一种可校准频率综合器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可校准频率综合器，包含逻辑控制模块和分别与其连接的振荡分频模块、比较滤波模块、频率校准模块，其特征在于，逻辑控制模块控制振荡分频模块与频率校准模块连接，或是与比较滤波模块连接；频率校准模块对输入的参考时钟信号与分频信号进行分频、相位比较后，将比较结果的数字信号发送给逻辑控制模块；逻辑控制模块由频率校准模块输出的频率信号比较差值，得到控制增益，并通过调整比较滤波模块参数将控制电压发送给振荡分频模块。本实用新型专利技术由于将频率差值转换为数字信号进行计算后，直接选择最佳子带，缩短了频率综合器的校准时间。由于由逻辑控制模块直接产生模拟控制电压信号给压控振荡器，也缩短了自动锁定时间。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种频率综合器，特别涉及一种可校准频率综合器。
技术介绍
频率综合器常用来为集成电路提供准确的参考频率，为了提高频率的稳定性，可 以采用高性能的振荡器和低噪声的元件来组成频率综合器。然而在芯片的生产过程存在的 工艺偏差，芯片实际应用中的电压及温度变化，都会导致频率综合器的输出频率发生变化， 尤其是振荡器的频率范围会随这些条件变化而改变。为了确保频率综合器能够覆盖工作范 围，需要增大振荡器的频率范围来补偿工艺、温度、电压导致的变化，采用单根振荡器调谐 曲线控制则会使振荡器的增益变大，进而恶化频率综合器输出信号的相位噪声性能。为了解决这个问题，常常将振荡器的频率分为多个子带来控制，如图1所示，横坐 标X为控制电压，纵坐标y表示频率，多个子带叠加覆盖了较大的频率范围H，其中每个子带 覆盖较小的频率范围，这样就可以降低每一个子带内振荡器的增益。在频率综合器的上电 过程中，振荡器的控制电压在一定的电压范围L内改变，先将其固定在一个初始电压值X0， 而频率也处于初始值YO，为了达到目标频率Xl和目标电压Yl，就需要频率校准技术来辅助 选择正确的振荡器子带，之后通过频率综合器的自动锁定过程来固定控制电压。如图2所示，现有的频率综合器，包含振荡分频模块、比较滤波模块、频率校准模 块、逻辑控制模块。振荡分频模块与比较滤波模块组成锁相环；振荡器101输出的频率信号经分频后 与参考时钟信号进行相位比较，比较结果的逻辑信号由电荷泵202转换成模拟信号，通过 环路滤波器203控制振荡器101的频率改变。现有的频率综合器的频率校准模块基于计数器300实现校准，需要一定的时间来 完成校准和自动锁定过程。逻辑控制模块通过切换开关402，使振荡器101的输入电压固定在Vc值上；计数 器300将输入的参考时钟信号和振荡器101分频得到的信号进行计数，经过一个计数周期 后，对两个信号计数的比较结果进行判断，如果振荡器101的频率过高，则振荡器101往较 低的频率子带跳变；相反的，如果振荡器101的频率过低，则振荡器101往较高的频率子带 跳变。重复该校准过程，直到振荡器101频率落入目标子带时；再经过一个时钟周期，比较 滤波模块才会将目标控制电压通过切换开关402输出给振荡分频模块，因而其频率校准时 间及自动锁定时间很长。在子带较多的情况下，如有32个子带，则校准时的子带跳变算法主要有两种一 种是从子带的高位到低位逐次逼近目标；另一种是从子带的低位到高位逐次逼近目标。前 者的校准速度比后者快，在5比特控制位的情况下，只需要5个比较周期即可完成。但是为 了达到较高的判断精度，则每一个比较周期内，计数的次数要足够多，即计数时间要变长， 例如要达到的比较精度，则计数器至少要计100个数才能达到，这样频率综合器的建立 过程也会相应的变长，这对一些有较高建立时间要求的应用场合而言是无法实现的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可校准频率综合器，能够减少频率综合器的校准时间和自动锁定时间。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供一种可校准频率综合器，包含 逻辑控制模块和分别与其连接的振荡分频模块、比较滤波模块、频率校准模块，其特征在 于， 上述逻辑控制模块控制振荡分频模块与频率校准模块连接，或是与比较滤波模块 连接；上述频率校准模块对输入的参考时钟信号与分频信号进行分频、相位比较后，将 比较结果的数字信号发送给逻辑控制模块；上述逻辑控制模块由频率校准模块输出的频率信号比较差值，得到控制增益，并 通过调整比较滤波模块参数将控制电压发送给振荡分频模块。上述逻辑控制模块包含控制器、数模转换器、切换开关；上述控制器由输入的频率信号差值，控制数模转换器输出的校准电压通过切换开 关发送给压控振荡器，得到压控振荡器的控制增益；上述控制器由压控振荡器的控制增益，调整比较滤波模块的参数，并通过数模转 换器产生目标控制电压到比较滤波模块；上述比较滤波模块通过切换开关将控制电压发送给压控振荡器。上述控制器在若干个比较周期中，为数模转换器指定不同的固定电压，并通过频 率校准模块判断频率差，以得到精确的控制增益。上述逻辑控制模块的数模转换器及切换开关设置在上述比较滤波模块设有的电 荷泵与环路滤波器之间。上述数模转换器直接与振荡分频模块的输入或者比较滤波模块的输出连接。上述频率校准模块包含依次连接的第二分频器、频相比较模块、积分器、模拟信号 处理模块；上述第二分频器将输入的参考时钟信号与分频信号再进行分频，通过频相比较模 块进行相位比较并输出比较结果的逻辑信号给积分器；上述积分器产生的模拟信号由模拟信号处理模块进行增益放大并转换成多位数 字信号，发送给逻辑控制模块。上述第二分频器是分频比可变的可编程分频器。上述积分器的输出是电流或电压信号，使相对应的上述模拟信号处理模块的输入 为电流或电压信号；上述积分器是一个接地的电容。上述频相比较模块包含鉴频鉴相器、电荷泵；上述鉴频鉴相器将输入的参考时钟信号和分频信号进行比较，输出相位差逻辑信 号；上述电荷泵由输入的相位差逻辑信号，通过设有的上下电流控制开关控制上下电 流源的开关，分别为外部电容充放电。在频率校准模块重复判断频率差的最后一个比较周期，上述可变分频比的第二分频器的优选分频比为1 2或1 4。本技术提供的一种可校准频率综合器，与现有技术相比，其优点在于本实用 新型由于将当前频率与目标频率差值的模拟信号，转换为数字信号来进行计算处理，并根 据结果直接选择最佳子带，大大缩短了频率综合器的校准时间。本技术由于在校准完成后，由逻辑控制模块直接产生模拟控制电压信号给压 控振荡器，缩短了频率综合器的自动锁定时间。附图说明图1是现有技术频率综合器校准方法的工作原理示意图；图2是现有技术频率综合器的结构示意图；图3是本技术提供的一种可校准频率综合器的结构示意图；图4是本技术提供的一种可校准频率综合器中积分器的结构示意图；图5是本技术提供的一种可校准频率综合器在一个比较周期的工作过程示 意图。具体实施方式以下结合附图说明本技术的具体实施方式。本技术提供的一种可校准频率综合器，将当前频率与目标频率差值的模拟信 号，转换为数字信号来进行计算处理，并根据结果直接选择最佳子带，大大缩短了频率综合 器的校准时间。校准完成后，由逻辑控制模块直接产生模拟控制电压信号给压控振荡器，缩 短了频率综合器的锁定时间。实施例1请参见图3所示，本技术提供的一种可校准频率综合器，包含振荡分频模块、 比较滤波模块、频率校准模块、逻辑控制模块。逻辑控制模块控制振荡分频模块与频率校准 模块连接，或是与比较滤波模块连接构成锁相环。振荡分频模块包含压控振荡器11和与其输出连接的第一分频器12 ；该第一分频 器12能够通过编程改变分频比N ；压控振荡器11输入的时钟信号通过该可变第一分频器 12，将分频信号Fv。。/N输出到比较滤波模块和频率校准模块。比较滤波模块包含第一频相比较模块21和与其输出连接的环路滤波器22。比较 滤波模块将参考时钟信号Fref与分频信号Fv。。/N进行比较，将比较结果的逻辑信号通过环 路滤波器22转化为电压信号，用来控制压控振荡器11的电压升降。其中第一频相比较模 块21包含第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可校准频率综合器，包含逻辑控制模块和分别与其连接的振荡分频模块、比较滤波模块、频率校准模块，其特征在于，　　所述逻辑控制模块控制振荡分频模块与频率校准模块连接，或是与比较滤波模块连接；　　所述频率校准模块对输入的参考时钟信号与分频信号进行分频、相位比较后，将比较结果的数字信号发送给逻辑控制模块；　　所述逻辑控制模块由频率校准模块输出的频率信号比较差值，得到控制增益，并通过调整比较滤波模块参数将控制电压发送给振荡分频模块。

【技术特征摘要】
一种可校准频率综合器，包含逻辑控制模块和分别与其连接的振荡分频模块、比较滤波模块、频率校准模块，其特征在于，所述逻辑控制模块控制振荡分频模块与频率校准模块连接，或是与比较滤波模块连接；所述频率校准模块对输入的参考时钟信号与分频信号进行分频、相位比较后，将比较结果的数字信号发送给逻辑控制模块；所述逻辑控制模块由频率校准模块输出的频率信号比较差值，得到控制增益，并通过调整比较滤波模块参数将控制电压发送给振荡分频模块。2.如权利要求1所述的一种可校准频率综合器，其特征在于，所述逻辑控制模块包含 控制器(41)、数模转换器(43)、切换开关(42)；所述控制器(41)由输入的频率信号差值，控制数模转换器(43)输出的校准电压通过 切换开关(42)发送给压控振荡器(11)，得到压控振荡器(11)的控制增益；所述控制器(41)由压控振荡器(11)的控制增益，调整比较滤波模块的参数，并通过数 模转换器(43)产生目标控制电压到比较滤波模块；所述比较滤波模块通过切换开关(42)将控制电压发送给压控振荡器(11)。3.如权利要求2所述的一种可校准频率综合器，其特征在于，所述控制器(41)在若 干个比较周期中，为数模转换器(43)指定不同的固定电压，并通过频率校准模块判断频率 差，以得到精确的控制增益。4.如权利要求2所述的一种可校准频率综合器，其特征在于，所述逻辑控制模块的数 模转换器(43)及切换开关(42)设置在所述比较滤波模块设有的第一电荷泵(212)与环路 滤波器(22)之间。5.如权利要求2所述的一种可校准频率综合器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵冯，倪文海，
申请(专利权)人：上海迦美信芯通讯技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]