專利名稱：：可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無線收發(fā)機(jī)中頻率綜合器設(shè)計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器。
背景技術(shù)：
：鎖相環(huán)頻率綜合器是無線收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵模塊，它輸出一系列高精度頻率信號(hào)，為收發(fā)機(jī)的頻率變換提供本振信號(hào)。常用的鎖相環(huán)頻率綜合器結(jié)構(gòu)如圖1所示，由依次連接的鑒相鑒頻器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器和連接在鑒相鑒頻器輸入端和壓控振蕩器輸出端之間的分頻器構(gòu)成。鎖相環(huán)頻率綜合器中壓控振蕩器結(jié)構(gòu)如圖2所示，由諧振電感L1、L2、變?nèi)莨蹸varl、Cvar2以及一個(gè)由PMOS管Ml和M2交叉耦合構(gòu)成的負(fù)阻放大器組成，電感Li、L2和變?nèi)莨蹸varl、Cvar2構(gòu)成LC振蕩器，負(fù)阻放大器提供振蕩所需的能量，振蕩器頻率的變化是通過改變變?nèi)莨艿碾娙葜祵?shí)現(xiàn)，模擬控制電壓來自低通濾波器的輸出。鎖相環(huán)頻率綜合器的工作原理為鑒相鑒頻器比較輸入信號(hào)fref和fdiv信號(hào)的頻差和相差，輸出一個(gè)頻/相差信號(hào)，當(dāng)fref信號(hào)領(lǐng)先fdiv信號(hào)時(shí)，輸出U信號(hào)，或者當(dāng)fref信號(hào)落后fdiv信號(hào)時(shí)，輸出D信號(hào)，這里相差信號(hào)的寬度代表兩個(gè)輸入信號(hào)差值的幅值。電荷泵產(chǎn)生一定數(shù)量的等效于相差信號(hào)的電荷。環(huán)路濾波器把輸入電荷轉(zhuǎn)化成壓控振蕩器的控制電壓，控制電壓升高或者降低是依賴于相差信號(hào)(U或者D信號(hào))。壓控振蕩器的周期輸出信號(hào)的頻率是輸入電壓的函數(shù)。分頻器是反饋路徑上的模塊，可以是整數(shù)型或者分?jǐn)?shù)型，其主要作用是提供環(huán)路的反饋系數(shù)。采用上述結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)頻率綜合器由于理論和技術(shù)最為成熟、設(shè)計(jì)所用的電路比較簡(jiǎn)單，因此一直以來應(yīng)用最為廣泛，但該結(jié)構(gòu)仍然存在問題，即由于工藝、溫度以及偏置等的影響，壓控振蕩器的輸出頻率會(huì)偏離設(shè)計(jì)值。為了解決這個(gè)問題，一種方法是通過在出廠之前經(jīng)過手動(dòng)校正來校正輸出頻率值，該辦法效率很低，增加了鎖相環(huán)的成本，限制了鎖相環(huán)的應(yīng)用范圍。另外一種辦法是使得壓控振蕩器設(shè)計(jì)的頻率工作范圍遠(yuǎn)大于實(shí)際所需要的頻率工作范圍。這種方法將增加壓控振蕩器增益。大的增益使得壓控振蕩器對(duì)輸入調(diào)制噪聲更加敏感，放大了環(huán)路中的電荷泵的紋波噪聲，環(huán)路濾波器的熱噪聲等。在無線收發(fā)機(jī)越來越走向單芯片設(shè)計(jì)過程中，上述因素制約了傳統(tǒng)鎖相環(huán)頻率綜合器的高度集成，無法實(shí)現(xiàn)單芯片設(shè)計(jì)以節(jié)約成本。因此，開發(fā)新型結(jié)構(gòu)的頻率綜合器以適應(yīng)單芯片集成就成了一個(gè)很緊迫的問題。
發(fā)明內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于克服傳統(tǒng)鎖相環(huán)頻率綜合器在單芯片集成中存在的問題，提供一種可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，當(dāng)上電復(fù)位或者分頻比改變的時(shí)候，能自動(dòng)地選擇一條適宜的壓控振蕩器工作曲線。本發(fā)明使得壓控振蕩器能在較低的增益下獲得較寬的頻率校正范圍，有利于提高噪聲性能和單芯片集成。(二)技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，由鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路構(gòu)成，其中，鎖相環(huán)路由鑒相鑒頻器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器和分頻器依次連接而成，自校正環(huán)路由鑒相鑒頻器、觸發(fā)器、控制器、壓控振蕩器和分頻器依次連接而成，鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路共用鑒相鑒頻器、壓控振蕩器和分頻器。上述方案中，所述壓控振蕩器包括第一諧振電感Li、第二諧振電感L2、第一變?nèi)莨蹸varl、第二變?nèi)莨蹸var2、由第一PMOS管Ml和第二PMOS管M2交叉耦合構(gòu)成的負(fù)阻放大器，以及一組用于自校正環(huán)路的固定電容C0、C1.....Cn-1，η為自然數(shù)，各個(gè)固定電容串接在一組開關(guān)SWO、SW1、...、Sffn-I上，各開關(guān)受控于一組N位的控制字CW0、...CWn-I。上述方案中，所述分頻器連接在壓控振蕩器輸出端與鑒相鑒頻器輸入端之間。上述方案中，所述觸發(fā)器用來判斷參考信號(hào)是領(lǐng)先還是滯后分頻器反饋信號(hào)。上述方案中，所述控制器用來判定連續(xù)幾個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)反饋頻率是領(lǐng)先還是滯后參考頻率，然后控制器根據(jù)領(lǐng)先和滯后的結(jié)果來選擇合適的控制字，從而決定壓控振蕩器的輸出頻率。上述方案中，該自校正鎖相環(huán)頻率綜合器進(jìn)一步包括一對(duì)互補(bǔ)開關(guān)Sl和S2，Sl位于固定電壓與壓控振蕩器之間，該固定電壓為電源電壓的一半，S2位于環(huán)路濾波器與壓控振蕩器之間。上述方案中，在鎖相環(huán)頻率綜合器上電或者復(fù)位時(shí)，自校正環(huán)路啟動(dòng)，互補(bǔ)開關(guān)Sl閉合，S2斷開，模擬輸入電壓固定為電源電壓的一半，壓控振蕩器輸出經(jīng)過分頻器后的信號(hào)fdiv,同參考信號(hào)fref比較，根據(jù)比較結(jié)果，控制器改變數(shù)字控制字，從而改變固定可變電容以實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)整；自校正完畢，控制器輸出被鎖存，互補(bǔ)開關(guān)Sl斷開，S2閉合，環(huán)路濾波器的輸出用來控制模擬輸入端，開始精調(diào)諧過程，最終實(shí)現(xiàn)頻率的精細(xì)調(diào)整。上述方案中，所述鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路非并行工作，首先自校正環(huán)路工作，然后是鎖相環(huán)路工作，兩個(gè)環(huán)路工作狀態(tài)通過互補(bǔ)開關(guān)進(jìn)行切換。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)及良好效果1、自校正電路把壓控振蕩器寬的頻率調(diào)諧范圍變成一組互相重疊的調(diào)諧范圍更窄的曲線，任何一條曲線僅僅是調(diào)諧范圍的一部分。圖3顯示了假定的壓控振蕩器校正曲線。一個(gè)特定的數(shù)字控制輸入CW被用來選擇一條合適的校正曲線。自校正電路使得壓控振蕩器的增益減小，有助于提高相位噪聲性能。2、壓控振蕩器用于校正輸出頻率的電容由固定電容和可變電容構(gòu)成，而且固定電容占據(jù)整個(gè)校正電路的大部分，固定電容采用金屬板電容組成，具有較好的線性度和高的品質(zhì)因子，容易提高噪聲性能。3、環(huán)路濾波器的電容大小隨著壓控振蕩器增益的增加而增加，壓控振蕩器增益的降低將有效地減少環(huán)路濾波器的面積，這將有助于鎖相環(huán)頻率綜合器芯片片上集成，另外，增益的降低可以有效抑制由于電荷泵上下電流失配引起的紋波噪聲。4、本發(fā)明可應(yīng)用于復(fù)位自校正和信道切換自校正，若應(yīng)用于復(fù)位自校正，自校正相當(dāng)對(duì)壓控振蕩器的初始化過程，不影響系統(tǒng)實(shí)際工作時(shí)的信道切換時(shí)間。若應(yīng)用于信道切換自校正，鎖定時(shí)間應(yīng)包括自校正所需的時(shí)間。圖1是傳統(tǒng)鎖相環(huán)頻率綜合器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的傳統(tǒng)壓控振蕩器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是校正曲線；圖4是本發(fā)明提供的可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的模數(shù)混合控制的壓控振蕩器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的自校正過程。具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖4示出了本發(fā)明提供的可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器的結(jié)構(gòu)示意圖，該自校正鎖相環(huán)頻率綜合器由鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路構(gòu)成，其中，鎖相環(huán)路由鑒相鑒頻器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器和分頻器依次連接而成，自校正環(huán)路由鑒相鑒頻器、觸發(fā)器、控制器、壓控振蕩器和分頻器依次連接而成，鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路共用鑒相鑒頻器、壓控振蕩器和分頻器。鑒相鑒頻器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器和分頻器這些模塊的連接關(guān)系和工作原理與前面介紹的傳統(tǒng)鎖相環(huán)頻率綜合器相同，增加的自校正環(huán)路由鑒相鑒頻器、觸發(fā)器、控制器、壓控振蕩器和分頻器構(gòu)成。壓控振蕩器有模擬和數(shù)字控制端，模擬控制端用于精細(xì)調(diào)整，而數(shù)字控制端用于粗調(diào)諧過程。分頻器連接在壓控振蕩器輸出端與鑒相鑒頻器輸入端之間。該自校正鎖相環(huán)頻率綜合器進(jìn)一步包括一對(duì)互補(bǔ)開關(guān)Sl和S2，Sl位于固定電壓與壓控振蕩器之間，該固定電壓為電源電壓的一半，S2位于環(huán)路濾波器與壓控振蕩器之間。在鎖相環(huán)頻率綜合器上電或者復(fù)位時(shí)，自校正環(huán)路啟動(dòng)，互補(bǔ)開關(guān)Sl閉合，S2斷開，模擬輸入電壓固定為電源電壓的一半，壓控振蕩器輸出經(jīng)過分頻器后的信號(hào)fdiv，同參考信號(hào)fref比較，根據(jù)比較結(jié)果，控制器改變數(shù)字控制字，從而改變固定可變電容以實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)整；自校正完畢，控制器輸出被鎖存，互補(bǔ)開關(guān)Sl斷開，S2閉合，環(huán)路濾波器的輸出用來控制模擬輸入端，開始精調(diào)諧過程，最終實(shí)現(xiàn)頻率的精細(xì)調(diào)整。在本發(fā)明的鎖相環(huán)頻率綜合器結(jié)構(gòu)中，由于粗調(diào)諧環(huán)路的增加，對(duì)傳統(tǒng)鎖相環(huán)頻綜合器中的壓控振蕩器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，該壓控振蕩器的實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括第一諧振電感Li、第二諧振電感L2、第一變?nèi)莨蹸varl、第二變?nèi)莨蹸var2、由第一PMOS管Ml和第二PMOS管M2交叉耦合構(gòu)成的負(fù)阻放大器，以及一組用于自校正環(huán)路的固定電容C0、C1、...、Cn-l，n為自然數(shù)，各個(gè)固定電容串接在一組開關(guān)SWO、SW1、...、SWn-I上，各開關(guān)受控于一組N位的控制字CW0、...CWn-I。壓控振蕩器是在圖2的基礎(chǔ)上，增加了一組固定電容對(duì)(CO、Cl.....Cn-1)，每組固定電容對(duì)串接在一個(gè)開關(guān)(SWO、SffU...Sffn-I)上，各開關(guān)受控于一組N位的控制字(CW0、CW1.....CWn-1)，這樣通過改變控制字就能以數(shù)字化的方式調(diào)節(jié)可變電容值，從而改變壓控振蕩器輸出頻率。通過改進(jìn)固定電容和開關(guān)的設(shè)計(jì)，粗調(diào)諧環(huán)路能達(dá)到很高的頻率精確度，但是這樣做的代價(jià)使得控制器變得非常復(fù)雜，且使得自校正時(shí)間過長(zhǎng)，因此本方案中自校正環(huán)路只是把壓控振蕩器頻率調(diào)至中心頻率附近，精確校正任務(wù)仍由鎖相環(huán)路在粗調(diào)諧完成之后進(jìn)行。自校正環(huán)路主要用于補(bǔ)償工藝制造中的電感和電容誤差以及完成頻率自校正，環(huán)路中的固定電容占整個(gè)壓控振蕩器可變電容的大部分，只有這樣，才能夠完成壓控振蕩器頻率的自校正，而用于鎖相環(huán)路中的可變電容值占整個(gè)校正電容的小部分，該可變電容仍由可變電容二極管組成。在鎖相環(huán)頻率綜合器上電或者復(fù)位時(shí)，啟動(dòng)自校正環(huán)路，互補(bǔ)開關(guān)Sl閉合，S2斷開，模擬輸入電壓固定為電源電壓的一半，壓控振蕩器輸出經(jīng)過分頻器后的信號(hào)(fdiv)，同參考信號(hào)(fref)比較，根據(jù)比較結(jié)果，控制器改變數(shù)字控制字，從而改變固定可變電容以實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)整；自校正完畢，控制器輸出被鎖存，互補(bǔ)開關(guān)Sl斷開，S2閉合，環(huán)路濾波器的輸出用來控制模擬輸入端，開始精調(diào)諧過程，最終實(shí)現(xiàn)頻率的精細(xì)調(diào)整。鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路非并行工作，首先自校正環(huán)路工作，然后是精調(diào)諧環(huán)路工作，兩個(gè)環(huán)路工作狀態(tài)通過互補(bǔ)開關(guān)進(jìn)行切換。自校正也能在信道切換時(shí)重新啟動(dòng)，此時(shí)，自校正過程所需時(shí)間計(jì)入鎖定時(shí)間。而在上電或者復(fù)位時(shí)的自校正過程不計(jì)入鎖定時(shí)間。因此對(duì)鎖定時(shí)間要求苛刻的場(chǎng)合，自校正環(huán)路只需要工作在上電或者復(fù)位場(chǎng)合，而對(duì)鎖定時(shí)間要求不苛刻的場(chǎng)合，可以應(yīng)用上電或者復(fù)位自校正，也可以應(yīng)用信道切換自校正。為了便于測(cè)試VC0，本發(fā)明也可以通過三線接口對(duì)VCO控制位直接賦值。觸發(fā)器用來判斷參考信號(hào)是領(lǐng)先還是滯后分頻器反饋信號(hào)，當(dāng)參考頻率(fref)領(lǐng)先反饋頻率(fdiv)時(shí)，輸出U為高，將被緊接著的反饋信號(hào)(fdiv)的上升沿復(fù)位。當(dāng)反饋頻率(fdiv)領(lǐng)先參考頻率(fref)時(shí)，輸出D為高，將被緊接著的參考信號(hào)(fref)的上升沿復(fù)位。觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入為D信號(hào)，而觸發(fā)端輸入為U信號(hào)。因?yàn)殍b相鑒頻器中存在復(fù)位延時(shí)，每個(gè)工作周期，U信號(hào)和D信號(hào)存在同時(shí)為高，然后被復(fù)位信號(hào)復(fù)位的短脈沖，這使得觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端有輸入時(shí)鐘。當(dāng)U信號(hào)領(lǐng)先D信號(hào)，觸發(fā)器輸出信號(hào)為高，當(dāng)U信號(hào)滯后D信號(hào)時(shí)，觸發(fā)器輸出信號(hào)為低。觸發(fā)器的輸出信號(hào)作為控制器輸入信號(hào)，用來決定壓控振蕩器的控制字?？刂破饔脕砼卸ㄟB續(xù)幾個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)反饋頻率是領(lǐng)先還是滯后參考頻率，然后控制器根據(jù)領(lǐng)先和滯后的結(jié)果來選擇合適的控制字，從而決定壓控振蕩器的輸出頻率。控制器是自校正環(huán)路中核心模塊，當(dāng)上電或者復(fù)位時(shí)，N比特長(zhǎng)度控制字初始化到中間值，在N次自校正達(dá)到最優(yōu)值時(shí)自校正停止。如果需要在正常工作后重新啟動(dòng)，例如分頻比改變的時(shí)候，通過三線接口輸入自校正使能信號(hào)。重新啟動(dòng)控制器，在自校正過程，開關(guān)Sl閉合，S2斷開，目的是給壓控振蕩器的輸入一個(gè)固定的參考電壓(電源的一半)。時(shí)鐘信號(hào)(elk)是對(duì)參考信號(hào)(fref)經(jīng)過M分頻后的信號(hào)，M值的大小依據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合，M值太大，將使得每次控制字切換時(shí)間變長(zhǎng)。在每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(elk)的上升或者下降沿，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行判斷，如果連續(xù)幾個(gè)周期內(nèi)觸發(fā)器的輸出信號(hào)都是高電平或者低電平，說明輸入頻率過高或者過低，控制器將調(diào)整控制字。為了能使得控制器在有限次的調(diào)整中找到最優(yōu)的值，避免自校正環(huán)路在幾個(gè)控制字間反復(fù)跳動(dòng)，采用二進(jìn)制搜索算法，如表1所示(給出了一個(gè)5位控制字例子)?？刂谱直怀跏蓟街虚g值“10000”，如果反饋頻率(fdiv)是大于參考頻率(fref)，當(dāng)前控制位為高，下一個(gè)控制位也為高。如果反饋頻率(fdiv)是低于參考頻率(fref)，當(dāng)前控制位置低，下一個(gè)控制位置高。這個(gè)過程一直持續(xù)到最后一個(gè)控制位。一旦最后一個(gè)控制位被置位，所有控制位的值是確定的，控制位被鎖存，自校正過程結(jié)束，將切換到鎖相環(huán)路工作狀態(tài)。開始<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1二進(jìn)制搜索過程為了加快自校正速度，控制字CW從高位到低位對(duì)應(yīng)的電容值和控制字的權(quán)重成比例，每次頻率調(diào)整只能對(duì)其中的一位控制字作出調(diào)整，對(duì)于N位控制字，整個(gè)校正過程由N步完成。控制字CW的作用是控制接入壓控振蕩器中固定電容的開關(guān)，高電平使得接通離散電容的開關(guān)斷開，壓控振蕩器總電容值減小，輸出頻率上升；低電平則使得開關(guān)閉合，壓控振蕩器的總電容值增加，輸出頻率下降。控制字CW初始值設(shè)定為中間值，這樣可以減少電容的調(diào)諧范圍，從而加快頻率校正速度。在本發(fā)明實(shí)施例中，鎖相環(huán)是一個(gè)電荷泵鎖相環(huán)，其鑒相鑒頻器鑒別參考信號(hào)和反饋信號(hào)的相差/頻差，產(chǎn)生相/頻差信號(hào)；電荷泵產(chǎn)生相應(yīng)于相/頻差信號(hào)的一定數(shù)量的電荷；環(huán)路濾波器累加一定數(shù)量的電荷產(chǎn)生環(huán)路濾波器電壓；壓控振蕩器被用來產(chǎn)生鎖相環(huán)反饋信號(hào)。在正常的鎖相環(huán)工作時(shí)，環(huán)路濾波器電壓被應(yīng)用到壓控振蕩器的電壓輸入。在鎖相環(huán)的自校正過程中，控制器應(yīng)用數(shù)字控制字到壓控振蕩器來選擇不同的壓控振蕩器工作曲線，直到一條合適的工作曲線被找到。本發(fā)明不受限于電荷泵鎖相環(huán)，一般來說，當(dāng)前發(fā)明能被應(yīng)用在任何包括鑒相鑒頻器，積分濾波器以及壓控振蕩器的鎖相環(huán)頻率綜合器中。如果鎖相環(huán)頻率綜合器有個(gè)多條工作曲線的壓控振蕩器和鑒相鑒頻器，采用本發(fā)明提出的方案可對(duì)該鎖相環(huán)頻率綜合器能進(jìn)行自動(dòng)校正，通過應(yīng)用參考信號(hào)到壓控振蕩器輸入，打斷鎖相環(huán)反饋環(huán)來選擇一條合適的工作曲線，調(diào)整壓控振蕩器數(shù)字控制值。在自校正過程中，模擬控制端上是參考電壓，而不是環(huán)路濾波器上的電壓，控制器產(chǎn)生數(shù)字控制輸入字CW給壓控振蕩器，用來選擇不同的工作曲線。對(duì)于每條壓控振蕩器工作曲線，當(dāng)模擬控制端電壓為參考電壓時(shí)，壓控振蕩器輸出恒定的輸出頻率。此時(shí)模擬鎖相環(huán)路被打斷。電荷泵最終驅(qū)動(dòng)環(huán)路濾波器電壓到零或者電源電壓。電壓高低依賴于反饋信號(hào)的頻率是比參考輸入信號(hào)的頻率高還是低。每個(gè)數(shù)字控制輸入是周期性應(yīng)用到壓控振蕩器輸入，而且每條壓控振蕩器工作曲線作用時(shí)間足夠長(zhǎng)，如果參考頻率大于反饋頻率，環(huán)路濾波器電壓將最終達(dá)到電源電壓值，類似地，如果反饋信號(hào)頻率大于參考頻率，環(huán)路濾波器電壓最終降為零。本發(fā)明優(yōu)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)，因?yàn)閴嚎卣袷幤髟谏想姀?fù)位或者信道切換時(shí)能自動(dòng)切換到一條合適的工作曲線，無需在工廠里對(duì)壓控振蕩器進(jìn)行校正，無需不同的應(yīng)用對(duì)應(yīng)著不同的壓控振蕩器。除此之外，壓控振蕩器不是被永久性地校正，無論什么時(shí)候上電復(fù)位或者信道切換信號(hào)應(yīng)用到鎖相環(huán)頻率綜合器的時(shí)候，鎖相環(huán)頻率綜合器的自動(dòng)校正過程將會(huì)重復(fù)。這使得該發(fā)明能被重復(fù)使用在不同的應(yīng)用場(chǎng)合中。本發(fā)明的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鎖相環(huán)頻率綜合器來說，僅僅增加了非常少的附加部件就能實(shí)現(xiàn)鎖相環(huán)頻率綜合器的自動(dòng)校正。校正電路由低速數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，互補(bǔ)開關(guān)能被合并在壓控振蕩器里受數(shù)字輸入值來控制，鎖相環(huán)頻率綜合器增加的成本很少。本發(fā)明的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是具有較好的相位噪聲性能。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的壓控振蕩器中，由于為了克服工藝溫度等偏差影響，設(shè)計(jì)的頻率校正范圍遠(yuǎn)大于所需的頻率校正范圍，這使得大的壓控振蕩器增益極易把其控制線上的噪聲轉(zhuǎn)變成相位噪聲，進(jìn)而影響鎖相環(huán)頻率綜合器的性能，而本發(fā)明中的壓控振蕩器采用數(shù)模混合的方法，在較低的增益下獲得寬的頻率調(diào)諧范圍。因而能有效提高相位噪聲性能。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，由鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路構(gòu)成，其中，鎖相環(huán)路由鑒相鑒頻器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器和分頻器依次連接而成，自校正環(huán)路由鑒相鑒頻器、觸發(fā)器、控制器、壓控振蕩器和分頻器依次連接而成，鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路共用鑒相鑒頻器、壓控振蕩器和分頻器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，其特征在于，所述壓控振蕩器包括第一諧振電感Li、第二諧振電感L2、第一變?nèi)莨蹸varl、第二變?nèi)莨蹸var2,由第一PMOS管Ml和第二PMOS管M2交叉耦合構(gòu)成的負(fù)阻放大器，以及一組用于自校正環(huán)路的固定電容CO、Cl.....Cn-1，η為自然數(shù)，各個(gè)固定電容串接在一組開關(guān)SW0、SffU...、SWn-I上，各開關(guān)受控于一組N位的控制字CWO、...CWn-I。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，其特征在于，所述分頻器連接在壓控振蕩器輸出端與鑒相鑒頻器輸入端之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，其特征在于，所述觸發(fā)器用來判斷參考信號(hào)是領(lǐng)先還是滯后分頻器反饋信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，其特征在于，所述控制器用來判定連續(xù)幾個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)反饋頻率是領(lǐng)先還是滯后參考頻率，然后控制器根據(jù)領(lǐng)先和滯后的結(jié)果來選擇合適的控制字，從而決定壓控振蕩器的輸出頻率。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，其特征在于，該自校正鎖相環(huán)頻率綜合器進(jìn)一步包括一對(duì)互補(bǔ)開關(guān)Sl和S2，Sl位于固定電壓與壓控振蕩器之間，該固定電壓為電源電壓的一半，S2位于環(huán)路濾波器與壓控振蕩器之間。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，其特征在于，在鎖相環(huán)頻率綜合器上電或者復(fù)位時(shí)，自校正環(huán)路啟動(dòng)，互補(bǔ)開關(guān)Sl閉合，S2斷開，模擬輸入電壓固定為電源電壓的一半，壓控振蕩器輸出經(jīng)過分頻器后的信號(hào)fdiv，同參考信號(hào)fref比較，根據(jù)比較結(jié)果，控制器改變數(shù)字控制字，從而改變固定可變電容以實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)整；自校正完畢，控制器輸出被鎖存，互補(bǔ)開關(guān)Sl斷開，S2閉合，環(huán)路濾波器的輸出用來控制模擬輸入端，開始精調(diào)諧過程，最終實(shí)現(xiàn)頻率的精細(xì)調(diào)整。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，其特征在于，所述鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路非并行工作，首先自校正環(huán)路工作，然后是鎖相環(huán)路工作，兩個(gè)環(huán)路工作狀態(tài)通過互補(bǔ)開關(guān)進(jìn)行切換。全文摘要本發(fā)明公開了一種可實(shí)現(xiàn)頻段選擇的自校正鎖相環(huán)頻率綜合器，由鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路構(gòu)成，其中，鎖相環(huán)路由鑒相鑒頻器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器和分頻器依次連接而成，自校正環(huán)路由鑒相鑒頻器、觸發(fā)器、控制器、壓控振蕩器和分頻器依次連接而成，鎖相環(huán)路和自校正環(huán)路共用鑒相鑒頻器、壓控振蕩器和分頻器。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)壓控振蕩器的一組固定電容來實(shí)現(xiàn)其中心頻率校正，使得能在較低的壓控振蕩器增益下獲得較寬的頻率調(diào)諧范圍，這能補(bǔ)償由于集成電感和可變變?nèi)莨苤谱髦袔淼恼`差，減小鎖相環(huán)頻率綜合器的相位噪聲，使得采用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)單芯片鎖相環(huán)頻率綜合器成為可能。文檔編號(hào)H03L7/18GK101814917SQ20091007736公開日2010年8月25日申請(qǐng)日期2009年2月19日優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日發(fā)明者張海英,王小松,黃水龍申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所