一种自适应调节的注入锁定分频器制造技术

本申请涉及集成电路设计技术领域，提供一种自适应调节的注入锁定分频器，该注入锁定分频器采用并联双MOS管直接注入差分正弦信号，具体包括电连接的分频器本体、注入强度检测模块、直流偏置点选择模块和电源装置。该注入锁定分频器首先将压控振荡器输出的一对差分正弦信号接入强度检测模块的输入端，并通过注入强度检测模块得到直流电压；然后根据直流电压和相应的参考电压，利用预设数量的比较器，判别接入的差分正弦信号强度，再通过数字逻辑门得到相应的直流偏置电压，最后将得到的直流偏置电压加注到分频器本体上，输出分频信号，从而实现直流偏置点根据注入强度的自适应调节，有效拓宽了分频范围。有效拓宽了分频范围。有效拓宽了分频范围。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应调节的注入锁定分频器


[0001]本申请涉及集成电路设计
，尤其涉及一种自适应调节的注入锁定分频器。

技术介绍

[0002]随着科技的飞速发展，现代集成电路必然向系统芯片方向发展，由于对信息获取、传输以及处理的要求越来越高，从而使得高频率、低功耗的设计成为各种通信系统对电路设计的必然要求。在现代通信系统中，为了获得稳定的本振信号，大多采用能够实现精确相位调制的锁相环系统。
[0003]锁相环系统主要包括压控振荡器和分频器，由于分频器常作为系统中压控振荡器(VCO)的第一级负载，从而获得二分频输出，因此分频器是无线通讯系统的关键电路。
[0004]现阶段，分频器根据工作原理主要分为电流模逻辑分频器、再生式分频器和注入锁定分频器三类。电流模逻辑分频器是一种传统的触发器结构分频器，具有较宽的工作范围，主要适用于频率较低的分频器的设计。再生式分频器则是采用混频原理实现频率的下变频，其核心是混频电路，它是毫米波分频器的另一个实现方式，尽管再生式分频器比电流模逻辑分频器工作频率更高，但其直流功率消耗较大，分频锁定范围较窄，且混频电路设计复杂。注入锁定分频器工作频率高且功耗低，同时由于自身的抑制作用，其相位噪声特性较好，故能提供高质量的输出信号，因而被广泛应用于毫米波锁相环电路中。然而，注入锁定分频器的最大缺陷在于其分频范围非常有限，只能完成窄带工作。
[0005]针对目前集成电路工艺水平的限制和电路设计的复杂程度，电流模逻辑分频器和再生式分频器并不适用于毫米波超高速分频器的设计要求，而现阶段大多数无线应用均为窄带系统，故而注入锁定分频器还是能在特定频段内有效完成分频工作，因此，如何宽展注入锁定分频器的分频范围势必会成为未来高速分频器的重点研究方向，从而能更广泛地应用于诉求高频率及低功耗的无线通讯系统中。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，针对当前注入锁定分频器分频范围较窄的缺点，本申请提供一种自适应调节的注入锁定分频器，以较为简单的方法使得注入节点偏置电压根据注入强度自动调节，从而展宽分频范围。
[0007]为了实现上述目的，一方面，本申请提供一种自适应调节的注入锁定分频器，所述注入锁定分频器采用并联双MOS管直接注入差分信号，具体包括：分频器本体、注入强度检测模块和直流偏置点选择模块。
[0008]所述注入强度检测模块，用于获取所述并联双MOS管注入的差分信号幅值；以及，根据所述差分信号幅值获得直流电压。
[0009]所述直流偏置点选择模块，电连接所述注入强度检测模块的输出端，用于根据所述差分信号幅值和所述直流电压，获得参考电压；以及，根据所述直流电压和所述参考电
压，利用预设数量的比较器，输出预设数量的数字信号；以及，根据所述预设数量的数字信号，利用数字逻辑门，确定直流偏置电压。
[0010]所述分频器本体，电连接所述直流偏置点选择模块的输出端，用于根据所述直流偏置电压，调整所述并联双MOS管栅极的直流偏置电压，并输出分频信号。
[0011]进一步的，所述直流电压与所述差分信号幅值线性相关。
[0012]进一步的，根据所述差分信号幅值和所述直流电压，获得参考电压的具体方法为：
[0013]根据所述差分信号幅值和所述直流电压，通过仿真，获得所述差分信号幅值与所述直流电压的线性相关系数；
[0014]根据所述线性相关系数和所述差分信号幅值，获得参考电压。
[0015]进一步的，所述预设数量的比较器根据预设的自动调节分段数进行设定。
[0016]进一步的，所述预设的自动调节分段数为四段，所述比较器的数量为三个。
[0017]进一步的，所述分频器本体包括并联双MOS管和LC谐振网络，所述并联双MOS管，用于注入差分信号；所述LC谐振电路包括交流耦合单元、电感和电容，所述交流耦合单元、所述电感和所述电容并联连接。
[0018]进一步的，所述交流耦合单元采用由两个MOS管、两个电容和两个电阻构成的交叉耦合电路，所述两个MOS管的源极均接地。
[0019]进一步的，所述注入锁定分频器还包括电源装置，用于为所述分频器本体、所述注入强度检测模块和所述直流偏置点选择模块提供电力支撑。
[0020]进一步的，所述注入强度检测模块、所述直流偏置点选择模块和所述电源装置集成于所述分频器本体上。
[0021]第二方面，本申请还提供一种注入锁定分频器的自适应调节方法，具体包括：
[0022]获取并联双MOS管注入的差分信号幅值。
[0023]根据所述差分信号幅值获得直流电压。
[0024]根据所述差分信号幅值和所述直流电压，通过仿真，获得相应的参考电压。
[0025]根据所述直流电压和所述参考电压，利用预设数量的比较器，输出预设数量的数字信号。
[0026]根据所述预设数量的数字信号，通过数字逻辑门选通直流偏置电压。
[0027]根据所述直流偏置电压，对并联双MOS管栅极的直流偏置电压进行调整，并输出分频信号。
[0028]本申请提供一种自适应调节的注入锁定分频器，所述注入锁定分频器采用并联双MOS管直接注入差分正弦信号，具体包括电连接的分频器本体、注入强度检测模块、直流偏置点选择模块和电源装置。所述注入锁定分频器首先将压控振荡器输出的一对差分正弦信号接入强度检测模块的输入端，并通过注入强度检测模块得到直流电压；然后根据直流电压和相应的参考电压，利用预设数量的比较器，判别接入的差分正弦信号强度，再通过数字逻辑门得到相应的直流偏置电压，最后将得到的直流偏置电压加注到分频器本体上，输出分频信号，从而实现直流偏置点根据注入强度的自适应调节，有效拓宽了分频范围。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简
单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本申请实施例提供的一种自适应调节的注入锁定分频器结构示意图；
[0031]图2为本申请实施例提供的注入强度检测模块结构示意图；
[0032]图3为本申请实施例提供的直流偏置点选择模块结构示意图；
[0033]图4为本申请实施例提供的获得参考电压VREF的方法流程示意图；
[0034]图5为本申请实施例提供的分频器本体结构示意图；
[0035]图6为本申请实施例提供的两种情况下分频范围对照示意图；
[0036]图7为本申请实施例提供的一种注入锁定分频器的自适应调节方法流程示意图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行完整、清楚的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应调节的注入锁定分频器，采用并联双MOS管直接注入差分信号，其特征在于，包括：分频器本体、注入强度检测模块和直流偏置点选择模块；所述注入强度检测模块，用于获取所述并联双MOS管注入的差分信号幅值；以及，根据所述差分信号幅值获得直流电压；所述直流偏置点选择模块，电连接所述注入强度检测模块的输出端，用于根据所述差分信号幅值和所述直流电压，获得参考电压；以及，根据所述直流电压和所述参考电压，利用预设数量的比较器，输出预设数量的数字信号；以及，根据所述预设数量的数字信号，利用数字逻辑门，确定直流偏置电压；所述分频器本体，电连接所述直流偏置点选择模块的输出端，用于根据所述直流偏置电压，调整所述并联双MOS管栅极的直流偏置电压，并输出分频信号。2.根据权利要求1所述的一种自适应调节的注入锁定分频器，其特征在于，所述直流电压与所述差分信号幅值线性相关。3.根据权利要求2所述的一种自适应调节的注入锁定分频器，其特征在于，根据所述差分信号幅值和所述直流电压，获得参考电压的具体方法为：根据所述差分信号幅值和所述直流电压，通过仿真，获得所述差分信号幅值与所述直流电压的线性相关系数；根据所述线性相关系数和所述差分信号幅值，获得参考电压。4.根据权利要求1所述的一种自适应调节的注入锁定分频器，其特征在于，所述预设数量的比较器根据预设的自动调节分段数进行设定。5.根据权利要求4所述的一种自适应调节的注入锁定分频器，其特征在于，所述预设的自动调节分段数为四段，所述比较器的数量为三个。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜源，李明聪，吕晶晶，杜力，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：