[发明专利]频率合成器及其操作方法

说明书

一种频率合成器，包括：鉴频鉴相器，被配置为接收频率信号和参考时钟，和根据该频率信号和该参考时钟之间的相位差和频率差输出相位差；电荷泵，根据该相位差产生电流；环路滤波器，被配置于根据该电流产生第一电压信号；N路滤波器，其每个支路包括开关和一个支路滤波器，并基于该第一电压产生N个支路的滤波电压；压控振荡器，被配置为根据所述N个支路的滤波电压的和产生第二电压信号；分频器，被配置为根据该第二电压信号和可变分频比产生频率信号；以及Σ‑Δ调制器，被配置为根据分数分频比的数字表示和所述参考时钟产生所述可变分频比。

技术领域

本申请一般涉及一种频率合成器，特别地但不限于涉及一种集成N路滤波器的频率合成器。

背景技术

传统的分数频率合成器通过调制环路分频比(NDIV)实现平均分割的非整数环路。大多数传统的实现方式通过使用数字Σ-Δ调制器(SDM)的输出(即NDIV)来调制环路分频比。这类传统的实现方式可能在环路分频比中引入量化误差，这可以反映为分数频率合成器的输出端的相位噪声。引入的量化误差或噪声如果不进行特殊处理，可能会严重影响频率合成器的性能。

在抑制量化噪声的传统方法中，通常在环路中引入附加滤波器以实现对高频量化噪声的抑制，来改善频率合成器的性能。但是，附加滤波器可能会影响整个环路的相位裕度。在许多需要宽环路带宽的应用中，带宽附近的噪声被放大，从而可能降低锁相环输出信号的质量，并可能影响频率合成器的性能。为了减少这种负面影响，由附加滤波器引入的滚降度被限制为一阶，但这不能满足抑制量化噪声的要求。因此，传统的分数频率合成器很难添加具有性能理想的滤波器。

发明内容

本申请的实施例可以提供一种频率合成器。该频率合成器可以包括：鉴频鉴相器，被配置为接收频率信号和参考时钟，并根据该频率信号和该参考时钟之间的相位差和频率差输出相位差；电荷泵，通信地耦合到该鉴频鉴相器，并且被配置为根据该相位差产生电流；环路滤波器，通信地耦合到该电荷泵并且被配置为基于该电流产生第一电压信号；包括N个支路的N路滤波器，通信地耦合到环路滤波器，该N路滤波器的N个支路中的每一个包括一个开关和一个支路滤波器，其中该N路滤波器被配置为基于该第一电压信号产生N个支路的滤波电压；压控振荡器，通信地耦合到N路滤波器，并且被配置为基于N个支路的滤波电压的和产生第二电压信号；分频器，通信地耦合到该压控振荡器和该鉴频鉴相器，并且被配置为根据该第二电压信号和可变分频比产生频率信号；以及Σ-Δ调制器(SDM)，通信地耦合到该分频器并且被配置为基于分数分频比的数字表示和SDM参考时钟来产生该可变分频比。

本申请的实施例可以提供一种频率合成器的操作方法。该方法可以包括：通过该频率合成器中的鉴频鉴相器接收频率信号和参考时钟；通过该鉴频鉴相器根据所该频率信号与该参考时钟之间的相位差和频率差输出相位差；通过可通信地耦合到该鉴频鉴相器的电荷泵根据该相位差产生电流；通过通信地耦合到该电荷泵的环路滤波器基于该电流，产生第一电压信号；通过通信地耦合到该环路滤波器的N路滤波器的N个支路中的每个支路基于该第一电压信号的产生滤波电压，其中N路滤波器的N个支路中的每个支路包括一个开关和一个支路滤波器；通过通信地耦合到该N路滤波器的压控振荡器基于该N个支路的滤波电压之和产生第二电压信号；通过可通信地耦合到该压控振荡器和该鉴频鉴相器的分频器基于该第二电压信号和可变分频比来产生频率信号；以及通过通信地耦合到该分频器的Σ-Δ调制器(SDM)基于分数分频比的数字表示和SDM参考时钟来产生该可变分频比。

附图的简要说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字可以描述不同视图中的类似组件。具有不同字母后缀的相同数字可表示类似组件的不同实例。附图是通过示例而非通过限制的方式示出了本文件中讨论的各种实施例。

图1是示出根据本申请一个实施例的频率合成器的电路图。

图2是示出根据本申请的另一实施例的用于环路滤波器和N路滤波器的一个信号支路的电路图。