專利名稱：分頻器和使用分頻器的鎖相環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分頻器以及使用分頻器的鎖相環(huán)，其中，分頻器被數(shù)字化操作并且能夠滿足低功率要求和由Zigbee指定的5MHz的信道間隔。
背景技術(shù)：
由電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.15.4批準(zhǔn)的Zigbee標(biāo)準(zhǔn)，能夠以高達(dá)250Kbit/sec的速率和達(dá)到大約75米的范圍發(fā)送數(shù)據(jù)，并且要求低功率(power)消耗。可應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)、安全和物理布局，其要求短距離的低速傳輸。
更具體地，Zigbee的特征在于低功率、低費(fèi)用、低速率、和雙物理層(PHY)。其應(yīng)用在2.4GHz頻帶以及868和915MHz頻帶。其采用直接序列擴(kuò)展頻譜(Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS)，以20kbps到25kbps的速率在30米范圍內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。其能夠?qū)⒆疃?55個(gè)設(shè)備連接到無線網(wǎng)絡(luò)，并且在戶內(nèi)和戶外建立大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
Zigbee標(biāo)準(zhǔn)最重要的規(guī)范是低功率，并且對(duì)無線收發(fā)器進(jìn)行改進(jìn)以滿足這種規(guī)范。
在無線收發(fā)器的部件中需要功率最大的是鎖相環(huán)(PhaseLocked Loop，PLL)。PLL是在發(fā)送端和接收端使用的裝置，產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)換發(fā)送和接收信號(hào)的頻率所需要的頻率。從而，為了使無線收發(fā)器滿足Zigbee標(biāo)準(zhǔn)，減小PLL的功率消耗是必要條件的。
圖1是示出基于Zigbee標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)PLL系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的框圖。
參考圖1，PLL系統(tǒng)包括參考信號(hào)振蕩器11，用于產(chǎn)生參考頻率信號(hào)；相頻檢測(cè)器(Phase Frequency Detector，PFD)12，用于將參考信號(hào)振蕩器11輸出的參考信號(hào)的相位和頻率與PLL系統(tǒng)的輸出信號(hào)的相位和頻率進(jìn)行比較，以檢測(cè)相位和頻率差；電荷泵13，用于將PFD 12檢測(cè)到的差值轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；環(huán)路濾波器(LoopFilter，LP)14，用于從來自電荷泵13的電壓信號(hào)過濾出誤差信號(hào)，補(bǔ)償反饋環(huán)以將信號(hào)施加到壓控振蕩器(VCO)15；(VCO)15，用于使頻率與通過LP 14輸入的電壓成比例地振蕩；1/2分頻器16，用于將VCO 15的頻率1/2分頻；以及脈沖吞咽分頻器17，用于通過脈沖吞咽方法將1/2分頻器16輸出的信號(hào)1/N和1/N+1分頻，以將分頻后的信號(hào)提供到PFD 12。
PLL系統(tǒng)的輸出信號(hào)是來自1/2分頻器16的輸出頻率。即，由VCO 15振蕩的頻率被1/2分頻并將其提供給無線收發(fā)器。
如圖2所示，脈沖吞咽(swallow)分頻器17包括預(yù)分頻器(prescaler)21，用于將1/2分頻器的輸出信號(hào)fo 1/p或1/(p+1)分頻；程序計(jì)數(shù)器22，用于對(duì)從具有分頻比為1/M的預(yù)分頻器21輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及吞咽計(jì)數(shù)器23，用于根據(jù)程序計(jì)數(shù)器22的計(jì)數(shù)值選擇1/p或1/(p+1)作為預(yù)分頻器21的分頻比。
吞咽計(jì)數(shù)器23用于調(diào)節(jié)預(yù)分頻器21的分頻比。當(dāng)操作吞咽計(jì)數(shù)器23時(shí)，預(yù)分頻器21的分頻比設(shè)置為1/(P+1)。并且當(dāng)吞咽計(jì)數(shù)器23對(duì)S個(gè)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，預(yù)分頻器21的分頻比設(shè)置為1/p。這種結(jié)構(gòu)允許吞咽分頻器17進(jìn)行1/[(P+1)×M]分頻S/M小時(shí)，進(jìn)行1/(P×M)分頻(M-S)/M小時(shí)，其中，總分頻比等于(P×(M-S))+(P+1)×S。此處，程序計(jì)數(shù)器22的設(shè)置值M和吞咽計(jì)數(shù)器23的設(shè)置值S滿足S＜M的關(guān)系。
上述PLL系統(tǒng)具有高操作頻率和低開關(guān)噪聲的優(yōu)點(diǎn)，但固定消耗高，這使得它難以滿足Zigbee的低功耗需要。
此外，在系統(tǒng)使用2MHz IF用于發(fā)送和接收具有5MHz間隔的Zigbee信道的情況下，上述傳統(tǒng)PLL系統(tǒng)難以滿足Zigbee標(biāo)準(zhǔn)信道。
特別地，在傳統(tǒng)PLL系統(tǒng)中，圖3中所示的多個(gè)基本電路級(jí)聯(lián)形成分頻器。即，傳統(tǒng)分頻器由圖3中所示的級(jí)聯(lián)連接的基本電路組成，其中，將分頻后的頻率信號(hào)施加到φ，φ，在前電路的輸出Q，Q施加到D，D，并且將輸出Q，Q連接到在后電路的D，D。
使用圖3所示的電路形成1/2分頻器16，以及脈沖吞咽分頻器17要求預(yù)定等級(jí)的偏置電流，從而增加功率消耗并且在輸出端要求附加緩沖電路。
因此，傳統(tǒng)PLL系統(tǒng)使得其難以滿足Zigbee的低功率和信道頻率特性。

發(fā)明內(nèi)容
做出本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，因此本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供數(shù)字化操作的分頻器，滿足低功率的Zigbee標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明另一個(gè)目標(biāo)是提供數(shù)字化操作并且使用分頻器的鎖相環(huán)系統(tǒng)，其中，分頻器能夠用低功率操作，從而滿足要求5MHz的信道間隔的Zigbee標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的本發(fā)明的一方面，提供了一種鎖相環(huán)系統(tǒng)，包括參考信號(hào)振蕩器，用于產(chǎn)生參考頻率信號(hào)；相頻檢測(cè)器，用于檢測(cè)在參考信號(hào)振蕩器的參考頻率信號(hào)與反饋信號(hào)之間的相位和頻率差；電荷泵，用于將由相頻檢測(cè)器檢測(cè)的相位和頻率差轉(zhuǎn)換成預(yù)定電壓信號(hào)；壓控振蕩器，用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于從電荷泵輸出的電壓信號(hào)的頻率；第一分頻器，用于將壓控振蕩器的輸出頻率1/2分頻；以及脈沖吞咽分頻器，用于將來自第一分頻器的輸出信號(hào)1/p和1/P+0.5分頻，其中，p是等于或大于1的自然數(shù)，并且將分頻后的信號(hào)作為反饋信號(hào)提供到相頻檢測(cè)器。
此外，作為用于實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的另一個(gè)裝置，本發(fā)明提供了分頻器，包括兩個(gè)鎖存器，連接成環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中，前端的輸出連接至后端的輸入，并且后端的輸出連接至前端的輸入；輸入端，共同連接至兩個(gè)鎖存器的時(shí)鐘端，用于將VCO的輸出信號(hào)用作鎖存器的時(shí)鐘信號(hào)；以及輸出端，用于將后端的鎖存器的輸出信號(hào)施加到脈沖吞咽分頻器。
設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的分頻器中的每個(gè)鎖存器均包括第一晶體管對(duì)，為差動(dòng)結(jié)構(gòu)，其發(fā)射極彼此連接；第二晶體管對(duì)，為差動(dòng)結(jié)構(gòu)，其發(fā)射極彼此連接，并且其集電極連接至第一晶體管對(duì)的集電極；第三晶體管對(duì)，其發(fā)射極彼此連接，并且其基極和集電極彼此交叉連接；第四晶體管對(duì)，其發(fā)射極彼此連接，其基極和集電極彼此交叉連接，其集電極連接至第三晶體管對(duì)的集電極；輸入端，連接至第一和第二晶體管對(duì)的基極；輸出端，連接至第一到第四晶體管對(duì)的所有集電極；第一和第二開關(guān)晶體管，用于根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)導(dǎo)通和截止以將功率施加到第一和第二晶體管對(duì)，第一開關(guān)晶體管設(shè)置在第一晶體管對(duì)的發(fā)射極和電源之間，第二開關(guān)晶體管設(shè)置在第二晶體管對(duì)的發(fā)射極和地之間；以及第三和第四開關(guān)晶體管，用于根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)導(dǎo)通和截止以將功率施加到第三和第四晶體管對(duì)，用于與第一和第二開關(guān)晶體管輪流使用，第三開關(guān)晶體管設(shè)置在第三晶體管對(duì)的發(fā)射極和電源之間；以及第四開關(guān)晶體管設(shè)置在發(fā)射極和地之間。
此外，每個(gè)鎖相環(huán)還包括連接輸入端和輸出端的反饋電阻器。


從以下結(jié)合附圖的具體描述，將更清楚地理解本發(fā)明的以上和其它的目標(biāo)、特征和其它優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是示出傳統(tǒng)鎖相環(huán)(PLL)系統(tǒng)的框圖；圖2是示出設(shè)置在傳統(tǒng)PLL系統(tǒng)中的脈沖吞咽分頻器的框圖；圖3是示出用于傳統(tǒng)PLL系統(tǒng)中的分頻電路的基本電路圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的PLL系統(tǒng)的框圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的在PLL系統(tǒng)中的預(yù)分頻器的框圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的用于分頻器的實(shí)例的第二分頻器的框圖；
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的雙模分頻器的框圖；圖8是示出在圖6中示出的分頻器的鎖存器的具體電路圖；圖9示出根據(jù)本發(fā)明的PLL系統(tǒng)的雙模分頻器的操作的時(shí)序；圖10a到圖10c是示出根據(jù)本發(fā)明的分頻器的特性的曲線圖；圖11a到圖11d是示出根據(jù)本發(fā)明的在PLL系統(tǒng)中的雙模分頻器的模擬結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖描述分頻器和使用分頻器的鎖相環(huán)(PLL)系統(tǒng)。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的PLL系統(tǒng)的框圖。
參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的PLL系統(tǒng)包括參考信號(hào)振蕩器41，用于產(chǎn)生參考頻率信號(hào)；相頻檢測(cè)器(PFD)42，用于檢測(cè)來自參考信號(hào)振蕩器41的參考頻率信號(hào)和反饋信號(hào)之間的相位和頻率差；電荷泵43，用于將PFD檢測(cè)出的相位和頻率差轉(zhuǎn)換為預(yù)定電壓值；環(huán)路濾波器(LP)44，用于從來自電荷泵43的電壓信號(hào)中過濾出誤差信號(hào)以補(bǔ)償反饋環(huán)；壓控振蕩器(VCO)45，用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于從電荷泵43輸出的電壓信號(hào)的頻率；第一分頻器46，用于將從VCO輸出的頻率1/2分頻；以及脈沖吞咽分頻器47，用于根據(jù)選定的信道將來自1/2分頻器46的輸出頻率1/p和1/p+0.5(p是等于或大于1的自然數(shù))分頻，并且將分頻后的頻率作為反饋信號(hào)提供給PFD42。
脈沖吞咽分頻器47包括預(yù)分頻器471，用于將來自第一分頻器46的頻率fo 1/p和1/(p+0.5)分頻；程序計(jì)數(shù)器472，用于將從預(yù)分頻器471輸出的信號(hào)1/M分頻；以及吞咽計(jì)數(shù)器473，用于根據(jù)計(jì)數(shù)值S和由程序計(jì)數(shù)器472選定的信道，選擇1/p或1/(p+0.5)作為預(yù)分頻器471的分頻比。
上述PLL系統(tǒng)通過將輸出頻率1/p和1/(p+0.5)分頻，能夠產(chǎn)生滿足指定5MHz的信道間隔和2M的IF的Zigbee標(biāo)準(zhǔn)的信道要求。
更具體地，Zigbee標(biāo)準(zhǔn)的信道頻率設(shè)置為2405MHz，、2410MHz、2415MHz、2420MHz、...、用于發(fā)送信道，以及2403MHz、2408MHz、2413MHz、2423MHz、...用于接收信道。設(shè)置在接收Zigbee信道的低IF接收機(jī)中的PLL系統(tǒng)應(yīng)該能夠產(chǎn)生上面的發(fā)送信道頻率或接收信道頻率。即，PLL系統(tǒng)應(yīng)該能夠以5MHz的間隔產(chǎn)生頻率。
如下面的表1所示，根據(jù)本發(fā)明的PLL系統(tǒng)能夠通過設(shè)置脈沖吞咽分頻器47的分頻比值P、M、以及S產(chǎn)生上述Zigbee信道頻率。
表1

在上表中，F(xiàn)ref是從參考信號(hào)振蕩器41輸出的參考信號(hào)，并且典型地為2MHz。并且，F(xiàn)vco是從VCO45輸出的頻率值，并且Fo是從第一分頻器46輸出的PLL系統(tǒng)的最終輸出頻率。
即，設(shè)置脈沖吞咽分頻器47的預(yù)分頻器471以將輸入信號(hào)1/8和1/8.5分頻，并且設(shè)置程序計(jì)數(shù)器472以將由預(yù)分頻器471分頻的信號(hào)1/150分頻。從而，脈沖吞咽分頻器47將信號(hào)1/8.5分頻S/150小時(shí)，并且將信號(hào)1/8分頻150-S/150小時(shí)，并且根據(jù)選定的信道調(diào)節(jié)最終分頻比。例如，在信道11的情況下，PLL系統(tǒng)中的脈沖吞咽分頻器47的總分頻比是P×(M-S)+(P+0.5)S＝145×8+8.5×5＝1202.5。
根據(jù)本發(fā)明的PLL系統(tǒng)對(duì)以5MHz間隔設(shè)置的每個(gè)Zigbee傳輸/接收信道以適當(dāng)?shù)姆诸l比分頻輸出頻率。因此，將所有信道頻率信號(hào)的相位和頻率與2MHz的參考信號(hào)的相位和頻率進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)VCO 45的振蕩頻率。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的PLL系統(tǒng)能夠以Zigbee標(biāo)準(zhǔn)要求的5MHz間隔精確地產(chǎn)生傳輸和接收信道頻率。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的在PLL系統(tǒng)中1/8和1/8.5分頻的預(yù)分頻器471的具體結(jié)構(gòu)的框圖。
參考圖5，預(yù)分頻器471包括第二分頻器51，用于將第一分頻器46的輸出頻率1/4分頻；以及雙模分頻器52，用于根據(jù)吞咽計(jì)數(shù)器473應(yīng)用的分頻比模式將第二分頻器51的輸出信號(hào)1/2和1/2.5分頻。
第二分頻器51是一種具有級(jí)聯(lián)連接的鎖存器的環(huán)形振蕩器，并且接收第一分頻器46的輸出頻率作為鎖存器的時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生8相位的1/4分頻信號(hào)。
圖6是示出第二分頻器51的實(shí)例的功能框圖。參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的第二分頻器51是具有多個(gè)鎖存器511-514的環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)，其中，每個(gè)鎖存器在輸入連接至前端鎖存器的輸出，并且在輸出連接至后端鎖存器的輸入。通過接收被分頻作為時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)來操作鎖存器511-514。
從多個(gè)鎖存器511-514的輸出端，產(chǎn)生45度相差的8相位的1/4分頻信號(hào)Q(0)-Q(7)。
多個(gè)鎖存器511-514中的每個(gè)均具有如圖8所示的結(jié)構(gòu)。
參考圖8，根據(jù)本發(fā)明的分頻器的鎖存器511-514中的每個(gè)均包括分別具有差動(dòng)結(jié)構(gòu)的第一和第二晶體管對(duì)Q1、Q2和Q3、Q4，其基極連接至輸入端inp和inn，并且其集電極連接至輸出端outp和outn；第三和第四晶體管對(duì)Q5、Q6和Q7、Q8，其集電極連接至輸出端outp和outn，其基極和集電極彼此交叉連接，并且其發(fā)射極彼此連接；反饋電阻器R，連接輸入端inp和inn與輸出端outp和outn；第一和第二開關(guān)晶體管Q9和Q10，用于根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)clkp和clkn導(dǎo)通和截止，以將功率提供給第一和第二晶體管對(duì)Q1、Q2和Q3、Q4，第一開關(guān)晶體管Q9設(shè)置在電源和第一晶體管對(duì)Q1和Q2的發(fā)射極之間，第二開關(guān)晶體管Q10設(shè)置在地和第二晶體管對(duì)Q3和Q4的發(fā)射極之間；以及第三和第四開關(guān)晶體管Q11和Q12，用于根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)clkp和clkn通過第一和第二開關(guān)晶體管Q9和Q10輪流導(dǎo)通和截止，以將功率施加到第三和第四晶體管對(duì)Q5、Q6和Q7、Q8，第三開關(guān)晶體管Q11設(shè)置在電源和第三晶體管對(duì)Q5和Q6的發(fā)射極之間，以及第四開關(guān)晶體管Q12，設(shè)置在第四晶體管對(duì)Q7和Q8的發(fā)射極和地之間。
通過在時(shí)鐘信號(hào)clkp和clkn的上升沿交替操作的第一和第二晶體管對(duì)Q1、Q2和Q3、Q4以及第三和第四晶體管對(duì)Q5、Q6和Q7、Q8，圖8中示出的鎖存器在上升沿將在輸入端inp和inn接收的信息輸出到輸出端outp和outn，直到接收到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)clkp和clkn。此處，時(shí)鐘信號(hào)clkp和clkn是被分頻的信號(hào)，即，第一分頻器46的輸出信號(hào)。
如上所述，多個(gè)鎖存器511-514連接成循環(huán)電路的環(huán)形結(jié)構(gòu)，使得時(shí)鐘信號(hào)clkp和clkn傳輸?shù)芥i存器511-514的輸出端outp和outn時(shí)被分頻。
用上述鎖存器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的分頻器電路被數(shù)字化操作，從而，比圖3中所示的電路具有顯著的低功率消耗。此外，反饋電阻器R連接在輸入端inp和inn與輸出端outp和outn之間，將時(shí)鐘信號(hào)clkp和clkn的電平減小到1.0Vpp。因此，即使使用了1.0Vpp或更小的低頻信號(hào)，鎖存器也能夠正常地執(zhí)行分頻操作。
圖10a示出根據(jù)本發(fā)明的與使用鎖存器的第一分頻器的輸入頻率相比較的輸出頻率的測(cè)量。其示出了輸出頻率在3GHz-6GHz的范圍內(nèi)被精確地1/2分頻。同時(shí)，當(dāng)輸入電平變?yōu)?.2v、1v、0.8v時(shí)，測(cè)量出分頻結(jié)果。如圖10a所示，當(dāng)輸入頻率大約為1.0Vpp或以上時(shí)，第一分頻器正常工作。
此外，圖10b是對(duì)于每一個(gè)變化的輸入頻率，第一分頻器的輸出頻率的幅度(magnitude)變化的測(cè)量，示出在大約3GHz-6GHz的范圍內(nèi)能夠獲得輸出信號(hào)的穩(wěn)定幅度。
圖10c是根據(jù)本發(fā)明的在第一分頻器中在0 DC偏置下的自振蕩頻率的測(cè)量。通常，理想的自振蕩頻率是輸出頻率的1.2-1.5倍，如圖10c所示，該曲線接近理想條件。
在使用圖8中示出的鎖存器的分頻器電路中，分頻比與連接成環(huán)形結(jié)構(gòu)的鎖存器數(shù)量成比例。即，如圖6所示，1/2分頻電路需要兩個(gè)鎖存器，1/4分頻電路需要4個(gè)鎖存器511-514。
在根據(jù)本發(fā)明的PLL系統(tǒng)中，圖8中示出的鎖存器用在第一分頻器46中，并且第二分頻器51用在預(yù)分頻器471中。
預(yù)分頻器471的雙模分頻器52具有如圖7所示的結(jié)構(gòu)。
參考圖7，雙模分頻器52包括相位選擇器521，用于根據(jù)吞咽計(jì)數(shù)器473施加的模式順序地選擇和輸出8個(gè)輸出信號(hào)Q(0)-Q(7)，其中，8個(gè)輸出信號(hào)Q(0)-Q(7)具有從第二分頻器51輸出的45度相差；以及D觸發(fā)器522，與時(shí)鐘信號(hào)同步，將從相位選擇器521輸出的信號(hào)輸出到輸出端fout。將D觸發(fā)器522的輸出信號(hào)施加到相位選擇器521作為時(shí)鐘信號(hào)，并且相位選擇器521與輸出信號(hào)同步以做出選擇。
圖9示出圖7中示出的雙模分頻器52的操作時(shí)序。
參考圖9，第一分頻器46的輸出信號(hào)fo的1/4分頻信號(hào)fo/4被輸入到雙模分頻器52的相位選擇器521作為8個(gè)相位延遲例如0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度、和315度的信號(hào)。
此外，吞咽計(jì)數(shù)器473施加的模式被輸入到相位選擇器521。
當(dāng)模式是邏輯0時(shí)，相位選擇器521輸出當(dāng)前選擇的相位(例如0)的1/4分頻信號(hào)fo/4，并且當(dāng)模式變?yōu)檫壿?時(shí)，相位選擇器521順序地選擇和周期性地輸出從當(dāng)前選擇的信號(hào)延遲45度的信號(hào)。然后，當(dāng)模式變回邏輯0時(shí)，繼續(xù)輸出先前選擇的信號(hào)(即，延遲45度的信號(hào))。即，每次改變模式，輸出的信號(hào)延遲1/8相差，為1/8*4，得到用于預(yù)分頻器47的輸入信號(hào)的1/2相差。因此，當(dāng)模式是邏輯1時(shí)，產(chǎn)生1/8.5分頻的信號(hào)。
圖11a示出輸入到上述預(yù)分頻器47中的相位選擇器521中的8相位信號(hào)，圖11b示出從吞咽計(jì)數(shù)器473中輸出的模式，其指示用于邏輯0的1/8分頻，用于邏輯1的1/8.5分頻。圖11c示出具有在此輸入的圖11b所示的模式的雙模分頻器52的輸出信號(hào)fout，并且圖11d示出在預(yù)分頻器47接收的輸入信號(hào)。
如上所述，本發(fā)明提供了數(shù)字分頻電路和使用數(shù)字分頻電路的鎖相環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明顯著地減小了現(xiàn)有技術(shù)中的分頻器和PLL系統(tǒng)的功率消耗。此外，在PLL系統(tǒng)中設(shè)置了N和N+0.5的雙模的脈沖吞咽分頻器，從而，在發(fā)送信道和接收信道之間以5MHz的信道間隔和2MHz的間隔產(chǎn)生所有Zigbee信道頻率。
雖然結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是很明顯，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在不脫離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種鎖相環(huán)系統(tǒng)，包括參考信號(hào)振蕩器，用于產(chǎn)生參考頻率信號(hào)；相頻檢測(cè)器，用于檢測(cè)在來自所述參考信號(hào)振蕩器的所述參考頻率信號(hào)與反饋信號(hào)之間的相位差和頻率差；電荷泵，用于將由所述相頻檢測(cè)器檢測(cè)出的所述相位差和頻率差轉(zhuǎn)換為預(yù)定電壓信號(hào)；壓控振蕩器，用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于從所述電荷泵輸出的所述電壓信號(hào)的頻率；第一分頻器，用于將所述壓控振蕩器的輸出頻率1/2分頻；以及脈沖吞咽分頻器，用于將來自所述第一分頻器的所述輸出信號(hào)1/P和1/P+0.5分頻，其中，P是等于或大于1的自然數(shù)，并且用于將分頻后的信號(hào)作為反饋信號(hào)提供到所述相頻檢測(cè)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)系統(tǒng)，還包括環(huán)路濾波器，用于從所述電荷泵輸出的電壓信號(hào)過濾出誤差信號(hào)，以補(bǔ)償反饋環(huán)路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)系統(tǒng)，其中，所述第一分頻器包括兩個(gè)鎖存器，連接成環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中，前端的輸出連接至后端的輸入，并且所述后端的輸出連接至所述前端的輸入；輸入端，共同連接至所述兩個(gè)鎖存器的時(shí)鐘端，用于將所述VCO的輸出信號(hào)用作所述鎖存器的時(shí)鐘信號(hào)；以及輸出端，用于將所述后端的所述鎖存器的輸出信號(hào)提供給所述脈沖吞咽分頻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)系統(tǒng)，其中，所述脈沖吞咽分頻器包括預(yù)分頻器，用于將從所述第一分頻器輸出的頻率1/P和1/(P+0.5)分頻；程序計(jì)數(shù)器，用于將從所述預(yù)分頻器輸出的信號(hào)1/M分頻，以輸出到所述相頻檢測(cè)器；以及吞咽計(jì)數(shù)器，用于根據(jù)由所述鎖相環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的頻率值，操作所述預(yù)分頻器進(jìn)行1/(P+0.5)分頻S/M小時(shí)，以及操作所述預(yù)分頻器進(jìn)行1/p分頻(M-S)/M小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎖相環(huán)系統(tǒng)，其中，所述預(yù)分頻器包括第二分頻器，用于將所述第一分頻器的輸出1/4分頻；以及雙模分頻器，用于根據(jù)所述吞咽計(jì)數(shù)器的控制，將所述第二分頻器的輸出頻率1/2或1/2.5分頻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎖相環(huán)系統(tǒng)，其中，所述第二分頻器包括四個(gè)鎖存器，連接成環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中，前端的輸出連接至后端的輸入，并且所述后端的輸出連接至所述前端的輸入；輸入端，共同連接至所述四個(gè)鎖存器的時(shí)鐘端，用于將來自所述第一分頻器的所述輸出信號(hào)用作所述四個(gè)鎖存器的時(shí)鐘信號(hào)；以及多個(gè)輸出端，用于將所述四個(gè)鎖存器中的每個(gè)的輸出信號(hào)輸出作為具有45度相差的8個(gè)相位的1/4分頻信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎖相環(huán)系統(tǒng)，其中，所述雙模分頻器包括相位選擇器，用于根據(jù)所述吞咽計(jì)數(shù)器的控制，從由所述第二分頻器的所述多個(gè)輸出端輸出的所述多個(gè)信號(hào)中選擇與所述當(dāng)前信號(hào)的相差為45度的信號(hào)；以及D觸發(fā)器，用于在D端子接收所述相位選擇器的輸出信號(hào)，所述D觸發(fā)器的輸出端連接至所述相位選擇器的時(shí)鐘端，以輸出所述相位選擇器的輸出信號(hào)，由此，所述雙模分頻器將來自第二分頻器的輸出信號(hào)1/2和1/2.5分頻。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的鎖相環(huán)，其中，每個(gè)所述鎖存器均包括第一晶體管對(duì)，為差動(dòng)結(jié)構(gòu)，其發(fā)射極彼此連接；第二晶體管對(duì)，為差動(dòng)結(jié)構(gòu)，其發(fā)射極彼此連接，并且其集電極連接至所述第一晶體管對(duì)的集電極；第三晶體管對(duì)，其發(fā)射極彼此連接，并且其基極和集電極彼此交叉連接；第四晶體管對(duì)，其發(fā)射極彼此連接，其基極和集電極彼此交叉連接，其集電極連接至所述第三晶體管對(duì)的集電極；輸入端，連接至所述第一和第二晶體管對(duì)的基極；輸出端，連接至所述第一到第四晶體管對(duì)的所有集電極；反饋電阻器，連接所述輸入端與所述輸出端；第一和第二開關(guān)晶體管，用于根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)在導(dǎo)通和截止之間進(jìn)行切換，以將功率提供給所述第一和第二晶體管對(duì)，所述第一開關(guān)晶體管設(shè)置在所述第一晶體管對(duì)的所述發(fā)射極和電源之間，并且所述第二開關(guān)晶體管設(shè)置在所述第二晶體管對(duì)的發(fā)射極和地之間；以及第三和第四開關(guān)晶體管，用于根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)在導(dǎo)通和截止之間進(jìn)行切換，以通過所述第一和第二開關(guān)晶體管將功率提供給所述第三和第四晶體管對(duì)，所述第三開關(guān)晶體管設(shè)置在所述第三晶體管對(duì)的所述發(fā)射極和電源之間，并且所述第四開關(guān)晶體管設(shè)置在所述發(fā)射極和地之間。
9.一種分頻器，包括多個(gè)鎖存器，為環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中，輸入端和輸出端級(jí)聯(lián)連接，并且最末端鎖存器的輸出連接至第一端鎖存器的輸入；輸入端，共同連接至所有鎖存器的時(shí)鐘端，將分頻后的信號(hào)輸入到所述鎖存器；以及多個(gè)輸出端，連接至所述鎖存器的多個(gè)輸出端，輸出具有不同相位的分頻信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分頻器，所述每個(gè)鎖存器均包括第一晶體管對(duì)，為差動(dòng)結(jié)構(gòu)，其發(fā)射極彼此連接；第二晶體管對(duì)，為差動(dòng)結(jié)構(gòu)，其發(fā)射極彼此連接，并且其集電極連接至所述第一晶體管對(duì)的集電極；第三晶體管對(duì)，發(fā)射極彼此連接，并且其基極和集電極彼此交叉連接；第四晶體管對(duì)，其發(fā)射極彼此連接，其基極和集電極彼此交叉連接，其集電極連接至所述第三晶體管對(duì)的集電極；輸入端，連接至所述第一和第二晶體管對(duì)的基極；輸出端，連接至所述第一到第四晶體管對(duì)的所有集電極；第一和第二開關(guān)晶體管，用于根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)導(dǎo)通和截止，以將功率提供給所述第一和第二晶體管對(duì)，所述第一開關(guān)晶體管設(shè)置在所述第一晶體管對(duì)的所述發(fā)射極和電源之間，第二開關(guān)晶體管設(shè)置在所述第二晶體管對(duì)的所述發(fā)射極和地之間；以及所述第三和第四開關(guān)晶體管，用于根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)在導(dǎo)通和截止之間進(jìn)行切換，以將功率提供給所述第三和第四晶體管對(duì)，用于與所述第一和第二開關(guān)晶體管輪流使用，所述第三開關(guān)晶體管設(shè)置在所述第三晶體管對(duì)的所述發(fā)射極和電源之間，并且所述第四開關(guān)晶體管設(shè)置在所述發(fā)射極和地之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分頻器，其中，每個(gè)所述鎖存器還包括連接所述輸入端和所述輸出端的反饋電阻器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述分頻器，其中，連接成環(huán)形結(jié)構(gòu)的鎖存器的數(shù)量與所述分頻器的分頻比成比例。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字化操作并且能夠滿足Zigbee標(biāo)準(zhǔn)的分頻器，以及使用該分頻器的鎖相環(huán)。分頻器包括環(huán)形結(jié)構(gòu)的多個(gè)鎖存器，后端鎖存器的輸出連接至前端鎖存器的輸入。分頻器還包括共同連接至鎖存器的時(shí)鐘端的輸入端，用于接收被分頻的信號(hào)；以及多個(gè)輸出端，連接至鎖存器的輸出端，用于輸出不同相位的分頻信號(hào)。本發(fā)明的鎖相環(huán)系統(tǒng)具有分頻裝置，其使用分頻器將輸出頻率1/P和1/P+0.5分頻，從而以5MHz的間隔產(chǎn)生Zigbee信道頻率。
文檔編號(hào)H03L7/16GK1870438SQ20061007843
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者金明洙 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社