[发明专利]数字补偿模拟小数分频锁相环及控制方法

说明书

本发明公开了数字补偿模拟小数分频锁相环及控制方法，属于电子技术领域。本发明采用数字补偿的方式对模拟锁相环的调制器量化噪声进行补偿，使得补偿效果不会受到工艺、电压、温度的影响，而且可以帮助模拟锁相环实现宽带应用。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及数字补偿模拟小数分频锁相环及控制方法。

背景技术

随着通信技术多样化，需要单个锁相环能够支持不同的通信模式。这就对锁相环的设计提出了更高的要求。不仅要求锁相环有宽的输出频率范围，而且输出时钟的噪声要求更是苛刻。

目前的锁相环可以分为：模拟锁相环和数字锁相环。数字锁相环是工艺进入深亚微米之后才得到发展的。数字锁相环拥有数字电路的优点，但同时也存在量化噪声的问题。目前模拟锁相环和数字锁相环分庭抗礼，根据应用的场合不同可以灵活选用。模拟锁相环主要采用鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频器、sigma-delta调制器组成。

压控振荡器的噪声对于锁相环的输出是高通特性，故宽带的应用有利于压制压控振荡器的噪声。参考频率和sigma-delta调制器的噪声对于锁相环的输出则是低通特性。因此对于锁相环而言，一般带宽的选择需要根据子模块噪声在输出信号中的占比进行折中。由此可知限制锁相环宽带应用的是参考频率和sigma-delta调制器的噪声，其中sigma-delta调制器的噪声占主导地位。

现有的减小sigma-delta调制器量化噪声的方法主要有两种：

1、增加分频器的分辨精度，比如实现N.5、N.25等分频；

2、通过其他环路对sigma-delta调制器的量化噪声进行补偿。

对于1而言，大多数采用相位内插形式对信号的占空比要求很高而且还涉及到相位的切换顺序问题，电路实现起来比较复杂而且容易出错。对于2而言，数字锁相环的相位补偿实现相对容易，因为相位信息都以数字的形式存在；但对于模拟锁相环在实施补偿的时候，很容易受到工艺、电压、温度的影响使补偿不能达到理想效果。

发明内容

针对上述问题，现提供一种旨在可实现调制器的噪声补偿的数字补偿模拟小数分频锁相环及控制方法。

一种数字补偿模拟小数分频锁相环，包括，鉴频鉴相器、电荷泵、滤波器、振荡器、分频器和调制器，

所述鉴频鉴相器，用于检测参考频率与反馈相位的误差，并输出误差信号至所述电荷泵；

所述电荷泵，用于根据所述误差信号生成控制电流，并输出所述控制电流至所述滤波器；

所述滤波器，用于将所述控制电流转换为低频电压信号，并输出所述低频电压信号至所述振荡器；

所述振荡器，用于根据所述低频电压信号生成输出频率，并将所述输出频率反馈至所述分频器；

所述调制器，用于根据频率控制字生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述分频器；

所述分频器，用于根据所述控制信号对所述输出频率进行降频生成调制频率；

还包括，

数字补偿单元，用于根据所述调制频率、所述频率控制字、所述控制信号和所述误差信号，检测所述调制器输出的控制信号的误差，并对所述控制信号进行校准补偿生成反馈相位，并将所述反馈相位发送至所述鉴频鉴相器。

优选的，所述数字补偿单元包括：时间数字转换器、校准模块、误差检测模块和数字时间转换器；

所述时间数字转换器，连接所述鉴频鉴相器，用于根据所述误差信号计算相位差，并将所述相位差发送至所述校准模块；