專利名稱：相位選擇可編程分頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于鎖相環(huán)的頻率綜合器，尤其涉及一種基于鎖相環(huán) 的頻率綜合器中的相位選擇可編程分頻器。
背景技術(shù)：
眾所周知，可編程分頻器是基于鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)的頻率綜合器的組成單元 之一，頻率綜合器廣泛應(yīng)用在如接收機(jī)里用于產(chǎn)生本振信號(hào)或在發(fā)射機(jī)里 面用于產(chǎn)生載頻本振信號(hào)。
現(xiàn)有的可編程分頻器主要為最小分頻只能為整數(shù)的整數(shù)分頻器
(integer-AO和采用重定時(shí)(retiming)控制相位選擇的分?jǐn)?shù)分頻器 (fractional-A)，但是這兩種可編程分頻器均存在著一定的缺點(diǎn)。其中， 采用整數(shù)分頻數(shù)的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)存在兩個(gè)潛在問題第一，當(dāng)可選擇的參考 時(shí)鐘頻率與鎖相環(huán)輸出信號(hào)頻率不存在整數(shù)倍關(guān)系時(shí)，這種鎖相環(huán)無法使 用，也就是頻率精度非常有限；第二，在很多應(yīng)用中，采用整數(shù)分頻器的 鎖相環(huán)往往要選取一個(gè)很低的參考時(shí)鐘頻率，使得這類可編程鎖相環(huán)的環(huán) 路帶寬不能選得很大，從而會(huì)增加鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間。相比整數(shù)分頻器， 具有小數(shù)精度的分?jǐn)?shù)分頻器就沒有上述的限制。然而，采用重定時(shí) (retiming)控制相位選擇的分?jǐn)?shù)分頻器在實(shí)際工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生諸如毛剌 (glitch)等現(xiàn)象，而且過于復(fù)雜的控制邏輯也容易導(dǎo)致整個(gè)分頻器的不 穩(wěn)定或?qū)е逻壿嫵鲥e(cuò)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種相位選擇可編程分頻器，可簡 化相位選擇控制邏輯的產(chǎn)生過程，并可避免毛刺的產(chǎn)生，從而降低整個(gè)可 編程分頻器的出錯(cuò)幾率；另外，還可以實(shí)現(xiàn)小數(shù)分頻值，同時(shí)可增加參考 時(shí)鐘的頻率，改善頻率綜合器的相位噪聲。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種相位選擇可編程分頻器，包括: 2分頻電路、相位選擇開關(guān)電路、Tl/分頻電路和相位選擇產(chǎn)生電路；
所述2分頻電路，為具有正交輸出特性的2分頻電路，其輸入信號(hào)的頻 率為系統(tǒng)實(shí)際工作頻率的2倍，而其輸出信號(hào)為4個(gè)相位差為90度的信號(hào)；
所述相位選擇開關(guān)電路，用于在由所述相位選擇產(chǎn)生電路所輸出的切換
控制信號(hào)Sel—0、 Sel—90、 SelJ80和Sel一270的控制下，選擇輸出所述4個(gè) 相位差為90度的信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行輸出；
所述M分頻電路，用于接收所述相位選擇開關(guān)電路的輸出信號(hào)/i，并 將該信號(hào)/sEJS行M分頻后輸出，而且在每進(jìn)行完一次M分頻后，控制輸出觸 發(fā)控制信號(hào)>給所述相位選擇產(chǎn)生電路；
所述相位選擇產(chǎn)生電路，用于在所述觸發(fā)控制信號(hào)/FB的控制下，連續(xù) 向所述相位選擇開關(guān)電路發(fā)送0 3個(gè)切換控制信號(hào)Se1—0、 Sel—90、 Sel—180 和Sel一270，實(shí)現(xiàn)最小為O. 25的分頻值。
本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有這樣的有益效果，即在相位選 擇產(chǎn)生電路中只需要一個(gè)累加器，從而簡化了相位選擇邏輯的產(chǎn)生過程， 提高了整個(gè)分頻器的穩(wěn)定性，并且避免了相位選擇過程中毛剌的產(chǎn)生，大 大降低了整個(gè)分頻器出錯(cuò)的幾率；同時(shí)，通過預(yù)先得到工作在系統(tǒng)實(shí)際工
作頻率的四個(gè)相位相差90度的信號(hào)，并讓所述相位選擇產(chǎn)生電路在^T分頻
器所輸出的觸發(fā)信號(hào)的控制下，輸出用來控制相位選擇開關(guān)電路由一個(gè)相
位的信號(hào)切換到另一個(gè)相位信號(hào)的切換控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了最小為O. 25 的分頻值，即相當(dāng)于將參考時(shí)鐘頻率提高到了原來的4倍，等效于 Sigma-Delta調(diào)制器的采樣頻率提高到了原來的4倍，從而有效降低了鎖相 環(huán)的帶內(nèi)相位噪聲，大大改善了頻率綜合器的整體相位噪聲。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 圖1為本發(fā)明所述相位選擇可編程分頻器的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明所述相位選擇產(chǎn)生電路的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明當(dāng)M分頻器中M為2時(shí)的時(shí)序邏輯圖。
具體實(shí)施例方式
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，本發(fā)明所述相位選擇可編程分頻器包 括2分頻電路、相位選擇開關(guān)電路、相位選擇產(chǎn)生電路和M分頻電路。
所述2分頻電路為一具有正交輸出特性的2分頻電路，在本發(fā)明中， 該2分頻電路的輸入信號(hào)的頻率為系統(tǒng)實(shí)際工作頻率的2倍，即2*A。， 其輸出信號(hào)為4個(gè)相位差為90度的信號(hào)/p。、 /P9。、 /國和/P27Q，本領(lǐng)域的一 般工作人員應(yīng)該可以知道，這4個(gè)輸出信號(hào)的頻率與系統(tǒng)實(shí)際工作頻率相 同。
所述相位選擇開關(guān)電路，用于在由所述相位選擇產(chǎn)生電路所輸出的切 換控制信號(hào)SelJ)、 Sel—90、 Sel—180和Sel—270的控制下，選擇輸出所 述4個(gè)相位差為90度的信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行輸出。在圖1所示的實(shí)施例中，
當(dāng)Sel—0為1時(shí)，該相位選擇開關(guān)電路選擇輸出的信號(hào)/亂為/PQ;當(dāng)Sel—90 為1時(shí)，該相位選擇開關(guān)電路的選擇輸出的信號(hào)/sEL為/p9。；當(dāng)Sel—180為 1時(shí)，該相位選擇開關(guān)電路選擇輸出的信號(hào)/弧為如。；當(dāng)Sel—270為1時(shí)，
該相位選擇開關(guān)電路選擇輸出的信號(hào)/sel為/p27。。
所述M分頻電路，接收所述相位選擇開關(guān)電路的輸出信號(hào)/g，并將 該信號(hào)/sa進(jìn)行M分頻后輸出信號(hào)/pfd，并且在信號(hào)/^每進(jìn)行完一次M分
頻后，都會(huì)控制輸出一個(gè)觸發(fā)控制信號(hào)/fb給所述相位選擇產(chǎn)生電路，以
啟動(dòng)相位切換。其中M可以是任意大于等于2的整數(shù)。
所述相位選擇產(chǎn)生電路，用于在所述觸發(fā)控制信號(hào)/FB的控制下，連 續(xù)向所述相位選擇開關(guān)電路發(fā)送0 3個(gè)切換控制信號(hào)Sel—0、 Sel—90、 Sel_180和Sel—270，以實(shí)現(xiàn)最小為0. 25的分頻值。其中，每次發(fā)出的切 換控制信號(hào)Se1—0、 Sel—90、 Sel—180和Sel—270中，只有一個(gè)信號(hào)的值 為l。如圖2所示，該所述相位選擇產(chǎn)生電路包括延遲電路、2位累加 器和譯碼電路。所述延遲電路，用于在接收到觸發(fā)控制信號(hào)/fb吋，產(chǎn)生0 3個(gè)延遲脈沖，即相當(dāng)于給所述2位累加器產(chǎn)生0 3個(gè)觸發(fā)時(shí)鐘，從而 確定了在每次接收到觸發(fā)控制信號(hào)/fb時(shí)，所述2位累加器的累加次數(shù)(0 、 1、 2或3次)。在本實(shí)施例中，所述延遲脈沖的個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際使用情況， 通過延遲設(shè)置信號(hào)來進(jìn)行設(shè)置。所述2位累加器，用于在所述延遲電路輸 出信號(hào)的控制下，每接收到一個(gè)延遲脈沖，即進(jìn)行往前加1的累加計(jì)算， 然后將2位的累加結(jié)果輸出給所述譯碼電路。在本實(shí)施例中，所述2位累 加器的初始值可通過初始設(shè)置位來進(jìn)行設(shè)置。所述譯碼電路，用于將其所 接收到所述2位累加信號(hào)譯碼成4位的切換控制信號(hào)Sel一O、 Sel—90、Sel—180和Sel一270。在本發(fā)明中，由于在該相位選擇產(chǎn)生電路中只需要 一個(gè)2位累加器，并且每當(dāng)該2位累加器每往前加1時(shí)，相位選擇就進(jìn)行 一次，選擇到下一個(gè)l/4延遲的信號(hào)，然后不斷循環(huán)往復(fù)，因此這種簡單 的邏輯大大簡化了本發(fā)明所述相位選擇可編程分頻器實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和難 度，從而增加了其穩(wěn)定性和可靠性。
根據(jù)上面的描述，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)該知道，在本發(fā)明所述相 位選擇可編程分頻器中，所述相位選擇開關(guān)電路的輸出信號(hào)(/seJ的周 期比沒有進(jìn)行相位選擇前的信號(hào)至少多1/4個(gè)周期，即相當(dāng)于經(jīng)過一次相 位選擇后，信號(hào)/sEL的頻率相對(duì)于系統(tǒng)實(shí)際的工作頻率減小了0.25。該信 號(hào)/^再通過一個(gè)預(yù)除為M的分頻器后，就能實(shí)現(xiàn)(M+0.25)的功能。 而通過控制在每接收到一個(gè)觸發(fā)控制信號(hào)力B時(shí)，控制對(duì)所述相位選擇產(chǎn) 生電路中2位累加器的累加次數(shù)，在一個(gè)長周期內(nèi)(頻率為/pFD)可實(shí)現(xiàn) 0 3次相位選擇輸出，因此就能實(shí)現(xiàn)頻率為M、 7^+0.25、 M+2x0.25及 ^T+3x0.25的可編程分頻功能。根據(jù)前文的描述，由于本發(fā)明所述相位選 擇可編程分頻實(shí)現(xiàn)了最小為0. 25的分頻值，這相對(duì)于分頻精度為整數(shù)的 分頻器而言精度提高了 4倍，這相當(dāng)于將參考時(shí)鐘頻率提高到了原來的4 倍，等效于Sigraa-Delta調(diào)制器的采樣頻率提高到了原來的4倍，從而有 效降低了鎖相環(huán)的帶內(nèi)相位噪聲，改善了頻率綜合器的整體相位噪聲。
為了更清楚地說明上述原理，通過圖3所示的應(yīng)用實(shí)例，來說明M 分頻器為2分頻器時(shí)，各相關(guān)信號(hào)的時(shí)序邏輯，通過該圖可清楚地看出本 發(fā)明所述可編程分頻器實(shí)現(xiàn)M+0. 25和^T+2x0. 25的分頻效果時(shí)的信號(hào)變 化過程。
權(quán)利要求
1、一種相位選擇可編程分頻器，其特征在于，包括2分頻電路、相位選擇開關(guān)電路、M分頻電路和相位選擇產(chǎn)生電路；所述2分頻電路，為具有正交輸出特性的2分頻電路，其輸入信號(hào)的頻率為系統(tǒng)實(shí)際工作頻率的2倍，而其輸出信號(hào)為4個(gè)相位差為90度的信號(hào)；所述相位選擇開關(guān)電路，用于在由所述相位選擇產(chǎn)生電路所輸出的切換控制信號(hào)Sel_0、Sel_90、Sel_180和Sel_270的控制下，選擇輸出所述4個(gè)相位差為90度的信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行輸出；所述M分頻電路，用于接收所述相位選擇開關(guān)電路的輸出信號(hào)fSEL，并將該信號(hào)fSEL進(jìn)行M分頻后輸出，而且在每進(jìn)行完一次M分頻后，控制輸出觸發(fā)控制信號(hào)fFB給所述相位選擇產(chǎn)生電路；所述相位選擇產(chǎn)生電路，用于在所述觸發(fā)控制信號(hào)fFB的控制下，連續(xù)向所述相位選擇開關(guān)電路發(fā)送0～3個(gè)切換控制信號(hào)Sel_0、Sel_90、Sel_180和Sel_270，實(shí)現(xiàn)最小為0.25的分頻值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相位選擇可編程分頻器，其特征在于，所述 相位選擇產(chǎn)生電路包括延遲電路、2位累加器和譯碼電路；所述延遲電路，用于在接收到觸發(fā)控制信號(hào)^時(shí)，實(shí)現(xiàn)0 3個(gè)延遲脈沖；所述2位累加器，用于在所述延遲電路輸出信號(hào)的控制下，每接收到一 延遲脈沖，即進(jìn)行往前加l的累加計(jì)算，然后將2位的累加結(jié)果輸出給所述 譯碼電路；所述譯碼電路，用于將其所接收到所述2位累加信號(hào)譯碼成4位的切換控制信號(hào)Sel—0、 Sel—90、 Sel—180和Sel—270。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相位選擇可編程分頻器，其特征在于，所 ^M分頻電路中的M可以是任意大于等于2的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相位選擇可編程分頻器，在相位選擇產(chǎn)生電路中只需要一個(gè)累加器，從而簡化了相位選擇邏輯的產(chǎn)生過程，提高了整個(gè)分頻器的穩(wěn)定性，并且避免了相位選擇過程中毛刺的產(chǎn)生，降低了整個(gè)分頻器出錯(cuò)的幾率；同時(shí)，通過預(yù)先得到工作在系統(tǒng)實(shí)際工作頻率的四個(gè)相位相差90度的信號(hào)，并讓相位選擇產(chǎn)生電路在M分頻器所輸出的觸發(fā)信號(hào)的控制下，輸出用來控制相位選擇開關(guān)電路由一個(gè)相位的信號(hào)切換到另一個(gè)相位信號(hào)的切換控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了最小為0.25的分頻值，使得參考時(shí)鐘頻率提高到了原來的4倍，即等效于Sigma-Delta調(diào)制器的采樣頻率增加到了原來的4倍，從而有效降低了鎖相環(huán)的帶內(nèi)相位噪聲，改善了頻率綜合器的整體相位噪聲。
文檔編號(hào)H03K23/00GK101378259SQ20071009405
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者楊勝君, 魏述然 申請(qǐng)人:銳迪科微電子(上海)有限公司