属于半定制集成电路，由于FPGA布线资源丰富、可重复编程并且集成度高，在数字电路领域得到了广泛的应用。然而，FPGA中的数字信号和时钟信号的频谱成份包含有高次谐波，信号本身及其多次谐波在电子系统内部和系统之间会产生电磁干扰(EMI)。目前，常通过在FPGA内部设计扩频时钟产生电路，在一定频率范围内对时钟信号进行频率调制进而使得时钟信号的频率产生抖动，降低电磁干扰(EMI)。
[0003]扩频时钟产生电路大部分基于PLL(Phase-lockedLoop，锁相环)实现。在扩频时钟产生电路或者锁相环中常采用三角积分调制器进行频率调制，而采用三角积分调制器调制得到的波形与模拟信号相似但存在失真，这种失真在电路中称为量化噪声。为了减少三角积分调制器带来的量化噪声，常采用增加参考时钟频率、数模转换器补偿、有限脉冲响应滤波、分数分频器等技术抑制量化噪声。对于分数分频器技术来说，如果分频器精度不高，抑制量化噪声的效果并不好。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术采用相位旋转器和相位插值器相结合的方式提出了一种超精细分数分频比型锁相环技术，使得量化噪声非常小并可能完全淹没在环路白噪声之中。量化噪声的显著下降带来的好处是多方面的，使得增加锁相环的带宽成为可能，提高整个环路的性能，甚至在分数分频锁相环中去掉三角积分调制器。
[0005]根据本专利技术实施例提供了一种分数型分频比锁相环，包括：压控振荡器，提供多个不同相位的振荡时钟信号；以及分数分频器，所述分数分频器包括：多模数分频器，连接所述压控振荡器以接收第一振荡时钟信号并提供第一分频时钟信号；相位旋转器，分别连接所述压控振荡器和所述多模分频器，基于所述多个振荡时钟信号对所述第一分频时钟信号采样并得到多个采样信号；以及相位插值器，接收相位相邻的两个采样信号并作为第一门限信号和第二门限信号，以根据控制字在所述第一门限信号和所述第二门限信号之间进行线性插值以得到第二分频时钟信号，其中所述相位插值器的工作频率低于所述压控振荡器的工作频率。
[0006]可选地，所述相位旋转器包括：采样单元，包括多个触发器，每个触发器基于一个振荡时钟信号对所述第一分频信号采样得到对应的采样信号；以及多工器，连接所述采样单元接收所述多个采样信号，并输出相邻相位的两个采样信号作为第一门限信号和第二门限信号。
[0007]可选地，所述采样单元包括：第一级触发器，输入端连接所述多模分频器并接收所述第一分频时钟信号，时钟端连接所述压控振荡器并接收第一振荡时钟信号，输出端提供第一中间信号；第二级触发器，第二级触发器的输入端接收所述第一中间信号，一个第二级触发器的时钟端接收第五振荡时钟信号且对应的输出端输出第二中间信号，一个第二级触发器的时钟端接收所述第一振荡时钟信号且对应的输出端输出第三中间信号；以及两组第三级触发器，第一组第三级触发器的输入端接收所述第二中间信号，第一组第三级触发器的时钟端分别接收第一至第五振荡时钟信号，第一组第三级触发器的输出端对应的分别输出第一至第五采样信号，第二组第三级触发器的输入端接收所述第三中间信号，第二组第三级触发器的时钟端分别接收第六至第八振荡时钟信号以及第一振荡时钟信号，第二组第三级触发器的输出端对应的分别输出第六至第九采样信号，其中，所述第九采样信号为所述第一采样信号延时一个所述压控振荡器的工作周期。
[0008]可选地，所述第五振荡时钟信号与所述第一振荡时钟信号的相位相差180
°
。
[0009]可选地，每组相邻相位的两个振荡时钟信号的相位差相同。
[0010]可选地，所述相位插值器包括：解码器，对所述控制字解码得到温度计码；以及插值单元，包括第一差分对和所述第二差分对，所述第一差分对基于所述第一门限信号、所述第二门限信号、以及所述温度计码的控制分配电流源以得到第二分频时钟信号；第二差分对基于所述第一门限互补信号、第二门限互补信号、以及所述温度计码的控制分配电流源以得到第二分频时钟互补信号。
[0011]可选地，所述第一门限信号和所述第一门限互补信号的相位相差180
°
，第二门限信号和所述第二门限互补信号的相位相差180
°
。
[0012]可选地，所述第一差分对包括第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管，第一开关管的第一通路端连接并经由电流源接地，电流源提供多路电流，第一开关管的控制端连接并接收所述相位旋转器输出的第一门限信号；第二开关管的控制端连接并接收所述相位旋转器输出的第二门限信号，第二开关管的第一通路端连接所述第一开关管的第一通路端；第三开关管的第一通路端连接第一开关管的第二通路端，第三开关管的控制端连接并接收温度计码互补控制字；以及第四开关管的第一通路端连接第二开关管的第二通路端，第四开关管的控制端连接并接收温度计码控制字，第三开关管的第二通路端与第四开关管的第二通路端连接并作为第一差分对的输出端。
[0013]可选地，所述第二差分对包括第五开关管、第六开关管、第七开关管以及第八开关管，第五开关管的第一通路端连接并经由电流源接地，电流源提供多路电流，第五开关管的控制端连接并接收所述第一门限互补信号；第六开关管的控制端连接并接收所述第二门限互补信号，第六开关管的第一通路端连接所述第五开关管的第一通路端；第七开关管的第一通路端连接第五开关管的第二通路端，第七开关管的控制端连接并接收温度计码互补控制字；以及第八开关管的第一通路端连接第六开关管的第二通路端，第八开关管的控制端连接并接收温度计码控制字，第七开关管的第二通路端与第八开关管的第二通路端连接并作为第二差分对的输出端。
[0014]可选地，所述第一差分对和/或所述第二差分对的输出端连接有至少一个电流镜。
[0015]可选地，所述解码器将所述控制字的前N位码解码为温度计码并作为行地址，将所述控制字的后N位码解码为温度计码并作为行地址，所述控制字的位数为2*N，N为正整数。
[0016]可选地，还包括：鉴频鉴相器，接收参考时钟信号，以及连接所述分数分频器以接收所述第二分频时钟信号，比较所述参考时钟信号和所述第二分频时钟信号之间的频率以及相位的关系并得到指示脉冲；耦合的电荷泵和环路滤波器，多所述指示脉冲滤波并得到控制电压。
[0017]可选地，所述压控振荡器连接所述环路滤波器，根据所述控制电压得到所述多个振荡时钟信号。
[0018]可选地，还包括：数字处理电路，连接所述分数分频器，基于所述分数分频器的相位提供所述控制字。
[0019]可选地，所述数字处理电路包括三角积分调制器、相位累加器和波形生成器。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分数型分频比锁相环，其特征在于，包括：压控振荡器，提供多个不同相位的振荡时钟信号；以及分数分频器，所述分数分频器包括：多模数分频器，连接所述压控振荡器以接收第一振荡时钟信号并提供第一分频时钟信号；相位旋转器，分别连接所述压控振荡器和所述多模分频器，基于所述多个振荡时钟信号对所述第一分频时钟信号采样并得到多个采样信号；以及相位插值器，接收相位相邻的两个采样信号并作为第一门限信号和第二门限信号，以根据控制字在所述第一门限信号和所述第二门限信号之间进行线性插值以得到第二分频时钟信号，其中所述相位插值器的工作频率低于所述压控振荡器的工作频率。2.根据权利要求1所述的分数型分频比锁相环，其特征在于，所述相位旋转器包括：采样单元，包括多个触发器，每个触发器基于一个振荡时钟信号对所述第一分频信号采样得到对应的采样信号；以及多工器，连接所述采样单元接收所述多个采样信号，并输出相邻相位的两个采样信号作为第一门限信号和第二门限信号。3.根据权利要求2所述的分数型分频比锁相环，其特征在于，所述采样单元包括：第一级触发器，输入端连接所述多模分频器并接收所述第一分频时钟信号，时钟端连接所述压控振荡器并接收第一振荡时钟信号，输出端提供第一中间信号；第二级触发器，第二级触发器的输入端接收所述第一中间信号，一个第二级触发器的时钟端接收第五振荡时钟信号且对应的输出端输出第二中间信号，一个第二级触发器的时钟端接收所述第一振荡时钟信号且对应的输出端输出第三中间信号；以及两组第三级触发器，第一组第三级触发器的输入端接收所述第二中间信号，第一组第三级触发器的时钟端分别接收第一至第五振荡时钟信号，第一组第三级触发器的输出端对应的分别输出第一至第五采样信号，第二组第三级触发器的输入端接收所述第三中间信号，第二组第三级触发器的时钟端分别接收第六至第八振荡时钟信号以及第一振荡时钟信号，第二组第三级触发器的输出端对应的分别输出第六至第九采样信号，其中，所述第九采样信号为所述第一采样信号延时一个所述压控振荡器的工作周期。4.根据权利要求3所述的分数型分频比锁相环，其特征在于，所述第五振荡时钟信号与所述第一振荡时钟信号的相位相差180
°
。5.根据权利要求3所述的分数型分频比锁相环，其特征在于，每组相邻相位的两个振荡时钟信号的相位差相同。6.根据权利要求1所述的分数型分频比锁相环，其特征在于，所述相位插值器包括：解码器，对所述控制字解码得到温度计码；以及插值单元，包括第一差分对和所述第二差分对，所述第一差分对基于所述第一门限信号、所述第二门限信号、以及所述温度计码的控制分配电流源以得到第二分频时钟信号；第二差分对基于所述第一门限互补信号、第二门限互补信号、以及所述温度计码的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗可欣，周江，
申请(专利权)人：上海安路信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：