[发明专利]频率合成器与频率合成方法

说明书

【技术领域】

本发明关于一种频率合成器与频率合成方法，且特别关于一种包括时间数字转换的支援周边机制的频率合成器与频率合成方法。

【背景技术】

各式各样的通信系统，像是射频（RF，Radio Frequency）无线通信系统，已被现代信息社会广泛运用，并扮演重要角色。现代通信系统的核心技术之一是频率（及/或时钟）合成，其是基于一频率参考时钟产生一个具有所欲频率的变量时钟，以使此变量时钟的稳定性、精确度与频谱纯净程度皆关联于频率参考时钟的表现。在通信系统的发射器中，由一本地频率合成器提供的变量时钟可作为一本地振荡载波，用以对基频（baseband）或中频（IF，Intermediate-Frequency）信号进行升转（up-conversion）的频率转移，以形成对应的射频信号。另一方面，在接收器中，由一本地频率合成器提供的变量时钟可作为一本地振荡载波，用以将射频信号降转（down-convert）为中频/基频信号。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种频率合成器与频率合成方法。

本发明的一实施例提供一频率合成器，包括一个用以接收一频率参考时钟的频率参考输入端，一个用以提供一射频时钟的经微调振荡器，一个耦接于经微调振荡器、用以改变射频时钟相位的相位平移器，以及一个时间数字转换器，耦接于频率参考输入端与相位平移器；其中，时间数字转换器所需涵盖的一范围小于射频时钟的一个完整周期。

一实施例中，经微调振荡器输出射频时钟的多个相位，例如四个正交相位（quadrature phases），而相位平移器是由这多个相位/正交相位中选出其一以改变射频时钟的相位。一实施例中，相位平移器响应频率指令字符的累计值而由这些相位中选出其中之一。

一实施例中，所述的频率合成器更包括一平移控制器、一变量相位累计器、一参考相位累计器与一重定时器。相位平移器用以改变射频时钟的相位以提供一平移射频时钟。时间数字转换器用以响应频率参考时钟与平移射频时钟间的时间差而提供一第一小数误差修正信号。

变量相位累计器耦接经微调振荡器，用以累计射频时钟的周期数，并据以提供一变量相位信号。重定时器用以在射频时钟的各转态处（如升缘）对频率参考时钟重定时而提供一重定时参考时钟。参考相位累计器用以依据频率参考时钟的各周期而累计频率指令字符，例如说在重定时参考时钟的各转态处累计频率指令字符。

平移控制器耦接参考相位累计器与相位平移器，用以响应频率指令字符的累计值（例如说是依据频率指令字符的累计值的小数部份）而提供一第二小数误差修正信号与一平移控制信号。相位平移器用以依据平移控制信号而改变射频时钟的相位，而经微调振荡器用以依据频率指令字符的累计值与变量相位信号间的数值差异以及第一与第二小数误差修正信号间的数值总和而调整射频时钟的周期。

一实施例中，相位平移器在改变射频时钟的相位时使频率参考时钟的一转态处与平移射频时钟的前一转态处之间的时间差小于射频时钟的一个完整周期。

一实施例中，针对时间数字转换的范围，时间数字转换器是当平移射频时钟的一转态处与频率参考时钟的一转态处发生在该范围的近接处时进行响应；当平移射频时钟的一转态处与频率参考时钟的一转态处未发生在该范围的近接处时则不响应。

本发明的一实施例提供一频率合成器，包括一振荡器、一相位平移器、一平移控制器、一时间数字转换器、一参考相位累计器、一变量相位累计器与一重定时器。振荡器用以提供一变量时钟；相位平移器耦接振荡器，用以提供一平移变量时钟，其相位与变量时钟的相位相差一相位平移量，而该相位平移量使一频率参考时钟的一转态处与平移变量时钟的前一转态处间的时间差小于频率参考时钟的一个完整周期。时间数字转换器耦接相位平移器，用以量化频率参考时钟与平移变量时钟间的时间差，并据以提供一第一小数误差修正信号。

重定时器耦接振荡器与频率参考时钟，用以在变量时钟的各转态处对频率参考时钟进行重定时，并据以提供一重定时参考时钟。参考相位累计器耦接频率参考时钟，用以响应频率参考时钟的各周期（例如在重定时参考时钟的各转态处）累计频率指令字符，并据以提供一参考相位信号。平移控制器耦接相位平移器，用以响应参考相位信号而提供一第二小数误差修正信号与一平移控制信号。