[发明专利]抑制寄生低频传输的宽带频率合成器

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽带频率合成器，其能够抑制主要对于接近频率合成 器频带中心的输出信号频率的低频传输或分量。锁相环合成器包含用于提 供至少一个高频输出信号的电压受控振荡器。此高频信号的频率在双模式 分频器电路中通过第一选定模式中的第一分频因子N1或第二选定模式中 不同于第一因子N1的第二分频因子N2被分频。合成器的相位检测器将基 准频率信号与由分频器电路提供的分频后的频率信号进行比较。相位检测 器后面继以低通滤波器，用于对相位检测器的输出信号进行滤波，以便向 电压受控振荡器提供滤波后的控制信号。分频模式选择装置对分频器电路 进行控制，以便以确定的时间周期选择分频器电路的第一或第二分频模式。 这种模式选择装置作为电压受控振荡器的编程输出信号频率的函数地定义 第一与第二分频模式在时间上的平均值。

背景技术

特别地，频率合成器可用在无线通信系统中，或者，更一般地说，用 在电信系统中。这些频率合成器供给确定的频带内的高频信号，以便覆盖 电信频带，例如American ISM频带(902-928MHz)。为了在电压受控振 荡器输出上获得希望的输出频率，模式选择装置提供的二进制选定信号以 确定的顺序命令分频器电路中一系列的选定模式。在等于0的第一模式 M1中，电压受控振荡器的输出信号频率以分频器电路的第一分频因子被 分频，而在等于1的第二模式M2中，通过分频器电路的第二分频因子进 行分频。

当选择了接近频带中心的合成器输出信号频率时，一般面临的问题与 来自低频传输或分量的干扰或寄生有关。这些寄生传输能扰乱合成器输出 信号。对于合成器频带的上下限处选择的频率同样成立，但通常合成器具 有与通信频带相比较大的频带宽度。结果，寄生传输的问题实质上涉及频 带的中心。

寄生低频传输的问题主要发生在经由编程模式选择装置——其优选为 sigma-delta型调制器——进行的随时间的一系列模式中。sigma-delta型调 制器根据控制分频器电路的二进制选定信号中的伪随机配置定义一系列模 式。这种等于0的模式和等于1的模式的序列依赖于接收自电压受控振荡 器输出信号的选择的频率的编程信号。

对于这种类型的sigma-delta调制器，通常，模式序列中等于1的模式 与等于0的模式的变化(variation)与低通滤波器截止频率相比处于较高 的频率。这使得噪音能够向着被滤波的高频被推动。然而，对于接近频带 中心的编程输出信号频率，等于0的模式的数量基本上与等于1的模式的 数量相等。依赖于二进制信号模式序列中0与1的周期性，1有时可能代 替0而发生，或者0代替1发生。这导致模式序列中随时间每次发生1或 0的低的频率。二进制信号模式序列中1或0的这些稀少发生(rare occurrences)因此不被低通滤波器滤波，其对电压受控振荡器产生扰动。

寄生低频传输的这些问题对于在频带上下限处选择的输出信号频率是 同样的。在这样的情况下，对于频带下限处的频率，1可能在模式序列的 所有0中稀少地发生，或者，对于频带上限处的频率，0在所有1中稀少 地发生。然而，由于确定的频率合成器的频带一般宽于电信频带，接近频 带上下限的频率不会被编程。因此，寄生传输的主要问题涉及接近于频带 中心的电压受控振荡器频率的编程。

为了尝试减少与寄生低频分量有关的问题，已经知道，向sigma-delta 型锁相环中注入随机噪音。然而，这种实践具有仅仅部分地抑制这些寄生 或干扰分量的缺点，并具有向有用的频率合成器信号增加宽带噪音的缺点。

由美国专利No.2003/0227301获知一种噪音降低频率合成器。这种频 率合成器基于传统的锁相环(PLL)以及选择多模式分频器的分频比的 sigma-delta调制器的使用。这种合成器的一个目的在于当分频因子被选择 为等于N或N+1时解决死区的问题。这种合成器因此包含用于对振荡器基 准频率进行分频的第一分频器块、用于将电压受控振荡器的高频信号的频 率以选定的因子分频的第二分频器块、具有sigma-delta调制器的分频比控 制器。第二分频器块将高频信号的频率以第一因子N或第二因子N+1或第 三因子N+2分频。分频因子的选择作为由与模式控制器结合的sigma-delta 调制器提供的选定信号的函数进行。由于三个分频因子之间随时间的一连 串模式，可以减少量化噪音。