具有预分频器的频率合成器制造技术

公开了一种频率合成器和一种频率合成方法。该频率合成器包括用于产生具有合成频率的输出信号的电压控制振荡器，和连接到ＶＣＯ的用于接收输出信号和提供反馈信号的预分频器。该预分频器有计划地在整数分频值和分数分频值之间选择以对输出信号的合成频率分频。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及频率合成器。更具体地，公开了一种具有预分频器(prescaler)的频率合成器。
技术介绍
频率合成器广泛用于通信系统中以产生具有所希望的工作频率的信号。图1是频率合成器实施例的框图。具有稳定频率的输入信号被发送到可编程参考分频器105以产生参考频率fref。参考频率被发送到相位频率检波器(PFD)115。合成器的输出由在所希望的频率下振荡的电压控制振荡器(VCO)140产生。VCO的输出fout由锁相回路控制，其中双模数预分频器130根据VCO的输出来提供反馈信号fb。PFD115比较fb和fref，并根据该差值调节其输出。PFD的输出被发送到电荷泵120用于产生控制电压。控制电压被环路滤波器125滤波，并接着被发送到VCO140用于产生所希望的输出fout。fout的频率可通过改变fref的频率或fb的频率而改变。因此，频率合成器能产生系统所需的不同信道频率。双模数预分频器130包括P和S计数器135和分频器145。分频器的模数是从两个整数常数中选择的，通常表示为N和N+1。用选定模数分频VCO的输出fout以产生时钟信号。S和P计数器135分别用该时钟计数到固定值S′和固定值P′。计数器控制N和N+1的选择，决定fb的频率，并且间接地决定fout的频率。一般地，P′限定输出的频带，S′限定频带中的信道。有时降低最小S′是有用的，因此合成器能产生更多信道，其间的信道间隔更窄。然而，有时在产生的信道的数目和最低输出频率之间存在折衷。随着信道数目的增加，最低输出频率也增加。所得到的最低输出频率可能会不满足系统的需要。由于较低的参考频率会对合成器的性能产生不利影响，因此不能简单地通过降低参考频率解决这一问题。对频率合成器进行设计使其减轻上述折衷问题，允许产生更多的信道并保持低的最低输出频率，或许是有用的。如果能增加参考频率而不减少可产生的信道的数目，也将是理想的。附图说明通过以下结合附图的详细描述，本专利技术将被容易地理解，其中相同的参考数字表示相同构件，其中图1是频率合成器实施例的框图。图2A-2B是说明具有不同预分频器实现的频率合成器的输出频带和信道的频率图。图3示出了用于根据本专利技术的预分频器实施例的时序图。图4是说明根据本专利技术的预分频器实施例的框图。图5是说明图4所示的预分频器的零件的电路图。具体实施例方式应当理解，本专利技术可用许多方式实现，包括作为方法、装置、系统、或诸如计算机可读存储介质或计算机网络的计算机可读介质，在计算机网络中程序指令通过光学或电子通信链路发送。应当注意，所公开的方法的步骤的次序可以在本专利技术的范围内改变。下面将参照以举例方式说明本专利技术原理的附图详细描述本专利技术的一个或多个优选实施例。虽然结合这些实施例描述本专利技术，应当理解本专利技术并不局限于任何实施例。相反，本专利技术的范围仅由所附权利要求书限定并且本专利技术包含许多替换、修改和等价物。为了举例，在下面的描述中列出了许多具体细节以提供对本专利技术的全面理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下根据权利要求实施本专利技术。为了明确起见，与本专利技术有关的在本
中已知的技术材料没有被详细描述以便本专利技术不被不必要地混淆。公开了一种改进的频率合成器。该频率合成器采用预分频器以将反馈信号提供给该频率合成器，其中该预分频器能有计划地在整数分频值和分数分频值之间选择以对输出的合成频率分频。在某些实施例中，预分频器可校正由分数分频值产生的误差。在一个实施例中，预分频器可校正通过使用附加分频器产生的误差，其中该附加分频器的分频值根据频率合成器的状态被有计划地选择。所得到的频率合成器能用于包括无线通信装置在内的多种通信装置中。分析预分频器的细节以便更好地理解本专利技术。返回到图1，由分频器145产生的时钟信号被S和P计数器135用于计数。S计数器计数直到固定值S′，P计数器计数直到固定值P′。在计数循环开始之前S′和P′都是可编程的。S′、P′和分频值N用来决定输出频率fout。当S计数器的值小于S′时，分频器用N+1除fout。当S计数器的值大于或等于S′并且P计数器的值小于P′时，分频器用N除fout。当P计数器的值达到P′时，反馈信号fb产生，两个计数器都被复位，并且该过程重新开始。为使该装置正常工作，P′应大于S′。VCO的输出频率fout和参考频率fref之间的关系用下面的表达式表示fout＝fref·＝fref·(N·P’+S’)(等式1)其中P′＞S′。对应P′值的输出频率的范围有时被称为频带。对于给定的P′值，S′的可能值的范围决定了在输出频带内可得到多少个频道。范围从0到Smax的S′值一共对应Smax+1个输出频道。不同的P′值会产生新一组Smax+1个不同输出频道。由于在等式1中总是满足P′＞S′的条件，因此P′最小值的简便选择为Smax+1。该P′值产生由下面的等式定义的最低输出频率fmin＝fref·N·Pmin＝fref·N·(Smax+1)(等式2)图2A-2B是说明具有不同预分频器实现的频率合成器的输出频带和信道的频率图。图2A是说明图1中所描述的频率合成器的输出频带和信道的频率图。为了举例的目的，本说明书中讨论的预分频器的N＝16、Smax＝15且Pmin＝16，除非另有说明。应当注意，对于不同的预分频器实现，可使用其它值。根据等式2，对应的fmin是fref的256倍，在图2A中表示为标记为200的信号。当S′从0增加到1时，下一个可得到的输出频率(表示为标记为202的信号)产生，即fref的257倍。这样，预分频器可被调整成产生间距为fref的频率。P′＝Pmin＝Smax+1的频带具有16个频道，其范围为从fref的256倍到fref的271倍。下一个频带在P′＝Smax+2处开始，对应的fout是fref的272倍，在图中表示为信号204。在某些实施例中，预分频器在整数值分频器和分数值分频器之间选择以增加能被合成的信道频率的数目。通常，整数值表示为N，分数值表示为N+1/n，其中n是大于1的整数。根据第一计数器的输出和第二计数器的输出选择预分频器。预分频器选择整数分频器的次数决定频带，预分频器选择分数分频器的次数决定频带中的频道。在一个实施例中，整数值是N，分数值是N+。该预分频器的操作与图1所示的相同当S小于S′时，预分频器用N+除VCO的输出；当S大于或等于S′时，预分频器用N除该输出。fout和fref之间的关系用下面的表达式表示fout＝fref·＝fref·(等式3)其中P′＞S′。VCO的输出频率对应频带中的频道。根据等式3，频带由选择整数分频值的次数决定，频带中的频道由选择分数分频值的次数决定。图2B是说明根据本专利技术的频率合成器实施例的输出频带和信道的频率图。对于最小值P′＝Smax+1来说，对应的fmin仍是fref的256倍，其表示为标记为206的信号。下一个可得到的输出(208)在fref的256.5倍处出现。因此，信道之间的间距是半个fref并且可被编程为以前信道的两倍。或者，对于相同的信道间距来说，参考频率可加倍，由此加倍合成器的环路增益和带宽。与标准方法相比该方法有一缺点。对于给定的fref和N来说，需要增加Smax以保持由S计数器的可能值的范围限定的带宽。例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率合成器，包括：电压控制振荡器，用于产生具有合成频率的输出信号；和预分频器，连接到ＶＣＯ以接收输出信号并提供反馈信号；其中：该预分频器有计划地在整数分频值和分数分频值之间选择以对输出信号的合成频率进行分频。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MP梅克，S梅塔，
申请(专利权)人：艾瑟罗斯通讯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]