专利名称：用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及高速短距离无线通信系统技术领域，尤其涉及一种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，应用于WPAN(Wireless Personal Area Network)中的60GHz高速短距离无线通信系统，是60GHz无线射频收发机中的重要电路模块。
背景技术：
60GHz无线通信的优点是能够实现高达Gbps量级的传输速率，该技术将成为超高速无线个域网的主流技术。目前NEC、三星、松下和LG等消费类电子厂商共同成立了 WirelessHD联盟来推动60GHz技术在无压缩高清视频传输中的应用，可见其巨大的市场潜力。目前国际上60GHz技术成为了学术界和工业界关注的焦点，国际固态电路会议 (International Solid State Circuits Conference)每年开设专题收集 60GHz 技术相关的论文，60GHz毫米波电路设计、测试等诸多方面的难点受到广泛关注。目前中国已经开放了59至64GHz频段作为60GHz技术使用频段，但是由于技术难度较大，针对该频段的应用研究刚刚起步，还没有实现可用于直接变频的收发机且适用于中国的60GHz频谱规划的频率综合器结构。
发明内容
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于60GHz无线通信的直接变频结构 40MHz晶振频率综合器，以设计出适用于中国的60GHz频谱规划的频率综合器结构，使该频率综合器可用于直接变频的收发机。( 二)技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz 晶振频率综合器，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构采用的是40MHz的晶振频率作为鉴频鉴相器PFD的参考频率，分频比通过一个除64 至127多模分频器来控制，多模分频器的分频比由决定，通过改变Ptl至P5的高低电平能够实现64至127之间的所有整数分频，其中Ptl至P5分别为cell I 至cell6的控制电平，控制电平为高时为1，控制电平为低是为O。上述方案中，所述基于整数分频的锁相环结构包含依次连接成环路的鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP、低通滤波器LPF、正交压控振荡器QVC0、除4分频器、除27分频器和除 111/112/113/115/116/117 多模分频器。上述方案中，所述除111/112/113/115/116/117多模分频器由6级级连的除2或除3多模分频器结构级连而成，通过改变Ptl至P5的高低电平产生64至127之间的所有整数分频。
上述方案中，所述通过改变Ptl至P5的高低电平产生64至127之间的所有整数分频，是通过改变所述除111/112/113/115/116/117多模分频器的分频比，产生以下用于 60GHz 的本振信号59. 94GHz,60. 48GHz、61. 02GHz、62. lGHz、62. 64GHz 和 63. 18GHz。上述方案中，当改变所述除111/112/113/115/116/117多模分频器的分频比时， 由于输入参考频率不变导致VCO输出不同频率的60GHz本振信号，在该多模分频器中实现以下频点的本振信号59. 94GHz,60. 48GHz、61. 02GHz、62. lGHz、62. 64GHz 和 63. 18GHz。上述方案中，通过n级级连的除2或除3分频器结构能够实现2n至2n+1_l之间的所有整数分频，在该结构中取η = 6则实现64至127之间所有整数分频，从而产生所述除 111/112/113/115/116/117 多模分频器。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果I、利用本发明，由于产生了中国频谱规划的59-64GHZ内的6个频点的本振信号， 所以设计出了适用于中国的60GHz频谱规划的频率综合器结构，使该频率综合器可用于直接变频的收发机。2、利用本发明，由于采用了常用的40MHz晶振，用整数分频结构的锁相环结构，所以降低了频率合成器的成本和实现难度。
图I是本发明提供的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明提供的这种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构采用的是40MHz的晶振频率，晶振频率经过除8后产生5MHz频率作为鉴频鉴相器Pi7D 的参考频率，分频比通过一个除64至127多模分频器来控制，多模分频器的分频比由 26+25Ρ5+24Ρ4+23Ρ3+22Ρ3+2Ρ1+Ρ0决定，通过改变P。至P5的高低电平可以实现64至127之间的所有整数分频，其中Ptl至P5分别为Celll至cell6的控制电平，控制电平为高时为1，控制电平为低是为O。如图I所示，图I是本发明提供的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器的结构示意图，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构包含依次连接成环路的鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP、低通滤波器LPF、正交压控振荡器QVC0、除4分频器、除27分频器和除111/112/113/115/116/117多模分频器， 其中所述除111/112/113/115/116/117多模分频器由6级级连的除2或除3结构级连而成。 所述除 111/112/113/115/116/117 多模分频器的分频比由 Zf^5Pp4Pp3PW2PKPAPci 决定，通过改变Ptl至P5的高低电平可以实现64至127之间的所有整数分频。以下各个频点分别由下面的分频比来实现
59. 94GHz = 4X27X111X5M P5 = I P4 = O P3 = I P2 = I P1 = I P0 = I60. 48GHz = 4X27X112X5M P5 = I P4 = I P3 = O P2 = O P1 = O P0 = O61.02GHz = 4X27X113X5M P5 = I P4 = I P3 = O P2 = O P1 = O P0 = I62. IGHz = 4X27X115X5M P5 = I P4 = I P3 = O P2 = O P1 = I P0 = I62.64GHz = 4X27X116X5M P5 = I P4 = I P3 = 0 P2 = I P1 = 0 P0 = 063. 18GHz = 4X27X117X5M P5 = I P4 = I P3 = 0 P2 = I P1 = 0 P0 = I由此可见通过改变多模分频器的分频比可以产生60GHz的六个本振频率 29. 97GHz,30. 24GHz、30. 51GHz、31. 05GHz、31. 32GHz 和 31. 59GHz。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于60GHZ无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构采用的是40MHz 的晶振频率作为鉴频鉴相器PFD的参考频率，分频比通过一个除64至127多模分频器来控制，多模分频器的分频比由Zf^5Pp4Pp3PW2PWPAPc1决定，通过改变Ptl至P5的高低电平能够实现64至127之间的所有整数分频，其中Ptl至P5分别为celll至cell6的控制电平，控制电平为高时为1，控制电平为低是为O。
2.根据权利要求I所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，所述基于整数分频的锁相环结构包含依次连接成环路的鉴频鉴相器 PFD、电荷泵CP、低通滤波器LPF、正交压控振荡器QVC0、除4分频器、除27分频器和除 111/112/113/115/116/117 多模分频器。
3.根据权利要求2所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，所述除111/112/113/115/116/117多模分频器由6级级连的除2或除3多模分频器结构级连而成，通过改变Ptl至P5的高低电平产生64至127之间的所有整数分频。
4.根据权利要求3所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，所述通过改变Ptl至P5的高低电平产生64至127之间的所有整数分频，是通过改变所述除111/112/113/115/116/117多模分频器的分频比，产生以下用于60GHz的本振信号59. 94GHz,60. 48GHz、61. 02GHz、62. lGHz、62. 64GHz 和 63. 18GHz。
5.根据权利要求4所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，当改变所述除111/112/113/115/116/117多模分频器的分频比时，由于输入参考频率不变导致VCO输出不同频率的60GHz本振信号，在该多模分频器中实现以下频点的本振信号59. 94GHz,60. 48GHz、61. 02GHz、62. lGHz、62. 64GHz 和 63. 18GHz。
6.根据权利要求I所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，通过η级级连的除2或除3分频器结构能够实现2η至2η+1-1之间的所有整数分频，在该结构中取η = 6则实现64至127之间所有整数分频，从而产生所述除 111/112/113/115/116/117 多模分频器。
全文摘要
本发明公开了一种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构采用的是40MHz的晶振频率作为鉴频鉴相器PFD的参考频率，分频比通过一个除64至127多模分频器来控制，多模分频器的分频比由26+25P5+24P4+23P3+22P2+2P1+P0决定，通过改变P0至P5的高低电平能够实现64至127之间的所有整数分频。利用本发明，设计出了适用于中国的60GHz频谱规划的频率综合器结构，使该频率综合器可用于直接变频的收发机。
文档编号H03L7/099GK102611444SQ20111002509
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者张海英, 彭晓明, 朱标荣, 李志强, 陈宝善 申请人:中国科学院微电子研究所, 新加坡资讯通信研究院