锁相环制造技术

一种锁相环，包括：振荡器，被配置为根据振荡器的输入端处的控制信号来输出振荡信号；相位检测器和环路滤波器，被配置为根据振荡器的输出和基准信号来输出低频补偿信号；相关器，被配置为使干扰信号和低频补偿信号频率相关，并且根据该相关产生相关信号；以及自适应滤波器，被配置为根据相关信号调整干扰信号，以输出高频补偿信号；以及求和单元，被配置为将低频补偿信号和高频补偿信号组合在一起以形成用来驱动振荡器的输入端的控制信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对锁相环进行调谐，以减少干扰信号在振荡器输出中造成的微扰。本专利技术尤其适用于对发射机和收发机中的这类锁相环进行调谐。
技术介绍
锁相环是包括压控振荡器(VCO)的电路，该电路被设计成控制VCO以产生相对于基准信号具有预定频率和/或相位关系的输出信号。图1中示出典型的锁相环。锁相环包括振荡器101。在线路105上从锁相环电路输出振荡器的输出。另外， 振荡器101的输出馈送到相位/频率检测器(PFD) 102的输入端。PFD 102输出表示线路 106上的基准信号和从振荡器输出的信号之间的相位和/或频率差的信号。PFD输出的信号在低通滤波器103 (环路滤波器)上被过滤，并作为控制信号在线路107上被馈送回振荡器101。控制信号107对振荡器的频率进行修改。通过改变基准信号的频率，可以改变锁相环在线路105上输出的信号的频率。常常通过频率不会改变的非常稳定的振荡器来产生基准信号。因此，在环路中包括分频器104会是有益的，从而可以在不必改变基准信号的频率的情况下改变锁相环的输出频率。可以使用振荡器来输出振荡信号以驱动在发射机或收发机中使用的混频器。可以使用混频器来(例如)对在发射链路中的信号进行上变频和/或对在接收链路中的信号进行下变频。在该环境中的振荡器的一个问题是它们可能拾取从发射机/接收机发射的信号。发射信号对振荡器的输出频率造成微扰，从而显著地促成振荡器受到相位噪声的影响。 (相位噪声是在波形的零交叉时点上的不稳定所造成的在波形相位中的快速、随机波动，称为抖动。零交叉是在输出电压(y轴上)对时间(χ轴上)的曲线图上绘制的波形与χ轴交叉的点。)当包括电感器的振荡器受到来自附近发射信号的电磁场的干扰时，发射信号会在电感器中感生电流。这会对从振荡器输出的信号造成微扰，从而除在振荡器的自然频率的频率分量以外还包括发射信号的干扰频带中的频率分量。诸如图1所示的锁相环常常用来控制这类振荡器的输出。从PFD 102输出的信号表示在线路106上的基准信号和从振荡器输出的受微扰的信号之间的相位和/或频率差。 从PFD 102输出的信号还包括表示基准信号和从振荡器输出的受微扰的信号的相位和/或频率的和的高频分量。锁相环的环路滤波器103对其通带以外的频率进行衰减。选择环路滤波器的通带，从而对从PFD 102输出的、表示基准信号和受微扰的信号的相位和/或频率的和的高频分量进行衰减。除了处于环路滤波器103的通带内的频率分量以外，发射信号将典型地还具有位于环路滤波器103的通带外的频率分量。结果是受微扰的信号将具有对应的频率分量。因此，除了以上提及的高频分量以外，环路滤波器将另外对从PFD输出的、表示在基准信号和处于环路滤波器通带以外的受微扰信号之间的相位和/或频率差的频率分量进行衰减。结果，环路滤波器103的输出是表示在基准信号和处于环路滤波器103的通带内的受微扰信号分量之间的相位和/或频率差的信号。将该输出信号作为控制信号馈送给振荡器101，以修改振荡器的频率。总之，锁相环对由位于环路滤波器的通带内的这部分发射信号所造成的扰动进行跟踪。在控制信号107的控制之下，振荡器修改其振荡频率以减小这些扰动。图1锁相环的问题是其不能对位于环路滤波器的通带外的这部分发射信号所造成的干扰进行补偿。这是因为环路滤波器对将为这些扰动提供期望补偿信号的从PFD 102 输出的这部分信号进行了衰减。结果到振荡器的控制输入不包括该期望的补偿信号。结果， 在线路105上从电路输出的信号由于其作为发射信号的高频分量仍受到微扰，因此与基准信号的频率不匹配。在线路105上从电路输出的信号中，微扰作为显著边带是可见的。应当理解，该问题可能适用于在其中受到具有处于环路滤波器的通带以外的频率分量的干扰信号的干扰的任何环境中的锁相环。因此需要改进的锁相环设计，其减小由位于环路滤波器的通带以外的干扰信号所造成的，在从受控振荡器输出的信号中的微扰。
技术实现思路
根据本专利技术的实施方式，提供了一种锁相环，包括振荡器，被配置为根据振荡器的输入端处的控制信号来输出振荡信号；相位检测器和环路滤波器，被配置为根据振荡器的输出和基准信号来输出低频补偿信号；相关器，被配置为使干扰信号和低频补偿信号频率相关，并且根据该相关产生相关信号；以及自适应滤波器，被配置为根据相关信号调整干扰信号，以输出高频补偿信号；以及求和单元，被配置为将低频补偿信号和高频补偿信号组合在一起以形成用来驱动振荡器的输入端的控制信号。适当地，振荡器包括串联连接的两个可变电容器，并且锁相环还包括被配置为接收相关信号并且根据相关信号来调整两个可变电容器的电容比值的处理器。优选地，相关器被配置为识别在低频补偿信号和干扰信号中的频率相关特性，并且产生表示相对于干扰信号的频率相关特性的幅度和相位的低频补偿信号中的频率相关特性的幅度和相位。适当地，低频补偿信号是实数信号，干扰信号是复数信号，并且相关器被配置为产生为复数的相关信号。优选地，自适应滤波器被配置为调整干扰信号的幅度和相位以匹配于低频补偿信号中的频率相关特性的幅度和相位，以形成经调整的干扰信号，并且自适应滤波器被进一步配置为对经调整的干扰信号的低频部分进行衰减，以形成高频补偿信号。优选地，自适应滤波器被配置为将复数干扰信号乘以复数相关信号，并且取该乘积的实数分量来形成经调整的干扰信号。适当地，求和单元被配置为从低频补偿信号中减去高频补偿信号，以形成用来驱动振荡器的输入端的控制信号。适当地，振荡器包括电感器，振荡信号的频率取决于电感器的电感，并且电感器易受干扰影响。适当地，电源电压输出通过多个分支中的一个连接至电感器，并且锁相环进一步包括处理器，该处理器被配置为接收相关信号并根据相关信号来改变电源电压连接至电感器所经由的分支。适当地，电感器是可变电感器，可变电感器的电感可由振荡器的输入端处的电压来控制。适当地，振荡器包括第一可变电容器，该第一可变电容器具有可由振荡器的输入端处的控制信号控制的电容。适当地，振荡器还包括第二可变电容器，该第二可变电容器的电容可由振荡器的输入端处的控制信号来控制。适当地，通过软件方式来实现相关器和自适应滤波器。适当地，通过软件方式来实现处理器。适当地，环路滤波器的输出端连接至相关器的第一输入端，并且另一滤波器的输出端连接至相关器的第二输入端，另一滤波器被配置为接收干扰信号，并且环路滤波器和另一滤波器可操作为对在相同频带以外的高频进行衰减。干扰信号可以是跳频信号。根据本专利技术的另一实施方式，提供了包括本专利技术锁相环的集成电路。根据本专利技术的另一实施方式，提供了一种发射机，并且干扰信号可以构成发射机所发射的信号的一部分。振荡器可被配置为在与发射机的发射频带重叠的频率范围上进行操作。根据本专利技术的另一实施方式，提供了一种包括发射机的收发机，其中，锁相环被配置为驱动收发机的发射链路和接收链路中的至少一个的混频器。根据本专利技术的另一实施方式，提供了一种用于驱动锁相环中的振荡器的方法，包括根据振荡器的输入端处的控制信号，从振荡器输出振荡信号；根据振荡器的输出和基准信号，从相位检测器和环路滤波器输出低频补偿信号；在相关器处将干扰信号和低频补偿信号进行频率相关，并且根据该相关产生相关信号；在自适应滤波器处根据相关信号调整干扰信号，并且输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锁相环，包括：振荡器，被配置为根据所述振荡器的输入端处的控制信号来输出振荡信号；相位检测器和环路滤波器，被配置为根据所述振荡器的输出和基准信号来输出低频补偿信号；相关器，被配置为使干扰信号和所述低频补偿信号频率相关，并且根据该相关产生相关信号；以及自适应滤波器，被配置为根据所述相关信号调整所述干扰信号以输出高频补偿信号；以及求和单元，被配置为将所述低频补偿信号和所述高频补偿信号组合在一起以形成用来驱动所述振荡器的所述输入端的控制信号。

【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：蒂莫西·约翰·牛顿，尼古拉斯·索尔宁，
申请(专利权)人：剑桥硅无线电有限公司，
类型：发明
国别省市：GB