專利名稱：可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻集成電路領(lǐng)域，具體涉及一種可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻 帶頻率合成器。
背景技術(shù)：
目前無線通訊系統(tǒng)的發(fā)展速度非?？欤脖辉絹碓蕉嗟膽?yīng)用于醫(yī)療通 信、電子設(shè)備通訊領(lǐng)域。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，系統(tǒng)集成通訊芯片設(shè) 計(jì)漸漸成為可能并有相應(yīng)的產(chǎn)品出現(xiàn)。頻率合成技術(shù)是通信電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 高性能指標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，很多現(xiàn)代電子設(shè)備和系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)都直接 依賴于所用頻率合成器的性能，因此頻率合成器被人們喻為眾多電子系統(tǒng)的"心臟"。能夠集成于芯片中的頻率合成器也得到了射頻ic工程師的青睞。通訊協(xié)議的更新?lián)Q代，以及兼容多種通訊協(xié)議的通訊產(chǎn)品的需求，也 對頻率合成器提出可數(shù)字控制，能提供寬工作頻段，低調(diào)制步長的要求。802.11無線局域網(wǎng)通信協(xié)議族經(jīng)過近年的發(fā)展，對通訊頻段的要求越 來越寬，為了使產(chǎn)品能夠不僅兼容已有協(xié)議，也能兼容后續(xù)的協(xié)議，就要 求頻率合成器的輸出頻率能夠靈活地、較小步長地調(diào)節(jié)，因?yàn)閭鬏斝诺啦?斷切換，相應(yīng)地對頻率合成器地要求是頻率轉(zhuǎn)換時間短，頻率合成器的另 一個重要的指標(biāo)是較高的穩(wěn)定度，在通信系統(tǒng)中，為了保證通信的高度穩(wěn) 定和可靠，對頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度提出了極高的要求。目前己有的應(yīng)用于無線通訊的頻率合成器產(chǎn)品，IEEE 2006CICC名為 "A dual-band triple-mode SOC for 802. lla/b/g Embedded WLAN in 90nm CMOS"(—種90nmCMOS工藝的應(yīng)用于802.11a/b/g嵌入式無線局域網(wǎng)的雙帶 三模SOC)的文章中提出了應(yīng)用于無線通訊領(lǐng)域的頻率合成器設(shè)計(jì)，但是 該設(shè)計(jì)還存在以下幾個需要解決問題[l]該通常的頻率合成器不能同時實(shí)現(xiàn)較寬的輸出頻段和較高的穩(wěn)定度。[2]頻率合成器實(shí)現(xiàn)較高調(diào)制分辨率和較小鎖定時間的情況下很難保證 較小的調(diào)制步長。[3]為了實(shí)現(xiàn)較高的頻率穩(wěn)定度，對噪聲的抑制提出了較高的要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了提供一種可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器， 該頻率合成器可以根據(jù)頻率選擇信號的要求動態(tài)配置，輸出具有較寬頻段， 分辨率高，并且轉(zhuǎn)換速率快的輸出時鐘信號。本發(fā)明提供的可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器，其特征在于它 包括低頻合成器、混頻合成器、高頻合成器、輸出選擇開關(guān)和參數(shù)配置重 構(gòu)控制器；參數(shù)配置重構(gòu)控制器根據(jù)頻率選擇信號產(chǎn)生8路同步的二進(jìn)制參數(shù)配 置信號，分別傳送給低頻合成器、混頻合成器、高頻合成器和輸出選擇開 關(guān)；低頻合成器根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器提供的二路同步的二進(jìn)制參數(shù)配 置信號，對晶體振蕩器提供的參考頻率信號進(jìn)行低倍數(shù)的倍頻處理，再將 處理后的頻率信號發(fā)送給混頻合成器；高頻合成器根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器提供的二路同步的二進(jìn)制參數(shù)配 置信號，對晶體振蕩器提供的參考頻率信號進(jìn)行高倍數(shù)的倍頻處理，再將處理后的頻率信號發(fā)送給混頻合成器；混頻合成器根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器提供的三路同步的二進(jìn)制參數(shù)配 置信號，混合調(diào)制低頻合成器和高頻合成器輸出的頻率信號，混頻后的頻 率信號傳送給輸出選擇開關(guān)；輸出選擇開關(guān)接收參數(shù)配置重構(gòu)控制器輸出的開關(guān)控制信號，從低頻 合成器、混頻合成器和高頻合成器輸出的頻率信號中選擇一個作為輸出信 號。本發(fā)明是一種用于通訊領(lǐng)域的具有寬調(diào)節(jié)范圍，低調(diào)制步長及較小鎖 定時間的可動態(tài)配置自重構(gòu)頻率合成器，具有良好的可擴(kuò)展性，可以根據(jù) 應(yīng)用環(huán)境的要求靈活改變輸出頻率，具有輸出頻率調(diào)制范圍寬、頻率分辨 率高，并且可由外部控制模塊實(shí)現(xiàn)精確控制的特點(diǎn)。本發(fā)明頻率合成器可 以合成下述三種時鐘頻率(1) 中低頻，調(diào)制步長小的時鐘頻率；(2) 高頻，調(diào)制步長大的輸出時鐘頻率；(3) 從中低頻到高頻，調(diào)制步長小的時鐘頻率。


圖1為本發(fā)明可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為低頻合成器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為高頻合成器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為混頻合成器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為參數(shù)配置重構(gòu)控制器結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為輸出選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器的應(yīng)用實(shí)例圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器包括低頻合 成器2、混頻合成器3、高頻合成器4、輸出選擇開關(guān)5和參數(shù)配置重構(gòu)控 制器6。參數(shù)配置重構(gòu)控制器6根據(jù)基帶處理器的提供的頻率選擇信號產(chǎn)生8 路同步的二進(jìn)制參數(shù)配置信號，分別傳送給低頻合成器2、混頻合成器3、 高頻合成器4和輸出選擇開關(guān)5，控制各模塊工作，使之進(jìn)行頻率選擇及切 換。低頻合成器2用于提供精確的小步長調(diào)制。它根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制 器6提供的二路同步的二進(jìn)制參數(shù)配置信號，對晶體振蕩器1提供的參考 頻率信號進(jìn)行低倍數(shù)的倍頻處理，再將處理后的頻率信號發(fā)送給混頻合成器3。高頻合成器4用于提供較高頻段的輸出頻率，它根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控 制器6提供的二路同步的二進(jìn)制參數(shù)配置信號，對晶體振蕩器1提供的參 考頻率信號進(jìn)行高倍數(shù)的倍頻處理，再將處理后的頻率信號發(fā)送給混頻合 成器3。根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的帶寬及調(diào)頻間隔，調(diào)制精度，工作頻段確定低頻合成 器和高頻合成器的工作頻段，輸出參考頻率及倍頻倍數(shù)。混頻合成器3根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器6提供的三路同步的二進(jìn)制參 數(shù)配置信號，混合調(diào)制低頻合成器2和高頻合成器4輸出的頻率信號，混 頻后的頻率信號傳送給輸出選擇開關(guān)5。輸出選擇開關(guān)5接收參數(shù)配置重構(gòu)控制器6輸出的開關(guān)控制信號，從 低頻合成器2、混頻合成器3和高頻合成器4輸出的頻率信號中選擇一個作 為輸出信號，提供給系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備。下面舉例對上述各部分的具體構(gòu)成作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖2所示，低頻合成器2工作受參數(shù)配置重構(gòu)控制器6的兩個參數(shù) 配置信號控制，可以靈活改變低頻合成器分頻比。低頻合成器2包括低頻 預(yù)分頻器21、低頻鑒頻鑒相器22、低頻電荷泵23、低頻濾波器24、低頻 壓控振蕩器25、低頻分頻器26和Z-A調(diào)制器27。參數(shù)配置重構(gòu)控制器6輸出兩路信號， 一路輸入低頻預(yù)分頻器21選擇 它的分頻比，另一路輸入s:-A調(diào)制器27從而控制低頻分頻器26的預(yù)設(shè)分 頻比。低頻預(yù)分頻器21受一個參數(shù)配置信號控制，對基準(zhǔn)頻率進(jìn)行預(yù)分頻， 供低頻合成器作為參考頻率。低頻鑒頻鑒相器22比較輸入?yún)⒖碱l率和低頻分頻器26輸出頻率的相 位，產(chǎn)生與相位差成正比的方波信號。低頻電荷泵23將低頻鑒頻鑒相器22輸出的方波信號轉(zhuǎn)換為電流信號。低頻濾波器24將低頻電荷泵23輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并 濾除該電壓信號中的高頻噪聲。低頻壓控振蕩器25的振蕩頻率受低頻濾波器24輸出電壓的控制，該振蕩頻率與低頻濾波器24輸出電壓成線性關(guān)系。2-A調(diào)制器27將參數(shù)配置重構(gòu)控制器6的控制信號轉(zhuǎn)化為優(yōu)化了的低 頻分頻器26的分頻比選擇信號，以減小低頻分頻器26中產(chǎn)生的分頻噪聲。低頻分頻器26在S-A調(diào)制器27輸出的分頻比選擇信號作用下，將低 頻壓控振蕩器25的輸出頻率分頻并反饋給低頻鑒頻鑒相器22。采用2-A調(diào)制技術(shù)的低頻合成器2的工作情況是，參數(shù)配置重構(gòu)控制 器6輸出一路參數(shù)配置信號通過2 - A調(diào)制器27將低頻分頻器26的分頻比 置在一個粗值上。晶體振蕩器1的參考頻率信號經(jīng)過低頻預(yù)分頻器21分頻 后在低頻鑒頻鑒相器22中與低頻分頻器26 (低頻分頻器26分頻比經(jīng)過S-A調(diào)制器27的優(yōu)化)輸出的反饋信號進(jìn)行比較，將相位差轉(zhuǎn)化為占空比與 之成正比的電壓信號，電壓信號在低頻電荷泵23的充放電轉(zhuǎn)化為電流信號， 電流信號經(jīng)過低通濾波器24濾除高頻噪聲轉(zhuǎn)化為直流電壓，直流電壓輸入 低頻壓控振蕩器25對低頻壓控振蕩器25輸出的振蕩頻率進(jìn)行微調(diào)，使得 其的輸出頻率鎖定在預(yù)置頻率上，其頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度與基準(zhǔn)頻率相當(dāng)。 低頻壓控振蕩器25的輸出頻率信號分別送到低頻分頻器26和混頻合成器 3。將i:- A調(diào)制概念引入分?jǐn)?shù)分頻器設(shè)計(jì)中是為了減小分頻噪聲。2- A調(diào) 制器27將實(shí)際平均分頻比中理想分頻比意外的信號作為噪聲，通過對輸入 信號以較高的取樣頻率進(jìn)行高速取樣，對每個取樣信號量化比特數(shù)較低， 產(chǎn)生一個對輸入呈低通、對量化噪聲呈高通的噪聲整形器，將量化噪聲功 率的絕大部分移到信號頻帶之外，改變輸入信號中總噪聲能量的分布，降 低噪聲功率譜密度，使得在有用信號帶寬內(nèi)的噪聲能量下降。從而可通過 濾波有效地抑制分?jǐn)?shù)分頻產(chǎn)生的噪聲，獲得所需要的高質(zhì)量的分?jǐn)?shù)平均頻 率輸出。分?jǐn)?shù)分頻精度可由低頻分頻器26改變的分?jǐn)?shù)分頻位數(shù)而設(shè)定。如圖3所示，高頻合成器4包括高頻預(yù)分頻器41、高頻鑒頻鑒相器42、 高頻電荷泵43、高頻濾波器44、高頻壓控振蕩器45、高頻分頻器46和高 頻分頻器47。參數(shù)配置重構(gòu)控制器6輸出兩路信號， 一路輸入高頻預(yù)分頻器41選擇它的分頻比，另一路輸入高頻分頻器47控制它的分頻比。高頻預(yù)分頻器41受一個參數(shù)配置信號控制，對基準(zhǔn)頻率進(jìn)行預(yù)分頻， 供高頻合成器作為參考頻率。高頻鑒頻鑒相器42比較輸入?yún)⒖碱l率和高頻分頻器47輸出頻率的相 位，產(chǎn)生與相位差成正比的方波信號。高頻電荷泵43將高頻鑒頻鑒相器42輸出的方波信號轉(zhuǎn)換為電流信號。高頻濾波器44將高頻電荷泵43輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并 濾除該電壓信號中的高頻噪聲。高頻壓控振蕩器45的振蕩頻率受高頻濾波器44輸出電壓的控制，該 振蕩頻率與高頻濾波器44輸出電壓成線性關(guān)系。高頻分頻器47在參數(shù)配置重構(gòu)控制器6的一路選擇信號作用下，將高 頻壓控振蕩器45的輸出頻率分頻并反饋給高頻鑒頻鑒相器42。高頻合成器4中各模塊的功能及工作流程與高頻合成器中對應(yīng)模塊相 同，高頻分頻器47采用整數(shù)分頻比，不需要2-A調(diào)制器，使輸出頻率為高 頻鑒頻鑒相器42輸入?yún)⒖碱l率的整數(shù)倍。如圖4所示，混頻合成器3包括混頻預(yù)分頻器31、混頻鑒頻鑒相器32、 混頻電荷泵33、混頻濾波器34、混頻壓控振蕩器35和雙平衡混頻器36。 該模塊的作用是實(shí)現(xiàn)低頻合成器輸出頻率和高頻合成器輸出頻率的頻率混合，得到所需的輸出頻率f。ut。參數(shù)配置重構(gòu)控制器6輸出的三路參數(shù)配置信號 一路輸入混頻預(yù)分 頻器31控制它的分頻比， 一路輸入混頻電荷泵33控制它的充放電電流大 小， 一路輸入混頻壓控振蕩器35選擇振蕩頻率段?；祛l預(yù)分頻器31根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器6提供的二進(jìn)制配置信號選 擇分頻比，對低頻合成器輸出頻率進(jìn)行分頻，供混頻合成器作為參考頻率。混頻鑒頻鑒相器32與雙平衡混頻器36的輸出反饋信號比較，將相位 差轉(zhuǎn)化為占空比與之成正比的電壓信號混頻電荷泵33將混頻鑒頻鑒相器32輸出的方波信號轉(zhuǎn)換為電流信號?；祛l濾波器34將混頻電荷泵33輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并 濾除該電壓信號中的高頻噪聲?；祛l壓控振蕩器35的振蕩頻率受混頻濾波器34輸出電壓的控制，該 振蕩頻率與混頻濾波器34輸出電壓成線性關(guān)系。雙平衡混頻器36將高頻合成器4的輸出信號與混頻壓控振蕩器35的 輸出信號混頻后反饋到混頻鑒頻鑒相器32輸入端，它作用是實(shí)現(xiàn)頻率相減。 這樣，通過混頻合成器的環(huán)路反饋?zhàn)饔?，?shí)現(xiàn)頻率鎖定時，輸出頻率為f。ut =低頻合成器預(yù)分頻率fl +高頻合成器輸出f2。因?yàn)榛祛l壓控振蕩器35的振蕩頻率變化范圍較大，所以該模塊中將包 含可調(diào)節(jié)的電容陣列，以根據(jù)需要選擇振蕩頻率范圍?；祛l壓控振蕩器35 的輸出頻率變化范圍從中低頻率至高頻，變化范屈很大，用單獨(dú)的振蕩器 不可能同時實(shí)現(xiàn)寬頻段和高調(diào)制精度。在該環(huán)路中加入的由參數(shù)配置重構(gòu) 控制器輸出的參數(shù)配置信號作用是根據(jù)參數(shù)配置信號配置混頻合成器的振 蕩頻率范圍。對混頻壓控振蕩器35的參數(shù)配置信號用來選擇振蕩器的電容 陣列，通過改變起作用的電容個數(shù)可以改變振蕩器的振蕩頻率范圍。對電 荷泵的參數(shù)配置信號作用是改變電荷泵充放電電流。因?yàn)閷τ诓煌袷庮l 段，混頻控振蕩器35中起作用的電容數(shù)不同，為了保證在不同頻段鎖定時 間不會存在太大差別，混頻濾波器34輸出電壓值改變速度應(yīng)相應(yīng)改變，通 過根據(jù)參數(shù)配置信號改變電荷泵電流可以達(dá)到這個要求?；祛l合成器3的工作原理是接收來自低頻合成器2的輸出信號經(jīng)過混 頻預(yù)分頻器31的分頻后轉(zhuǎn)化為更低頻的信號，在混頻鑒相鑒頻器32中與 雙平衡混頻器36的輸出反饋信號比較，將相位差轉(zhuǎn)化為占空比與之成正比 的電壓信號，電壓信號在混頻電荷泵33的充放電轉(zhuǎn)化為電流信號，電流信 號經(jīng)過混頻濾波器34濾除高頻噪聲轉(zhuǎn)化為直流電壓，直流電壓輸入混頻壓 控振蕩器35對混頻壓控振蕩器35的振蕩頻率進(jìn)行微調(diào)，使得其的輸出頻 率鎖定在預(yù)置頻率上，其頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度與基準(zhǔn)頻率相當(dāng)?；祛l壓控 振蕩器35的輸出頻率分別輸出到雙平衡混頻器36中與輸出選擇開關(guān)。如圖5所示，參數(shù)配置重構(gòu)控制器6包括寄存器邏輯控制模塊61和配 置寄存器62。寄存器邏輯控制模塊61接收基帶處理器提供的頻率選擇信號 產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字參數(shù)配置信號發(fā)送給配置寄存器62。配置寄存器62根據(jù)數(shù)字參數(shù)配置信號輸出7路詞步的二進(jìn)制參數(shù)配置信號及3位開關(guān)控制信號， 配置頻率合成器輸出頻率。如圖6所示，參數(shù)配置重構(gòu)控制器6輸出的開關(guān)控制信號對輸出的頻 率進(jìn)行選擇。當(dāng)輸出頻率要求為中低頻率，且在低頻合成器輸出頻率范圍 內(nèi)時，開關(guān)51閉合，開關(guān)52和53斷開；當(dāng)輸出頻率較高，且調(diào)制步長為 比較小時，開關(guān)52閉合，開關(guān)51和53斷開；當(dāng)輸出頻率較高，且要求調(diào) 制較大時，開關(guān)53閉合，開關(guān)51和52斷開。如圖7所示，該本發(fā)明處理器應(yīng)用的實(shí)例為在無線局域網(wǎng)模擬收發(fā) 器前端模塊中，為接收器和發(fā)送器提供穩(wěn)定的1.6G左右的振蕩信號，該振 蕩信號的頻率可由系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境及需要自由調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式為改變控制 邏輯的輸出參數(shù)配置信號，如此可以得到輸出頻率步長5M/100k可配置、 轉(zhuǎn)換速率快、變化范圍為60M的輸出頻率信號。由高頻合成器，低頻合成器和混頻合成組成。高頻分頻器分頻比范圍 為320-334,低頻分頻器分頻比范圍為10 50,步長分別是5M，100k。本說明雖然是選的一個優(yōu)化實(shí)施例，但是本發(fā)明不局限于上述例子， 而是適合多種類似的情況，如頻率合成器應(yīng)用于時鐘校正，同步等的情況。
權(quán)利要求
1、一種可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器，其特征在于它包括低頻合成器(2)、混頻合成器(3)、高頻合成器(4)、輸出選擇開關(guān)(5)和參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)；參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)根據(jù)頻率選擇信號產(chǎn)生8路同步的二進(jìn)制參數(shù)配置信號，分別傳送給低頻合成器(2)、混頻合成器(3)、高頻合成器(4)和輸出選擇開關(guān)(5)；低頻合成器(2)根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)提供的二路同步的二進(jìn)制參數(shù)配置信號，對晶體振蕩器(1)提供的參考頻率信號進(jìn)行低倍數(shù)的倍頻處理，再將處理后的頻率信號發(fā)送給混頻合成器(3)；高頻合成器(4)根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)提供的二路同步的二進(jìn)制參數(shù)配置信號，對晶體振蕩器(1)提供的參考頻率信號進(jìn)行高倍數(shù)的倍頻處理，再將處理后的頻率信號發(fā)送給混頻合成器(3)；混頻合成器(3)根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)提供的三路同步的二進(jìn)制參數(shù)配置信號，混合調(diào)制低頻合成器(2)和高頻合成器(4)輸出的頻率信號，混頻后的頻率信號傳送給輸出選擇開關(guān)(5)；輸出選擇開關(guān)(5)接收參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)輸出的開關(guān)控制信號，從低頻合成器(2)、混頻合成器(3)和高頻合成器(4)輸出的頻率信號中選擇一個作為輸出信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器，其特 征在于-低頻合成器(2)包括低頻預(yù)分頻器(21)、低頻鑒相器(22)、低頻電 荷泵(23)、低通濾波器(24)、低頻壓控振蕩器(25)、低頻分頻器(26) 和2-A調(diào)制器(27);低頻預(yù)分頻器(21)對晶體振蕩器(1)的參考頻率信號進(jìn)行分頻處理， 提供給低頻鑒相器(22);低頻鑒相器(22)將分頻后的參考頻率信號與低頻分頻器(26)輸出 的反饋信號進(jìn)行比較，將相位差轉(zhuǎn)化為占空比與之成正比的電壓信號，提 供給低頻電荷泵(23);低頻電荷泵(23)根據(jù)電壓信號控制充放電時間，輸出一個電流信號 給低頻濾波器(24);低頻濾波器(24)濾除電流信號中的高頻噪聲，并轉(zhuǎn)化為直流電壓， 提供給低頻壓控振蕩器(25);低頻壓控振蕩器(25)根據(jù)接收的直流電壓，對自身產(chǎn)生的振蕩頻率 進(jìn)行微調(diào)，使得其輸出頻率鎖定在預(yù)置頻率上，并將微調(diào)后的頻率信號分 別提供給低頻分頻器(26)和混頻合成器(3);低頻分頻器(26)在2-A調(diào)制器(27)輸出的分頻比選擇信號作用下， 將低頻壓控振蕩器(25)的輸出頻率分頻并反饋給低頻鑒頻鑒相器(22);2-A調(diào)制器(27)將參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)的控制信號轉(zhuǎn)化為低頻 分頻器(26)的分頻比選擇信號，減小低頻分頻器(26)中產(chǎn)生的分頻噪 聲°
3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器，其特征在于高頻合成器(4)包括高頻預(yù)分頻器(41)、高頻鑒頻鑒相器(42)、高 頻電荷泵(43)、高頻濾波器(44)、高頻壓控振蕩器(45)、高頻分頻器(46) 和高頻分頻器(47);高頻預(yù)分頻器(41)對晶體振蕩器(1)的參考頻率信號進(jìn)行分頻處理， 提供給低頻鑒相器(42);高頻鑒頻鑒相器(42)將分頻后的參考頻率信號與高頻分頻器(47) 輸出的反饋信號進(jìn)行比較，將相位差轉(zhuǎn)化為占空比與之成正比的電壓信號， 提供給高頻電荷泵(43);高頻電荷泵(43)根據(jù)電壓信號控制充放電時間，輸出一個電流信號 給高頻濾波器(44);高頻濾波器(44)濾除電流信號中的高頻噪聲，并轉(zhuǎn)化為直流電壓，提供給高頻壓控振蕩器(45);高頻壓控振蕩器(45)根據(jù)接收的直流電壓，對自身產(chǎn)生的振蕩頻率 進(jìn)行微調(diào)，使得其的輸出頻率鎖定在預(yù)置頻率上，將微調(diào)后的頻率信號分 別提供給高頻分頻器(47)和高頻分頻器(46);高頻分頻器(47)在參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)的分頻比選擇信號作用 下，將高頻壓控振蕩器(45 )的輸出頻率分頻并反饋給高頻鑒頻鑒相器(42);高頻分頻器(46)在參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)的分頻比選擇信號作用 下，將高頻壓控振蕩器(45)的輸出頻率分頻并提供給混頻合成器(3)。
4、根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成 器，其特征在于混頻合成器(3)包括混頻預(yù)分頻器(31)、混頻鑒頻鑒相器(32)、混 頻電荷泵(33)、混頻濾波器(34)、混頻壓控振蕩器(35)和雙平衡混頻 器(36);混頻預(yù)分頻器(31)根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)提供的二進(jìn)制配置 信號選擇分頻比，對低頻合成器(2)輸出頻率進(jìn)行分頻，將分頻后的信號 提供給混頻鑒頻鑒相器(32);鑒頻鑒相器(32)將分頻后的參考頻率信號與雙平衡混頻器(36)輸 出的反饋信號進(jìn)行比較，將相位差轉(zhuǎn)化為占空比與之成正比的電壓信號， 提供給混頻電荷泵(33);混頻電荷泵(33)根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)的一路二進(jìn)制信號選 擇充放電電流信號的大小，并利用電壓信號控制充放電時間，給混頻濾波 器(34)提供電流；混頻濾波器(34)濾除電流信號中的高頻噪聲，并轉(zhuǎn)化為直流電壓， 提供給混頻壓控振蕩器(35);混頻壓控振蕩器(35)根據(jù)參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)的一路二進(jìn)制信 號選擇振蕩器的工作頻段，并根據(jù)接收的直流電壓對自身產(chǎn)生的振蕩頻率 進(jìn)行微調(diào)，將微調(diào)后的頻率信號分別提供給雙平衡混頻器(36)和輸出選 擇開關(guān)(5);雙平衡混頻器(36)將混頻壓控振蕩器(35)的輸出頻率與高頻合成 器(4)的輸出信號混頻后反饋到混頻鑒頻鑒相器(32)輸入端。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器，其特 征在于參數(shù)配置重構(gòu)控制器(6)包括寄存器邏輯控制模塊(61)和配置 寄存器(62);寄存器邏輯控制模塊(61)接收基帶處理器提供的頻率選擇 信號產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字參數(shù)配置信號，并發(fā)送給配置寄存器(62);配置寄存器(62)根據(jù)數(shù)字參數(shù)配置信號輸出7路同步的二進(jìn)制參數(shù) 配置信號，分別提供給低頻合成器(2)、混頻合成器(3)、高頻合成器(4), 配置各頻率合成器輸出頻率;還輸出1路開關(guān)控制信號至輸出選擇開關(guān)(5)。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器，其 特征在于輸出選擇開關(guān)(5)由三個并聯(lián)的開關(guān)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可動態(tài)配置自重構(gòu)寬頻帶頻率合成器，包括低頻合成器、混頻合成器、高頻合成器、輸出選擇開關(guān)和參數(shù)配置重構(gòu)控制器。參數(shù)配置重構(gòu)控制器提供二進(jìn)制參數(shù)配置信號給其它各部件；低頻合成器產(chǎn)生中低輸出頻率，調(diào)制步長小，作為混頻合成器的參考頻率；高頻合成器產(chǎn)生的高頻輸出頻率，調(diào)制步長大，作為混頻合成器的輸入信號；混頻合成器對低頻合成器和高頻合成器輸出的頻率進(jìn)行混頻，合成出具有較寬頻段，分辨率高，并且轉(zhuǎn)換速率快的輸出時鐘信號。輸出選擇開關(guān)對三路輸出頻率根據(jù)頻率選擇信號要求選擇輸出。本發(fā)明輸出頻率的調(diào)制步長小，覆蓋的頻段寬，轉(zhuǎn)換速率快，并且具有良好的可擴(kuò)展性，可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的要求靈活改變輸出頻率。
文檔編號H03D7/14GK101242185SQ20081004692
公開日2008年8月13日 申請日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者張科峰, 夢 蔡, 鄒雪城 申請人:華中科技大學(xué)