一種具有初始相位同步功能的頻率綜合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及頻率綜合器，尤其涉及一種具有初始相位同步功能的頻率綜合器。
【背景技術(shù)】
[0002]鎖相環(huán)頻率綜合器的主要功能是通過(guò)一個(gè)精準(zhǔn)的低頻時(shí)鐘(如溫度補(bǔ)償?shù)木w振蕩器)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的高頻(或射頻)時(shí)鐘，用以對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，該模塊被廣泛的應(yīng)用于目前的射頻收發(fā)機(jī)中。
[0003]在當(dāng)前的射頻收發(fā)應(yīng)用中，鎖相環(huán)頻率綜合器一般和其他射頻模擬前端以及數(shù)字基帶電路集成在同一塊襯底上，而當(dāng)前的混合信號(hào)集成電路的工藝仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的片上電感，繼而影響鎖相環(huán)路當(dāng)中壓控振蕩器的噪聲特性。為了綜合產(chǎn)生高質(zhì)量的載波頻率信號(hào)，一般會(huì)選在較小的環(huán)路帶寬以及較小的壓控振蕩器增益。
[0004]常見(jiàn)的電荷栗鎖相環(huán)頻率綜合器的系統(tǒng)框圖如圖1所示。其主要環(huán)路有第一分頻器21、鑒頻鑒相器22、電荷栗23、低通濾波器24、壓控振蕩器25以及第二分頻器26、VC0(壓控振蕩器)校正模塊28組成。VCO (壓控振蕩器)校正模塊28具體功能如下文描述，對(duì)壓控振蕩器25的開(kāi)關(guān)電容進(jìn)行校正。
[0005]在保證足夠頻率覆蓋范圍的前提下，實(shí)現(xiàn)較小的壓控振蕩器增益，比較流行的做法是用離散的開(kāi)關(guān)電容陣列對(duì)壓控振蕩器25進(jìn)行頻率切換，每一個(gè)開(kāi)關(guān)電容取值對(duì)應(yīng)壓控振蕩器頻率-電壓曲線的一個(gè)子帶。而在每個(gè)子帶上，壓控振蕩器25又通過(guò)控制電壓實(shí)現(xiàn)連續(xù)的模擬頻率控制。
[0006]當(dāng)前的鎖相環(huán)頻率綜合器一般會(huì)按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行頻率綜合，環(huán)路成功鎖定后會(huì)輸出一個(gè)固定頻率:
[0007]1.通過(guò)設(shè)定第二分頻器26的分頻比來(lái)設(shè)定載波頻率；
[0008]2.斷開(kāi)鎖相環(huán)路，并將控制電壓固定在電源電壓的一般，對(duì)壓控振蕩器25的開(kāi)關(guān)電容陣列進(jìn)行校正，找到合適的頻率子帶；
[0009]3.閉合鎖相環(huán)路，通過(guò)環(huán)路的負(fù)反饋特性達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0010]上述頻率綜合器在進(jìn)入第三步流程的初期會(huì)存在這樣一個(gè)異常飽和狀態(tài)。鎖相環(huán)路閉合初期，壓控振蕩器25的開(kāi)關(guān)電容陣列校正已經(jīng)完成，即使此時(shí)第二分頻器26的輸出信號(hào)(FDIV)和第一分頻器21的輸出信號(hào)(FREF)在頻率上較為接近，也有可能二者的相位存在較大的偏差。由于壓控振蕩器25和輸入的參考時(shí)鐘是完全不相關(guān)的，因此上述相位偏差的大小是完全隨機(jī)的，其取值范圍分布在[]之間。
[0011]如果FREF的相位超前于FDIV的相位，那么鑒頻鑒相器22的將輸出UP信號(hào)，此時(shí)電荷栗23的充電支路將會(huì)對(duì)低通濾波器24進(jìn)行充電，使得壓控振蕩器25的控制電壓升高(以負(fù)增益的壓控振蕩器25為例)。如果FREF的相位落后于FDIV的相位，那么鑒頻鑒相器22將輸出down信號(hào)，此時(shí)電荷栗23的放電支路將會(huì)對(duì)低通濾波器24進(jìn)行放電，使得壓控振蕩器25的控制電壓降低。如果鎖相環(huán)路閉合初期FREF和FDIV的初始相差較大，會(huì)使得壓控振蕩器25的控制電壓很容易沖到電源電壓或者地電壓，稱之為鎖相環(huán)的異常飽和區(qū)。電荷栗23的電流和壓控振蕩器25的增益越小，上述異常飽和區(qū)維持的時(shí)間越長(zhǎng)，這將大大降低頻率綜合器的鎖定速度。FREF和FDIV的初始相差導(dǎo)致的異常飽和示意圖如圖2、3所不O
[0012]上述問(wèn)題在低參考頻率和高性能頻率綜合器中尤其明顯，因?yàn)檩^低的環(huán)路帶寬必需要求較小的電荷栗電流以及較小的壓控振蕩器增益，這將使得在某些極端情況下頻率綜合器需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能退出異常飽和區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種具有初始相位同步功能的頻率綜合器，可以確保頻率綜合器在鎖定初期不進(jìn)入異常飽和區(qū)、從而提高鎖定速度。
[0014]本實(shí)用新型提供了一種具有初始相位同步功能的頻率綜合器，包括第一分頻器、鑒頻鑒相器、電荷栗、低通濾波器、壓控振蕩器、第二分頻器和VCO校正模塊，還包括相位同步器，其中，所述第一分頻器的輸出端與所述鑒頻鑒相器的輸入端連接，所述鑒頻鑒相器的輸出端與所述電荷栗的輸入端連接，所述電荷栗的輸出端與所述低通濾波器的輸入端連接，所述低通濾波器的輸出端與所述壓控振蕩器連接，所述壓控振蕩器的輸出端與所述第二分頻器的輸入端連接，所述第二分頻器的輸出端分別與所述鑒頻鑒相器、VCO校正模塊的輸入端連接，所述VCO校正模塊的輸出端與所述壓控振蕩器連接，所述第一分頻器的輸出端、第二分頻器的輸出端分別與所述相位同步器的輸入端連接，所述相位同步器的輸出端與所述第二分頻器的輸入端連接。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一分頻器的輸入信號(hào)為參考頻率，所述相位同步器的輸入信號(hào)為所述第一分頻器的輸出信號(hào)、第二分頻器的輸出信號(hào)，所述鑒頻鑒相器的輸入信號(hào)為所述第一分頻器的輸出信號(hào)、第二分頻器的輸出信號(hào)。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二分頻器連接有頻率設(shè)定器。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)上述方案，本實(shí)用新型可以確保在任何情況(FREF和FDIV的初始相差是隨機(jī)的)下頻率綜合器在閉環(huán)之后進(jìn)行鎖定時(shí)，鎖相環(huán)路都不會(huì)進(jìn)入異常飽和區(qū)，避免頻率綜合器在極端情況下長(zhǎng)時(shí)間的停留在飽和區(qū)，從而顯著減小鎖定時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)頻率綜合器的系統(tǒng)框圖；
[0019]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中FREF相位領(lǐng)先時(shí)飽和示意圖；
[0020]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中FREF相位落后時(shí)飽和示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型提供的一種頻率綜合器的系統(tǒng)框圖；
[0022]圖5是本實(shí)用新型和現(xiàn)有頻率綜合器的鎖定曲線對(duì)比。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]如圖4、5所示，一種具有初始相位同步功能的頻率綜合器，包括第一分頻器21、鑒頻鑒相器22、電荷栗23、低通濾波器24、壓控振蕩器25、第二分頻器26和VCO校正模塊28，還包括相位同步器27，其中，所述第一分頻器21的輸出端與所述鑒頻鑒相器22的輸入端連接，所述鑒頻鑒相器22的輸出端與所述電荷栗23的輸入端連接，所述電荷栗23的輸出端與所述低通濾波器24的輸入端連接，所述低通濾波器24的輸出端與所述壓控振蕩器25連接，所述壓控振蕩器25的輸出端與所述第二分頻器26的輸入端連接，所述第二分頻器26的輸出端分別與所述鑒頻鑒相器22、VC0校正模塊28的輸入端連接，所述VCO校正模塊28的輸出端與所述壓控振蕩器25連接，所述第一分頻器21的輸出端、第二分頻器26的輸出端分別與所述相位同步器27的輸入端連接，所述相位同步器27的輸出端與所述第二分頻器26的輸入端連接。
[0025]如圖4、5所示，所述第一分頻器21的輸入信號(hào)為參考頻率，所述相位同步