專利名稱：頻率合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻率合成器，供例如在數(shù)字電話機(jī)之類的通信接收機(jī)或發(fā)射機(jī)中使用。
舉例說，GSM(全球移動通信系統(tǒng))電話機(jī)就可以利用頻率合成器來進(jìn)行接收與發(fā)射頻率之間的轉(zhuǎn)換或者在發(fā)射或接收過程中進(jìn)行跳頻。這類頻率合成器需要在一個GSM時隙(570微秒)內(nèi)跳過70兆赫的帶寬。這樣做是有困難的，因?yàn)橐３值偷膔.m.s(均方根)相位噪聲電平需要將合成器的環(huán)路帶寬保持在最小帶寬。
過去有人嘗試過加速頻率合成器的鎖環(huán)速度，即臨時擴(kuò)大合成器環(huán)路的帶寬或采用電壓控制法將外電壓加到合成器中使用的VCO(壓控振蕩器)的電壓輸入端上，以快速驅(qū)使VCO的頻率接近所要求的頻率值。但先前的這些提案并沒有完全成功，因?yàn)樾枰铣善鳝h(huán)路中另外加上一些有源元件(運(yùn)算放大器、壓控放大器等)。
本發(fā)明的目的是提供一種帶簡單而有效的加速鎖環(huán)電路的頻率合成器。
按照本發(fā)明，所提供的頻率合成器包括一個壓控振蕩器；一個鑒相器，接收基頻信號和獲自壓控振蕩器輸出端和一個濾波電路的反饋信號，所述濾波電路將鑒相器的輸出端與壓控振蕩器的頻控電壓輸入端連接起來，該濾波電路還與基準(zhǔn)電壓連接；和一個加速電路，用以在要求變頻時將電壓信號加到基準(zhǔn)電壓接線上。
參看舉例說明的本發(fā)明附圖，從下面的說明可以清楚理解本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是只在兩種頻率下工作的簡單頻率合成器的示意圖。
圖2是對圖1所示實(shí)例進(jìn)行修改的使其能在許多不同頻率下工作的修改示意圖。
在圖1所示的本發(fā)明實(shí)例中，合成器的基本環(huán)路包括壓控振蕩器10、可變分頻器11和鑒相器12，可變分頻器11將壓控振蕩器的反饋提供給鑒相器12，鑒相器12的輸出電壓則由濾波電路13加到壓控振蕩器10的頻控電壓輸入湍。控制電路14確定分頻器11的分頻比。
本發(fā)明的頻率合成器與現(xiàn)行頻率合成器的區(qū)別在于，濾波電路13作為窄帶寬低通濾波器工作，其接基準(zhǔn)電壓的接線不是接固定基準(zhǔn)電壓源而是接加速電路15。圖中所示的加速電路是一簡單的電路，供在需要使壓控振蕩器只在兩種不同頻率之間切換的情況下使用。為此，加速電路15有一個電阻器串R1、R2和R3，連接在+V與-V電源母線之間，以便在節(jié)點(diǎn)16和17處提供正負(fù)電壓信號。兩個模擬開關(guān)18和19將這些節(jié)點(diǎn)與一輸出線路20連接起來，該輸出線路由電容器21使其連接到濾波電路的基準(zhǔn)電壓接線13a。電阻器22將基準(zhǔn)電壓接線13a與基準(zhǔn)電壓源連接起來。控制電路14的輸出14a用以控制模擬開頭18和19，其中一個是經(jīng)邏輯倒相器23進(jìn)行控制的。
工作時，輸出14a在要求其中一種頻率時處于高態(tài)，在要求另一種頻率時處于低態(tài)。輸出14a在輸往分頻器11的控制輸出變化的同時在其高低態(tài)之間轉(zhuǎn)換。發(fā)生變化時，原光導(dǎo)通的模擬開關(guān)18或19截止，另一個模擬開關(guān)則導(dǎo)通。發(fā)生這種情況時，節(jié)點(diǎn)16、17其中適當(dāng)一個的正電壓信號或負(fù)電壓信號加到基準(zhǔn)電壓上，從而即刻使加到VCO輸入端的電壓改變大致等于使輸出頻率達(dá)到所要求變化所需要的電壓大小。接著，環(huán)路會在新的頻率下很快穩(wěn)定下來。電阻器22使所加的電壓隨時間衰減。電容器21和電阻器22的時間常數(shù)應(yīng)比濾波器的時間常數(shù)大。
在圖2所示更為復(fù)雜的實(shí)施例中，控制電路14配置得使其控制分頻器11，以提供許多不同的頻率。在此情況下，控制電路編程得使其產(chǎn)生新舊頻差相應(yīng)的標(biāo)記數(shù)字輸出，加速電路則只由一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(D/A)23組成，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器23的輸出端由電容電阻電路21、22連接到接線13a。
上述加速電路，其環(huán)路中沒有增加任何有源元件，所以工作時不會使合成器的相位噪聲性能變壞。環(huán)路濾波器沒有漏泄電流，因而邊帶水平不會提高。這種電路非常簡單，易于在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)施。在移動電話系統(tǒng)中，從備用操作到正常操作的切換可以進(jìn)行得非常之快，因而可以延遲合成器的起動運(yùn)作，節(jié)約電池用電。
上面已用特定術(shù)語對本發(fā)明的一些最佳實(shí)施例進(jìn)行了說明，但這僅僅是舉例而已。不言而喻，在不脫離權(quán)利要求書的精神實(shí)質(zhì)和范圍前提下，是可以對上述實(shí)施例進(jìn)行種種更改和修改的。
權(quán)利要求
1．一種頻率合成器，包括一個壓控振蕩器；一個鑒相器，接收基頻信號和獲自壓控振蕩器輸出端和一個濾波電路的反饋信號，所述濾波電路將鑒相器的輸出端與壓控振蕩器的頻控電壓輸入端連接起來，該濾波電路還與基準(zhǔn)電壓連接；和一個加速電路，用以在要求變頻時將電壓信號加到基準(zhǔn)電壓接線上。
2．如權(quán)利要求1所述的頻率合成器，其特征在于，所述加速電路的輸出端電容耦合到濾波電路的基準(zhǔn)電壓接線上，且有一個電阻器將濾波電路的所述基準(zhǔn)電壓接線接到基準(zhǔn)電壓源上。
3．如權(quán)利要求1或2所述的頻率合成器，其特征在于，所述加速電路有多個模擬開關(guān)，控制著同數(shù)量的電壓源與所述加速電路輸出接線的連接。
4．如權(quán)利要求1或2所述的頻率合成器，其特征在于，所述加速電路包括一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，用以使一個由輸入數(shù)字信號決定的電壓加到該加速電路的輸出接線上。
5．如以上任一權(quán)利要求所述的頻率合成器，其特征在于，它還包括一個可編程分頻器和一個控制電路，可編程分頻器連接成使其將所述反饋信號提供給相位比較器，控制電路接所述分頻器以控制分頻器的分頻比，所述控制電路還給所述加速電路提供控制信號。
全文摘要
一種帶簡單而有效的加速鎖環(huán)電路的頻率合成器,包括:一個壓控振蕩器;一個鑒相器,接收基頻信號和獲自壓控振蕩器輸出端和一個濾波電路的反饋信號,所述濾波電路將鑒相器的輸出端與壓控振蕩器的頻控電壓輸入端連接起來,該濾波電路與基準(zhǔn)電壓連接;和一個加速電路,用以在要求變頻時將電壓信號加到基準(zhǔn)電壓接線上。
文檔編號H03L7/16GK1228642SQ9810546
公開日1999年9月15日 申請日期1998年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月9日
發(fā)明者N·托爾森, J·克拉克 申請人:日本電氣株式會社