專利名稱：一種頻率綜合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頻率綜合器。
背景技術(shù)：
目前通信領(lǐng)域的發(fā)展迅速，射頻通信系統(tǒng)中對(duì)本振部分的要求也是越來越高，寬帶、低相位噪聲、聞穩(wěn)定度與聞跳速等指標(biāo)的提聞，對(duì)頻率綜合器的結(jié)構(gòu)、類型與功耗等都產(chǎn)生了影響。頻率綜合器，又稱頻綜、頻率源，其主要功能是產(chǎn)生電子系統(tǒng)需要的各種形式的頻率信號(hào)，比如產(chǎn)生單一頻點(diǎn)連續(xù)波、跳頻信號(hào)、步進(jìn)頻率信號(hào)、線性調(diào)頻信號(hào)、非線性調(diào)頻信號(hào)、IQ調(diào)制信號(hào)等各種各樣電子系統(tǒng)所需要的信號(hào)形式。頻率綜合器一般是根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的要求選用一個(gè)高穩(wěn)定的振蕩器，以此振蕩器為基準(zhǔn)通過分頻、倍頻、混頻、功率放大等手段產(chǎn)生系統(tǒng)需要的各種頻率信號(hào)。傳統(tǒng)的鎖相環(huán)組成的頻率綜合器，如圖I所示，主要由鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器等部分組成。但是傳統(tǒng)鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間較慢(幾百微秒到幾毫秒)，在現(xiàn)代通信領(lǐng)域受到較大的限制。例如在快速鎖定(幾個(gè)微秒)的應(yīng)用場(chǎng)合下傳統(tǒng)的鎖相環(huán)是不能實(shí)現(xiàn)的。目前，DDS(Direct Digital Synthesis,直接數(shù)字頻率合成器)的應(yīng)用也越來越廣泛，DDS的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，主要包括相位累加器、波形存儲(chǔ)器、數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換器、低通濾波器、基準(zhǔn)時(shí)鐘五大部分。其工作原理為在基準(zhǔn)時(shí)鐘的控制下，相位累加器對(duì)控制字進(jìn)行先行累加，得到的相位碼，對(duì)波形存儲(chǔ)器尋址，使之輸出相應(yīng)的幅度碼，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器得到相應(yīng)的階梯波，最后經(jīng)過低通濾波器得到連續(xù)變化的所需頻率的波形。但是該裝置功耗較聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供可一種頻率綜合器，加快頻率的鎖定時(shí)間，降低了功耗?！N頻率綜合器，包括N個(gè)所述環(huán)路濾波器與N個(gè)所述壓控振蕩器；所述N個(gè)環(huán)路濾波器與所述N個(gè)壓控振蕩器以一對(duì)一的方式連接形成N組電路，該N組電路通過并聯(lián)方式連接；并聯(lián)后的所述N組電路的一端通過第一開關(guān)與所述鑒相器連接，另一端經(jīng)由第二開關(guān)輸出調(diào)頻后的信號(hào)；所述經(jīng)由第二開關(guān)輸出調(diào)頻后的信號(hào)分為兩路一路直接輸出，另一路輸入至所述鑒相器；其中，N為大于I的自然數(shù)。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，當(dāng)鑒相器輸出誤差電壓至環(huán)路濾波器時(shí)，通過第一開關(guān)選擇對(duì)應(yīng)的環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波處理，加快了鎖頻時(shí)間，同時(shí)也避免了使用DDS導(dǎo)致功耗較高的問題。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖I為本發(fā)明背景技術(shù)提供的一種傳統(tǒng)鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為本發(fā)明背景技術(shù)提供的一種DDS結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種頻率綜合器的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。 實(shí)施例一圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種頻率綜合器的示意圖，主要包括N個(gè)所述環(huán)路濾波器與N個(gè)所述壓控振蕩器；所述N個(gè)環(huán)路濾波器與所述N個(gè)壓控振蕩器以一對(duì)一的方式連接形成N組電路，該N組電路通過并聯(lián)方式連接；并聯(lián)后的所述N組電路的一端通過第一開關(guān)與所述鑒相器連接，另一端經(jīng)由第二開關(guān)輸出調(diào)頻后的信號(hào)；所述經(jīng)由第二開關(guān)輸出調(diào)頻后的信號(hào)分為兩路一路直接輸出，另一路輸入至所述鑒相器；其中，N為大于I的自然數(shù)。該裝置還包括所述鑒相器的另一輸入端與用于輸入穩(wěn)定的頻率與低相位噪聲的參考源相連。該裝置還包括當(dāng)所述N為3時(shí)，則第一環(huán)路濾波器為無源濾波器，用于過濾低于預(yù)設(shè)值的輸入頻率；第二環(huán)路濾波器與第三環(huán)路濾波器為無源比例積分濾波器，用于過濾高于預(yù)設(shè)值的輸入頻率。該裝置還包括所述第一開關(guān)為模擬開關(guān)，用于根據(jù)頻率的高低進(jìn)行環(huán)路濾波器的切換。該裝置還包括數(shù)字控制電路，該電路分別與鑒相器、第一開關(guān)與第二開關(guān)連接。該裝置還包括數(shù)字控制電路分別與所述鑒相器、第一開關(guān)與第二開關(guān)的控制端相連；具體的當(dāng)參考源與壓控振蕩器輸入信號(hào)至所述鑒相器后，數(shù)字控制電路控制鑒相器對(duì)輸入的兩路信號(hào)的相位差進(jìn)行計(jì)算，并輸出誤差電壓；當(dāng)誤差電壓輸入至所述第一開關(guān)時(shí)，所述數(shù)字控制電路根據(jù)誤差電壓的頻率高低，控制所述第一開關(guān)進(jìn)行環(huán)路濾波器的切換；當(dāng)壓控振蕩器輸出調(diào)頻后的信號(hào)至所述第二開關(guān)時(shí)，所述數(shù)字控制電路控制第二開關(guān)將調(diào)頻后的信號(hào)分為兩路，分別輸出。
該裝置還包括所述鑒相器頻率范圍覆蓋為100MHz-6GHz。以上為頻率綜合器的主要組成及連接關(guān)系，為了更具體的介紹本發(fā)明，下面對(duì)其工作原理做進(jìn)一步介紹。鑒相器用于鑒別輸入信號(hào)Vi (t)和壓控振蕩器輸出信號(hào)Vo (t)的相位差，并輸出誤差電壓Vd (t)，該誤差電壓通過環(huán)路濾波器濾除干擾信號(hào)和噪聲后，輸出電壓Vc (t)作為壓控振蕩器的控制電壓。在不同的控制電壓Vc(t)作用下，壓控振蕩器輸出信號(hào)Vo (t)的頻率將發(fā)生變化并反饋到鑒相器。該過程不斷循環(huán)，直至壓控振蕩器輸出的頻率、 相位達(dá)到預(yù)定值。具體的首先，通過可提供穩(wěn)定的頻率與低相位噪聲的參考源(例如，IOMHz的恒溫晶體振蕩器)為鑒相器提供輸入信號(hào)Vi (t)。該鑒相器的具有較寬的頻率范圍覆蓋(例如，IOOMHz到6GHz)，同時(shí)，該鑒相器具有環(huán)路帶寬快速切換功能，使得鎖定速度加快；并且可以鎖定初始相位，關(guān)機(jī)后開機(jī)也可重新設(shè)定初始相位，以克服本振的相位不可調(diào)節(jié)的缺陷。
另外，數(shù)字控制電路與該鑒相器的控制端相連，通過該電路對(duì)鑒相器進(jìn)行控制，具體的當(dāng)參考源與壓控振蕩器輸入信號(hào)至所述鑒相器后，數(shù)字控制電路控制鑒相器對(duì)輸入的兩路信號(hào)的相位差進(jìn)行計(jì)算，并輸出誤差電壓。其次，當(dāng)鑒相器的輸出誤差電壓Vd(t)經(jīng)由第一開關(guān)時(shí)，所述第一開關(guān)根據(jù)輸出的誤差電壓的頻率高低進(jìn)行對(duì)應(yīng)環(huán)路濾波器的切換。具體的，所述第一開關(guān)可以是模擬開關(guān)，數(shù)字控制電路與該開關(guān)的控制端相連，該開關(guān)的輸出端分別與第一環(huán)路濾波器、第二環(huán)路濾波器、第三環(huán)路濾波器至第N環(huán)路濾波器連接。若N的大小為3，則所述第一環(huán)路濾波器為無源濾波器，用于過濾低于預(yù)設(shè)值的輸入頻率；第二環(huán)路濾波器與第三環(huán)路濾波器為無源比例積分濾波器，用于過濾高于預(yù)設(shè)值的輸入頻率，其中N的大小及環(huán)路濾波器的類型，可以根據(jù)系統(tǒng)的要求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。最后，所述數(shù)字控制電路根據(jù)誤差電壓的頻率高低，控制所述第一開關(guān)進(jìn)行環(huán)路濾波器的切換；對(duì)應(yīng)的環(huán)路濾波器將干擾部分過濾后形成控制電壓Vc(t)輸入至與其連接的壓控振蕩器。壓控振蕩器輸出調(diào)頻后的信號(hào)Vo (t)，該信號(hào)經(jīng)由第二開關(guān)后分為兩路(當(dāng)壓控振蕩器輸出調(diào)頻后的信號(hào)至所述第二開關(guān)時(shí)，所述數(shù)字控制電路控制第二開關(guān)將調(diào)頻后的信號(hào)分為兩路)，一路直接輸出，另外一路作為輸入信號(hào)輸入至鑒相器。壓控振蕩器的輸出信號(hào)Vo (t)與輸入的控制電壓Vc (t)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系,若要壓控振蕩器輸出調(diào)頻后的信號(hào)Vo (t)在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)定值，決定條件為環(huán)路濾波器輸出的控制電壓Vc(t)。而本發(fā)明中環(huán)路濾波器的前端已連有根據(jù)誤差電壓的頻率高低進(jìn)行對(duì)應(yīng)環(huán)路濾波器切換的模擬開關(guān)，因此，能使壓控振蕩器輸出調(diào)頻后的信號(hào)Vo(t)在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)定值，實(shí)現(xiàn)快速鎖頻。本發(fā)明實(shí)施例通過第一開關(guān)根據(jù)輸出的誤差電壓的頻率高低選擇對(duì)應(yīng)的環(huán)路濾波器進(jìn)行濾波處理，加快了鎖頻時(shí)間，同時(shí)也避免了使用DDS導(dǎo)致功耗較高的問題。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種頻率綜合器，包括依次連接的鑒相器、環(huán)路濾波器與壓控振蕩器，其特征在于，包括N個(gè)所述環(huán)路濾波器與N個(gè)所述壓控振蕩器；所述N個(gè)環(huán)路濾波器與所述N個(gè)壓控振蕩器以一對(duì)一的方式連接形成N組電路，該N組電路通過并聯(lián)方式連接；并聯(lián)后的所述N組電路的一端通過第一開關(guān)與所述鑒相器連接，另一端經(jīng)由第二開關(guān)輸出調(diào)頻后的信號(hào)；所述經(jīng)由第二開關(guān)輸出調(diào)頻后的信號(hào)分為兩路一路直接輸出，另一路輸入至所述鑒相器；其中，N為大于I的自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頻率綜合器，其特征在，該裝置還包括 所述鑒相器的另一輸入端與用于輸入穩(wěn)定的頻率與低相位噪聲的參考源相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頻率綜合器，其特征在，該裝置還包括 當(dāng)所述N為3時(shí)，則第一環(huán)路濾波器為無源濾波器，用于過濾低于預(yù)設(shè)值的輸入頻率； 第二環(huán)路濾波器與第三環(huán)路濾波器為無源比例積分濾波器，用于過濾高于預(yù)設(shè)值的輸入頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頻率綜合器，其特征在，該裝置還包括 所述第一開關(guān)為模擬開關(guān)，用于根據(jù)頻率的高低進(jìn)行環(huán)路濾波器的切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頻率綜合器，其特征在，該裝置還包括 數(shù)字控制電路，該電路分別與鑒相器、第一開關(guān)與第二開關(guān)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頻率綜合器，其特征在，該裝置還包括 數(shù)字控制電路分別與所述鑒相器、第一開關(guān)與第二開關(guān)的控制端相連； 具體的當(dāng)參考源與壓控振蕩器輸入信號(hào)至所述鑒相器后，數(shù)字控制電路控制鑒相器對(duì)輸入的兩路信號(hào)的相位差進(jìn)行計(jì)算，并輸出誤差電壓； 當(dāng)誤差電壓輸入至所述第一開關(guān)時(shí)，所述數(shù)字控制電路根據(jù)誤差電壓的頻率高低，控制所述第一開關(guān)進(jìn)行環(huán)路濾波器的切換； 當(dāng)壓控振蕩器輸出調(diào)頻后的信號(hào)至所述第二開關(guān)時(shí)，所述數(shù)字控制電路控制第二開關(guān)將調(diào)頻后的信號(hào)分為兩路，分別輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頻率綜合器，其特征在，該裝置還包括 所述鑒相器頻率范圍覆蓋為100MHz-6GHz。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頻率綜合器，包括N個(gè)所述環(huán)路濾波器與N個(gè)所述壓控振蕩器；所述N個(gè)環(huán)路濾波器與所述N個(gè)壓控振蕩器以一對(duì)一的方式連接形成N組電路，該N組電路通過并聯(lián)方式連接；并聯(lián)后的所述N組電路的一端通過第一開關(guān)與所述鑒相器連接，另一端經(jīng)由第二開關(guān)輸出調(diào)頻后的信號(hào)；所述經(jīng)由第二開關(guān)輸出調(diào)頻后的信號(hào)分為兩路一路直接輸出，另一路輸入至所述鑒相器；其中，N為大于1的自然數(shù)。通過采用本發(fā)明公開的頻率綜合器，加快頻率的鎖定時(shí)間，降低了功耗。
文檔編號(hào)H03L7/18GK102946249SQ201210528420
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者閆志鵬 申請(qǐng)人:北京中科飛鴻科技有限公司