频率合成器制造技术

一种频率合成器，它包括提供所述频率合成器的输出信号的可调谐振荡器（２３），以及采样相位检测器（６），所述采样相位检测器接收来自所述振荡器（２３）的输出信号和接收参考信号，并提供表示输出信号和参考信号之间的相差的相差信号，所述相差信号控制所述振荡器（２３）的频率。所述振荡器（２３）的频率另外还通过来自频率检测器（３）的频差信号来控制，所述频差信号表示输出信号与参考信号之间的频差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于无线通信设备的频率合成器，尤 ^&^^锁相环(PLL) 电路的频率合 。
技术介绍
已知可鹏数字相位频率检测器实现这种锁相环，其中逻辑电路被用来比 较输出和参考信号。这种相位-频雜测器可以被设计鹏检测到它的输入信号 之一的向上零交叉(zero crossing)时开始输出脉冲，并且在检测到另一输入信 号的向上零交叉瞬变(transition)时停止输出脉冲。这样，如果输入信号的频率 不一致，贝蛾取输出信号，其脉冲具有可变的宽度和间隔。如果输入信号的频 率一致，则输出信号是一系列脉冲，其频率等于输入信号的频率，并且其脉冲 宽度对应于输入信号之间的相差。如果输出和参考信号的相位相等，则脉冲宽 度为0。因而可检测至啲相位相等的精度受限于所用逻辑电路的瞬变时间。尤其当输出信号的频率高于最大频率时，这可由传统数字相位-频靴测器 电路来处理，该不利之处变得相关。为了能fflil所述传统相位-频率检测器来控 制这种输出信号，必须在振荡器的输出和相位-频報测器的对应输A^间提供 分频器，以M因子N将振荡器的输出信号的频率划分成对相位-频率检测器来 说低到足以处理的频率。根据现有技术的发展7jC平，该频率最大为200到300 MHz。为了获得相位-频率检测器的输出信号脉冲，S^f述相位-频率检测器的输 入信号之间必须存在最小相差Acp，该最小相差Acp对应于高输出频率处的相差 NA(p。因此，振荡器输出信号的相位可在达到振荡器输出信号的若干周期的实 际范围中变化，而所述相位-频^t测器不育^检测并校准所述相位。这些效应增 大了基于传统相位-频報测器的锁相环中输出信号的相位噪声。小相位变化的无校准育g力(non-correctability)以及由此导致的相位噪声增 加的问题没有出现在所谓的采样相位检测器中。它们的操作原理基于在预定的、 非常短的时间间隔期间周期性iW"振荡器输出信号进纟f采样，所述时间间隔对 应于参考信号的某一相位，以舰因而获得的采样值求平均。平均值偏离0越6多，采样时间相对于振荡器输出信号的零交叉移动越远。通过控制采样相位检 U器的输出为0，采样相位检测器可iSA锁定状态，在该锁定状态中，输出及参 考信号的相位被非常紧密地耦合。采样相位检测器的一个重要特征是不仅能够在振荡器输出频率与参考频率 一致的情况下锁定，而且能够在振荡器输出频率是参考频率的任意谐波的情况 下锁定。 一方面，由于允许控制振荡器输出频率，所述振荡器输出频率可能远高于采样频率，以及尤其如果采样相位检测器通常利用SRD (阶跃恢复二极管)形成，则振荡器输出频率可位于微波频率范围中，而不需要数字分频器，因此 这是有利的。另一方面，这也暗示了振荡器的锁定频率没有被明确定义。采样 相位检测器将把振荡器调谐到参考频率的任意谐波，逸洽好最接近于振荡器的 当辦俞入频率。为了确保采样相位检测器锁定到参考频率的期望谐波上，必须 通过所述调谐振荡器的设计或通过其周边电路来确保其输出频率总是足够接近 所述期望谐波。这种设计通常易^0 采用的组件的公差变化(tolerance variation)影响。此外，存在着锁相环锁定到接近所述振荡器频率的噪声信号的风险。锁定到错误 的频率通常不会被检测到。因此， 一种改进的频率合成器将是有利的，尤其是可在大频率范围内调谐 的频率合緣 专利技术相M因此，本专利技术im地寻求减轻、纟激军或消除上面单独或以任意组合的方式 提到的一种或多种不利之处。根据本专利技术的第一方面，提供了一种如权利要求1所要求保护的频率合成器°根据本专利技术的第一个方面，所述频率合成器包括可调谐振荡器，所述可调 谐振荡器由锁相环控制以便提供输出信号，其相位和频率与参考信号具有预定 关系。频率合成器包括可调谐振荡器和采样相位检测器，所述可调谐振荡器适用 于提供频率合成器的输出信号，所述釆样相位检测器适用于接收来自所述振荡 器的输出信号和接收参考信号。釆样相位检测器进一步适用于提供相差信号来 控制振荡器，所述相割言号表示输出信号和参考信号之间的相差。振荡器适用7于通过来自频率检测器的频差信号来控制其频率，所述频差信号恭，输出信号 与参考信号之间的频差。tti^地，为了将两个不同信号组合成可调谐振荡器的控制信号，提供了一种加法器，它接收所述两个不同信号， 供和信号(sum signal)，制振荡 器的频率。为了防止釆样相位检测器和频率检测器的控制影响在振荡器处在某一状态 (其中合成器的输出信号的频率远离适用于参考信号的频率的值)下彼此干扰，所述频率检测器tmi也被提供有锁定检测器(lock detector)电路，来检测所述 频差是否变为0，并且采样相位检测器适用于只有当锁定检测器电路检测到频差 为0时才参与控制振荡器的频率。尤其可在采样相位检测器的下游侧使用放大器来获得采样相位检测器的这 种限制效果，其放大率通过锁定检测电路来控制。在这种组合中，当频率检测 器还没有锁定时，采样相位检测器自由地正常运行，以使得在频差被检测为0 的瞬时，来自采样相位检测器的有用信号已经可用。为了根据参考信号来产生输出信号，所述输出信号的频率高于参考信号的 频率，尤其为了在微波范围内的频率处产生输出信号， 地提供第一分频器，频率检测器通过第一分频器接收输出信号。为了获得高分频比，第一分频器可 分若干级形成。第二分频器允许获得参考信号和输出信号的频率之间的分数有理数比率， 其中频率检测器ffi51第二分频器接收参考信号。在频率合成器被锁定到期望频率时，为了防止采样相位检测器和频率检测 器的控制影响彼此干扰，采样相位检测器可以被设计成对输出信号和参考信号 的相位漂移远离(drifting apart),比频報测器的反应更M。在采样相位检测器和频率检测器均包括滤波器以用于分别对相差信号和频 差信号进行滤波的情况，这种不同的反应速度可以通过采样相位检测器的滤波 器来实现，采样相位检测器的滤波器具有比频率检测器的滤波器的带宽更高的 带宽。根据本专利技术的第二方面，提供了一种如权利要求9要求傲户的无线电娜机。根据本专利技术的第二方面，所述无线电发射机包括频率合成器，所述频率合成器包括可调谐的振荡器，其适用于提供频率合成器的输出信号；采样相位检测器，其适用于接收来自振荡器的输出信号和接收参考信号。采样相位检测器 进一步适用于提供相差信号来控制振荡器，所述相差信号表示输出信号和参考信号之间的相差。振荡器适用于M51来自频^^测器的频差信号来控制其频率，所述频差信号表示输出信号和参考信号之间的频差。根据本专利技术的第三方面，提供了一种如权利要求17要求保护的无线电接收机。根据本专利技术的第三方面，所述无线电接收机包括频率合成器，所述频率合 成器包括可调谐的振荡器，其适用于提供频率合成器的输出信号；采样相位检 测器，适用于接收来自振荡器的输出信号和接收参考信号。采样相位检测器进 一步适用于提供相差信号来控制振荡器，所述相對言号表示输出信号和参考信 号之间的相差。振荡器适用于通过来自频率检测器的频差信号来控制其频率， 所述步赎信号表示输出信号和参考信号之间的频差。根据本专利技术的第四方面，提供了一种如权利要求25要求保护的操作频率合 麟的方法。根据本专利技术的第四方面，操作无线通信单元中的频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率合成器，包括：可调谐振荡器（２３），适用于提供所述频率合成器的输出信号；采样相位检测器（６），适用于接收来自所述振荡器（２３）的输出信号和接收参考信号，并且适用于提供相差信号来控制所述振荡器，所述相差信号表示输出信号和参考信号之间的相差；其中所述振荡器（２３）适用于通过来自频率检测器（３）的频差信号来控制其频率，所述频差信号表示输出信号与参考信号之间的频差。

【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：R鲍尔，F西金格，T施米德特，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]