專利名稱：一種射頻鎖相本振源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率切換技術(shù)，特別是涉及時(shí)分雙工(以下稱TDD)工作方式的微蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的射頻本振源。
現(xiàn)有個(gè)人手持系統(tǒng)(以下稱PHS)中，特別是采用TDD工作方式，基站工作時(shí)需要在相鄰時(shí)隙間進(jìn)行頻率快速切換，要求射頻本振源部分能在保護(hù)時(shí)間(一般幾十微秒)內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻率跳變，同時(shí)具有高頻率穩(wěn)定度和低相位噪聲。
一般射頻本振源部分采用單個(gè)鎖相環(huán)路(以下稱PLL)來實(shí)現(xiàn)，包括順次相連的一個(gè)參考信號源，作鑒相用的參考頻率；一頻率綜合器，包括鑒相器、參考分頻器、固定分頻器和可變分頻器，經(jīng)過分頻和鑒相后，提供相位誤差信號；一環(huán)路濾波器，將相位誤差信號轉(zhuǎn)變成電壓誤差信號；一壓控振蕩器，頻率可隨外加控制電壓變化而變化，由頻率綜合器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器構(gòu)成反饋回路。


圖1是一般射頻本振源的結(jié)構(gòu)框圖，頻率綜合器102集鑒相器、參考分頻器、固定分頻器和可變分頻器于一體，參考信號源101提供的參考頻率信號，經(jīng)頻率綜合器102內(nèi)參考分頻器產(chǎn)生比相頻率，壓控振蕩器104輸出的反饋信號經(jīng)頻率綜合器102內(nèi)固定分頻器和可變分頻器產(chǎn)生同一比相頻率，再經(jīng)頻率綜合器102內(nèi)鑒相器產(chǎn)生一個(gè)相位誤差信號加到環(huán)路濾波器103，由環(huán)路濾波器103產(chǎn)生誤差電壓信號牽引壓控振蕩器104，輸出鎖定相位信號FOUT，PLLCONTROL是頻率綜合器的片選信號，可以設(shè)定為1(高電平)有效，DATA是控制頻率綜合器102內(nèi)可變分頻器的信號，可改變輸出信號頻率。
上述PLL一般采用增加環(huán)路濾波器103帶寬以縮短鎖定時(shí)間，而環(huán)路帶寬增加使壓控振蕩器104噪聲增加，導(dǎo)致環(huán)路相位噪聲特性變壞，因此整個(gè)系統(tǒng)性能下降；如果跳頻間隔變大，鎖定時(shí)間越長，在這種情況下，如果仍舊以增加環(huán)路濾波器103帶寬縮短鎖定時(shí)間，環(huán)路相位噪聲特性會(huì)更壞，因此實(shí)現(xiàn)起來難度更大。另外單個(gè)PLL在如此短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻率跳變，其頻率穩(wěn)定度一般都很難達(dá)到PHS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)±3ppm內(nèi)。
本發(fā)明目的在于提供一種低功耗的適用于TDD工作方式微蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的快速頻率切換鎖相本振源，同時(shí)保證PHS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的頻率穩(wěn)定度小于±3ppm。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用以下技術(shù)方案本發(fā)明的鎖相本振源包括一參考信號源，與兩個(gè)頻率綜合器直接相連，為其提供作鑒相用的參考頻率；所述的兩個(gè)頻率綜合器，用作分頻器和鑒相器，并提供相位誤差信號，分別與兩個(gè)環(huán)路濾波器相連；所述的兩個(gè)環(huán)路濾波器，用于將相位誤差信號轉(zhuǎn)變成電壓誤差信號，并分別與兩個(gè)壓控振蕩器相連；所述的兩個(gè)壓控振蕩器，輸出頻率可隨外加控制電壓變化而變化；這些器件分別構(gòu)成兩個(gè)PLL，且兩個(gè)PLL共用一個(gè)參考信號源；兩個(gè)π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)I，用于電路中阻抗匹配，減小信號反射，分別與兩個(gè)PLL中的壓控振蕩器連接；兩個(gè)控制特性相反的射頻單刀單擲開關(guān)，同時(shí)受PLLSELECT信號控制，并分別用作接通或關(guān)斷相應(yīng)的PLL輸出信號；兩個(gè)π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)II，用于電路中阻抗匹配，減小信號反射，分別與控制特性相反的兩個(gè)射頻單刀單擲開關(guān)連接；一個(gè)射頻單刀雙擲開關(guān)，與兩個(gè)π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)II相連，受PLLSELECT信號控制從兩路PLL輸出信號中選取一路信號。
本發(fā)明的鎖相本振源采用兩個(gè)PLL交替鎖定所需頻率，并通過射頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)快速頻率切換，這樣就可以選用適當(dāng)環(huán)路濾波器帶寬，保證好的相位噪聲特性；同時(shí)具有高穩(wěn)定性和低功耗。
為更好地說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明。
圖1是一般射頻本振源結(jié)構(gòu)框圖。
圖2表示本發(fā)明的射頻鎖相本振源結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為應(yīng)用本發(fā)明的TDD工作方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)控制兩個(gè)PLL切換的時(shí)序圖。
圖1在對現(xiàn)有技術(shù)發(fā)描述中已做了說明，不再詳述。
下面結(jié)合圖2，對本發(fā)明的鎖相本振源進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖2中參考標(biāo)號對應(yīng)所表示器件如下201表示參考信號源；202表示第一頻率綜合器；202′表示第二頻率綜合器；203表示第一環(huán)路濾波器；203′表示第二環(huán)路濾波器；204表示第一壓控振蕩器；204′表示第二壓控振蕩器；205表示第一π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)I；205′表示第二π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)I；206表示第一射頻單刀單擲開關(guān)；206′表示第二射頻單刀單擲開關(guān)；207表示第一π阻抗型匹配網(wǎng)絡(luò)II；207′表示第二π阻抗型匹配網(wǎng)絡(luò)II；208表示射頻單刀雙擲開關(guān)；其中兩個(gè)鎖相環(huán)PLL1和PLL2部分實(shí)現(xiàn)方式參見上述圖1說明。用設(shè)置頻率的程序通過控制信號線PLLCONTROL1、DATA1和PLLCONTROL2、DATA2將PLL1和PLL2輸出頻率分別設(shè)置為F1和F2。假定外設(shè)程序?qū)⑸漕l開關(guān)控制信號PLLSELECT設(shè)置為1(高電平)時(shí)，與PLL1連接的第一射頻單刀單擲開關(guān)206接通，射頻單刀雙擲開關(guān)208同時(shí)選通PLL1輸出信號，最后本振源部分輸出信號頻率FOUT＝F1，此時(shí)與PLL2連接的第二射頻單刀單擲開關(guān)206′關(guān)斷，其關(guān)斷的實(shí)現(xiàn)方式可以通過選擇與第一射頻單刀單擲開關(guān)206相反控制特性的射頻單刀單擲開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，也可以通過在控制信號PLLSELECT和第二射頻單刀單擲開關(guān)206′之間加一個(gè)反相器來實(shí)現(xiàn)在第一射頻單刀單擲開關(guān)206開通的同時(shí)，第二射頻單刀單擲開關(guān)206′是關(guān)斷的，此時(shí)兩個(gè)射頻單刀單擲開關(guān)的控制特性是相同的；反之，當(dāng)PLLSELECT為0時(shí)，與PLL2連接的第二射頻單刀單擲開關(guān)206′接通，射頻單刀雙擲開關(guān)208同時(shí)選通PLL2輸出信號，最后本振源部分輸出信號頻率FOUT＝F2，此時(shí)與PLL1連接的第一射頻單刀單擲開關(guān)206關(guān)斷。
第一π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)I 205是用作第一壓控振蕩器204和第一射頻單刀單擲開關(guān)206之間匹配，以減小因第一射頻單刀單擲開關(guān)206工作時(shí)，引起輸出信號反射而導(dǎo)致第一壓控振蕩器204輸出信號產(chǎn)生頻率抖動(dòng)，因?yàn)樯漕l開關(guān)都有一定的輸入駐波，射頻單刀單擲開關(guān)的數(shù)目可根據(jù)系統(tǒng)要求的隔離度來確定；第一π型匹配網(wǎng)絡(luò)II207是用作和射頻單刀雙擲開關(guān)208之間匹配，以減小因射頻單刀雙擲開關(guān)208工作而引起信號反射。同理第二π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)I 205′是用作第二壓控振蕩器204′和第二射頻單刀單擲開關(guān)206′之間匹配，以減小因第二射頻單刀單擲開關(guān)206′工作時(shí)，引起輸出信號反射而導(dǎo)致第二壓控振蕩器204′輸出信號產(chǎn)生頻率抖動(dòng)，為提高系統(tǒng)要求的隔離度，可以增加射頻單刀單擲開關(guān)的數(shù)目；第二π型匹配網(wǎng)絡(luò)II207′是用作和射頻單刀雙擲開關(guān)208之間匹配。本發(fā)明采用的π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)能夠減小由于射頻開關(guān)工作而引起頻率抖動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡單、降低系統(tǒng)功耗。
圖3為應(yīng)用本發(fā)明的TDD工作方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)控制兩個(gè)PLL切換的時(shí)序圖。
當(dāng)本振源在某一時(shí)隙T1輸出信號頻率F1，相鄰下一時(shí)隙T2輸出頻率為F2，T1和T2時(shí)隙間保護(hù)時(shí)間很短(小于30μs)?？砂聪率霾襟E操作本發(fā)明鎖相本振源由外設(shè)程序控制PLL1在T1時(shí)隙之前鎖定信號頻率F1(頻率波動(dòng)范圍小于1kHz)，當(dāng)PLLSELECT信號在T1時(shí)隙為1(高電平)，通過射頻開關(guān)切換，輸出頻率為F1的信號，在T2時(shí)隙之前，控制PLL2鎖定信號頻率F2(頻率波動(dòng)范圍小于1kHz)，當(dāng)PLLSELECT信號在T2時(shí)隙為0(低電平)，通過射頻開關(guān)切換，輸出頻率為F2的信號，下一個(gè)時(shí)隙T3重復(fù)時(shí)隙T1操作，再下一個(gè)時(shí)隙T4重復(fù)時(shí)隙T2操作，這樣本振源便實(shí)現(xiàn)頻率快速切換，兩個(gè)頻率切換占用時(shí)間小于5μs，同時(shí)切換頻率間隔較寬，相對帶寬可達(dá)3％～5％。本發(fā)明的鎖相本振源設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、頻率切換時(shí)間快、低相位噪聲而且低功耗，不僅能夠適用于微蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，而且也適合頻率需快速切換的無線局域網(wǎng)。
權(quán)利要求
1.一種射頻鎖相本振源，包括一參考信號源(201)，分別與第一頻率綜合器(202)、第二頻率綜合器(202′)直接相連；所述的第一頻率綜合器(202)順次與第一環(huán)路濾波器(203)、第一壓控振蕩器(204)、第一π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)I(205)、第一射頻單刀單擲開關(guān)(206)、第一π阻抗型匹配網(wǎng)絡(luò)II(207)、射頻單刀雙擲開關(guān)(208)相連；所述的第二頻率綜合器(202′)順次與第二環(huán)路濾波器(203′)、第二壓控振蕩器(204′)、第二π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)I(205′)、第二射頻單刀單擲開關(guān)(206′)、第二π阻抗型匹配網(wǎng)絡(luò)II(207′)、射頻單刀雙擲開關(guān)(208)相連；控制信號PLLSELECT同時(shí)控制第一射頻單刀單擲開關(guān)(206)、第二射頻單刀單擲開關(guān)(206′)、射頻單刀雙擲開關(guān)(208)，第一射頻單刀單擲開關(guān)(206)和第二射頻單刀單擲開關(guān)(206′)的控制特性相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種射頻鎖相本振源，其特征在于所述的第一射頻單刀單擲開關(guān)(206)和第二射頻單刀單擲開關(guān)(206′)可以分別用兩個(gè)射頻單刀單擲開關(guān)來代替，以提高系統(tǒng)的隔離度。
全文摘要
一種射頻鎖相本振源,包括一參考信號源,分別與第一頻率綜合器、第二頻率綜合器直接相連;第一頻率綜合器順次與第一環(huán)路濾波器、第一壓控振蕩器、第一π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)Ⅰ、第一射頻單刀單擲開關(guān)、第一π阻抗型匹配網(wǎng)絡(luò)Ⅱ、射頻單刀雙擲開關(guān)相連;第二頻率綜合器順次與第二環(huán)路濾波器、第二壓控振蕩器、第二π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)Ⅰ、第二射頻單刀單擲開關(guān)、第二π阻抗型匹配網(wǎng)絡(luò)Ⅱ、射頻單刀雙擲開關(guān)相連;控制信號同時(shí)控制所述的兩個(gè)射頻單刀單擲開關(guān)和射頻單刀雙擲開關(guān),所述的兩個(gè)射頻單刀單擲開關(guān)的控制特性相反;本發(fā)明能夠快速頻率切換鎖相本振源,穩(wěn)定度強(qiáng)、低功耗。
文檔編號H04B1/40GK1332584SQ0012561
公開日2002年1月23日 申請日期2000年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月28日
發(fā)明者吳雙桂, 鄧杰, 藍(lán)善福 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司