專利名稱：一種帶有正交相位誤差校準(zhǔn)的二分頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于射頻微波通訊的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及其中的本振產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)：
目前，在系統(tǒng)集成度越來越高的要求下，現(xiàn)在幾乎所有的收發(fā)機(jī)都內(nèi)置本振產(chǎn)生電路。本振產(chǎn)生電路一般包括壓控振蕩器和鎖相環(huán)電路以及本振處理電路。本振處理電路一般包括三個(gè)方面的內(nèi)容一是本振的頻率變換，在零中頻電路中一般是除二，二是正交信號(hào)的產(chǎn)生，三是本振信號(hào)的放大，本發(fā)明主要涉及處理前兩個(gè)方面的正交除二分頻器。一般本振的除二分頻器包括兩類一是窄帶的基于超諧波注入鎖定，二是寬帶的基于主從D觸發(fā)器。第一類通過給一個(gè)振蕩注入一個(gè)較強(qiáng)的二倍頻信號(hào)，牽引振蕩器并使之鎖定到所注入的信號(hào)的1/2頻率。這類電路功耗較低，但是存在兩個(gè)問題一是工作的頻率比較窄，限制了其在現(xiàn)代通信系統(tǒng)的應(yīng)用，二是電路本身不能產(chǎn)生正交的本振信號(hào)，必須使用其他的濾波整相電路，這就會(huì)帶來本振信號(hào)功率的損耗。第二類結(jié)構(gòu)的寬帶特性決定了速度和功耗成為一對(duì)矛盾，也就是說速度的提高必定以高功耗作為代價(jià)。再有，第二類結(jié)構(gòu)信號(hào)通路上器件(如兩個(gè)觸發(fā)器或者鎖存器的器件)不匹配或者聯(lián)想的不匹配也會(huì)引入額外的相位誤差，而且還收輸入信號(hào)的占空比的影響，當(dāng)占空比不是50%時(shí)，正交性能會(huì)惡化。本振I，Q兩路信號(hào)的相位不匹配會(huì)嚴(yán)重影響通信系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)性能。目前常見的本振產(chǎn)生電路的除二分頻器，如

圖1所示，利用兩個(gè)D鎖存器構(gòu)成的主從式D觸發(fā)器，然后由D觸發(fā)器輸入和輸出相連構(gòu)成一個(gè)高速二分頻器，如果輸入信號(hào)是占空比為50%的全差分信號(hào)，則主鎖存器和從鎖存器的輸出信號(hào)就是差分的正交信號(hào)。圖2所示的是沒有相位誤差校準(zhǔn)的普通SCL 二分頻器，先以產(chǎn)生I通路信號(hào)的主鎖存器為例，其中R1、R2為偏置電阻，在CMOS工藝，這兩個(gè)電阻可以是多晶硅電阻、阱電阻、 擴(kuò)散區(qū)有源電阻和工作在線性區(qū)的PMOS管；M5、M6兩個(gè)構(gòu)成一對(duì)NMOS互耦對(duì)，形成一個(gè)負(fù)阻，主要是保持輸出信號(hào)；M3、M4組成一對(duì)差分對(duì)，主要是傳輸、放大輸入信號(hào)到輸出端； M1、M2兩個(gè)是控制電流源的開關(guān)，Ml的控制信號(hào)為輸入時(shí)鐘CLKp，M2的控制信號(hào)為輸入時(shí)鐘的反相信號(hào)CLKn。這兩個(gè)晶體管切換導(dǎo)通，控制著鎖存器在傳輸和保持兩個(gè)狀態(tài)間轉(zhuǎn)換。 晶體管MI是主鎖存器的尾電流源，由外部偏置電路提供控制電壓Vbias。從鎖存器的結(jié)構(gòu)和主鎖存器一致，其中R3、R4為偏置電阻；M11、M12兩個(gè)構(gòu)成一對(duì) NMOS互耦對(duì)，形成一個(gè)負(fù)阻，保持輸出信號(hào)；M9、MlO組成一對(duì)差分對(duì)，主要是傳輸、放大輸入信號(hào)到輸出端；M7、M8兩個(gè)是控制電流源的開關(guān)，M8的控制信號(hào)為輸入時(shí)鐘CLKp，M7的控制信號(hào)為輸入時(shí)鐘的反相信號(hào)CLKn。晶體管MQ是主鎖存器的尾電流源，由外部偏置電路提供控制電壓Vbias。由于器件和連線的不匹配，這個(gè)二分頻器I、Q兩路正交信號(hào)存在相位失配。如果二分頻器信號(hào)通路上器件不匹配或者連線的不匹配會(huì)映入額外的相位誤差， 而且當(dāng)輸入差分信號(hào)的占空比不是50%或者不是完全差分信號(hào)，正交性能也會(huì)惡化，因此需要添加校準(zhǔn)電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于利用主、從觸發(fā)器構(gòu)成的二分頻器的正交失配問題，提供一種帶有正交相位誤差校準(zhǔn)的二分頻器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為帶有正交相位誤差校準(zhǔn)的二分頻器，包括產(chǎn)生I通路信號(hào)的主鎖存器和產(chǎn)生Q通路信號(hào)的從鎖存器，所述的主鎖存器的尾
電流源是由MIUMI2......MIN這N個(gè)NMOS晶體管組成的校準(zhǔn)電路，MI1、MI2......MIN這N個(gè)
晶體管的柵極分別由IB1、IB2……IBN這N個(gè)控制信號(hào)來控制，從而控制著主鎖存器的偏置電流的大??；所述的從鎖存器的尾電流源是由MQ1、MQ2……MQN這N個(gè)NMOS晶體管組成的校準(zhǔn)電路，MQl、MQ2……MQN這N個(gè)晶體管的柵極分別由QBl、QB2……QBN這N個(gè)控制信號(hào)來控制，從而控制著從鎖存器的偏置電流的大小。本發(fā)明通過利用2N位控制字(IBl……IBN和QBl……QBN)分別控制著主鎖存器、 從鎖存器的偏置電流的大小，從而改變I路或著Q路信號(hào)的延遲來校準(zhǔn)I、Q兩路正交信號(hào)的相位失配。所述的控制字控制主鎖存器、從鎖存器的偏置電流的大小具體推導(dǎo)如下
如I路信號(hào)的相位比Q路信號(hào)的相位提前，也就是I路的信號(hào)傳輸延遲T小于Q路的信號(hào)傳輸延遲，兩路正交信號(hào)產(chǎn)生了相位失配，開始減小I支路(主鎖存器)的偏置電流，也就是減小控制字IBN……IBl的值，這樣根據(jù)下面的電容充放電方程
其中是鎖存器狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)的充電(或放電)平均電流，c^是鎖存器輸出等效負(fù)載電容，Δ『。~是輸出信號(hào)的擺幅， 是鎖存器的轉(zhuǎn)換時(shí)間是傳輸延遲時(shí)間，
由式子(2)可知，在輸出信號(hào)擺幅、輸出等效負(fù)載電容不變的前提下，鎖存器的傳輸延遲時(shí)間7_與平均充電(放電)電流成反比，而^近似等于鎖存器的偏置電流，所以通過減小I通路的偏置電流值，就可以增大I通路的延遲時(shí)間根據(jù)相位和延遲時(shí)間的關(guān)系式
權(quán)利要求
1. 一種帶有正交相位誤差校準(zhǔn)的二分頻器，包括產(chǎn)生I通路信號(hào)的主鎖存器和產(chǎn)生Q 通路信號(hào)的從鎖存器，其特征在于所述的主鎖存器的尾電流源是由Mil、MI2……MIN這N 個(gè)NMOS晶體管組成的校準(zhǔn)電路，MI1、MI2……MIN這N個(gè)晶體管的柵極分別由IB1、IB2…… IBN這N個(gè)控制信號(hào)來控制，從而控制著主鎖存器的偏置電流的大?。凰龅膹逆i存器的尾電流源是由MQ1、MQ2......MQN這N個(gè)匪OS晶體管組成的校準(zhǔn)電路，MQ1、MQ2......MQN這N個(gè)晶體管的柵極分別由QB1、QB2……QBN這N個(gè)控制信號(hào)來控制，從而控制著從鎖存器的偏置電流的大小。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種帶有正交相位誤差校準(zhǔn)的二分頻器，其特征在于通過利用2N位控制字(IBl……IBN和QBl……QBN)分別控制著主鎖存器、從鎖存器的偏置電流的大小，從而改變I路或著Q路信號(hào)的延遲來校準(zhǔn)I、Q兩路正交信號(hào)的相位失配。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種帶有正交相位誤差校準(zhǔn)的二分頻器，其特征在于所述的控制字控制主鎖存器、從鎖存器的偏置電流的大小具體推導(dǎo)如下如I路信號(hào)的相位比Q路信號(hào)的相位提前，也就是I路的信號(hào)傳輸延遲T小于Q路的信號(hào)傳輸延遲，兩路正交信號(hào)產(chǎn)生了相位失配，開始減小I支路(主鎖存器)的偏置電流，也就是減小控制字IBN……IBl的值，這樣根據(jù)下面的電容充放電方程
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶有正交相位誤差校準(zhǔn)的二分頻器。帶有正交相位誤差校準(zhǔn)的二分頻器，包括產(chǎn)生I通路信號(hào)的主鎖存器和產(chǎn)生Q通路信號(hào)的從鎖存器，其特征在于所述的主鎖存器的尾電流源是由MI1、MI2……MIN這N個(gè)NMOS晶體管組成的校準(zhǔn)電路，MI1、MI2……MIN這N個(gè)晶體管的柵極分別由IB1、IB2……IBN這N個(gè)控制信號(hào)來控制，從而控制著主鎖存器的偏置電流的大??；所述的從鎖存器的尾電流源是由MQ1、MQ2……MQN這N個(gè)NMOS晶體管組成的校準(zhǔn)電路，MQ1、MQ2……MQN這N個(gè)晶體管的柵極分別由QB1、QB2……QBN這N個(gè)控制信號(hào)來控制，從而控制著從鎖存器的偏置電流的大小。本發(fā)明增加了控制字，調(diào)節(jié)鎖存器偏置電流，校準(zhǔn)了SCL結(jié)構(gòu)的二分頻器的正交兩路信號(hào)的相位誤差。
文檔編號(hào)H03L7/06GK102299707SQ20111010687
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者李正平, 林榮, 王明照 申請(qǐng)人:廣州潤(rùn)芯信息技術(shù)有限公司