无抖动的误差反馈分数n频率合成器系统和方法
【专利说明】无抖动的误差反馈分数N频率合成器系统和方法
[0001] 通过引用任何优先权申请进行的合并
[0002] 与本申请一起提交的、在申请信息表中标识对其的外国或本国优先权要求的任何 W及所有申请根据37CFR 1.57通过引用被合并于此。
【背景技术】
[0003] 分数N频率(fractional-N打equency)合成器是任何现代的多频带和多标准无线 收发器系统的必要的部件。运些合成器使用数字增量累加(delta-sigma)噪声成形调制器 W产生分数分频比（division ratio)。然而增量累加调制器包括产生分频比的循环串 (train)的有限状态机。运些引入分数杂散音调（tone)。通常，抖动和/或播种（seeding)被 用于减轻增量累加分数杂波的出现。然而，在高性能的应用中，抖动和播种技术没有用，因 为它们显著地增大带内噪声并且引入大频率误差。
【发明内容】
[0004] 实施例减少或消除出现在基于增量累加的分数N频率合成器中的分数杂散音调而 不在调制器中使用抖动或播种。在某些实施例中，所述频率合成器的分数N分频器由无抖动 的和无播种的调制器驱动。在一个实施例中，提供了包括无抖动的误差反馈调制器(DS-EFM)和示例性S阶无抖动的误差反馈调制器(DS-EFM3)的所述无抖动的和无播种的调制 器。在另一实施例中，提供了包括无抖动无播种的MA甜架构调制器化S-MA甜)和示例性^一 阶级无抖动无播种M甜调制器(DS-MA甜111)的所述无抖动的和无播种的调制器。在其它实 施例中，运些调制器可W是任何阶并且不限于一阶或=阶调制器。进一步的实施例包括修 改W实现随时间的大致静态零误差。
[000引在实施例中，公开了锁相环(P化)电路。所述化L电路包括:相位频率检测器(P抑）， 其被配置为产生表示参考信号和化L反馈信号之间的相位差的第一信号;调节电路，其与所 述PH)通信并且被配置为基于所述第一信号产生控制电压;压控振荡器(VCO)，其与所述调 节电路通信并且被配置为基于所述控制电压产生输出信号；W及化L反馈电路，其与所述 VCO和所述P抑通信并且被配置为基于所述输出信号产生所述化L反馈信号。
[0006]在实施例中，所述化L反馈电路包括:分频器电路，其被配置为接收所述输出信号 并且产生所述化L反馈信号的更新的版本；W及无抖动的增量累加调制器，其与所述分频器 电路通信，该分频器电路允许所述输出信号具有是所述参考信号的频率的非整数倍数的输 出频率。所述无抖动的增量累加调制器接收所述分频器电路的输出并且产生循环码序列， 该序列被反馈到所述分频器电路。所述无抖动的增量累加调制器包括:第一求和电路，其被 配置为接收所述分频器电路的输出和调制器反馈信号并且提供第一求和后的信号;量化电 路，其被配置为接收所述第一求和后的信号并且产生所述循环码序列;第一调制器反馈环， 其产生所述调制器反馈信号并且包括第二求和电路和第一滤波器。所述第二求和电路被配 置为接收所述第一求和后的信号和所述循环码序列并且提供第二求和后的信号，并且所述 第一滤波器被配置为将所述第二求和后的信号滤波并且提供所述调制器反馈信号。
[0007] 所述无抖动的增量累加调制器还包括第二调制器反馈环，所述第二调制器反馈环 将所述循环码序列的缩放的版本引入到所述第一反馈环中，并且包括被配置为接收所述循 环码序列并且提供缩放的码序列的增益组件。所述第二求和电路被进一步配置为接收所述 缩放的码序列W将少量的误差引入到所述调制器反馈信号中，使得分数杂散音调被破坏。
[0008] 所述无抖动的增量累加调制器还包括第=调制器反馈环，所述第=调制器反馈环 周期性地抵消(cancel)来自所述第二反馈环中的缩放的码序列的增益，并且包括被配置为 接收所述缩放的码序列并且提供滤波的增益信号的滤波器。所述第二求和电路被进一步配 置为接收所述滤波的增益信号W将所述调制器反馈信号中的误差平均为大致零，使得所述 无抖动的增量累加调制器提供大致零静态误差。在实施例中，所述第一和第二滤波器的一 个或多个包括延迟。
[0009] 在另一实施例中，无抖动的增量累加调制器包括:第一求和电路，其被配置为组合 分频器电路的输出和调制器反馈信号W提供第一求和后的信号;量化电路，其被配置为基 于所述第一求和后的信号产生循环码序列;第一调制器反馈环，包括第二求和电路，其被配 置为组合所述第一求和后的信号和所述循环码序列W提供第二求和后的信号;和第一滤波 器，其被配置为滤波所述第二求和后的信号W提供所述调制器反馈信号；和第二调制器反 馈环，其包括被配置为接收所述循环码序列并且基于所述循环码序列提供缩放的码序列的 增益组件，其中所述第二求和电路被进一步配置为接收所述缩放的码序列并且组合所述缩 放的码序列和所述第二求和后的信号。所述无抖动的增量累加调制器还包括第=调制器反 馈环，该第=调制器反馈环周期性地抵销来自所述第二反馈环中的缩放的码序列的增益， 并且包括被配置为滤波所述缩放的码序列并且基于所述缩放的码序列提供滤波的增益信 号的滤波器，所述第二求和电路进一步被配置为接收所述滤波的增益信号W便于平均所述 调制器反馈信号中的误差，使得所述无抖动的增量累加调制器提供大致零静态误差。
[0010] 在进一步实施例中，锁相环(P化)电路包括:相位频率检测器(PFD)，其被配置为产 生表示参考信号和化L反馈信号之间的相位差的第一信号；调节电路，其与所述PFD通信并 且被配置为基于所述第一信号产生控制电压;和压控振荡器(VCO)，其与所述调节电路通信 并且被配置为基于所述控制电压产生输出信号；和分频器电路，其被配置为接收所述输出 信号并且产生所述化L反馈信号的更新的版本。所述化L电路还包括无抖动的增量累加调制 器，所述无抖动的增量累加调制器与所述分频器电路通信并且包括:第一求和电路，所述第 一求和电路被配置为组合所述分频器电路的输出和调制器反馈信号W提供第一求和后的 信号；量化电路，其被配置为量化所述第一求和后的信号W产生循环码序列；第二求和电 路，其被配置为组合所述第一求和后的信号和所述循环码序列W提供第二求和后的信号； 第一滤波器，其被配置为滤波所述第二求和后的信号W提供所述调制器反馈信号；和增益 组件，其被配置为接收所述循环码序列W提供缩放的码序列，其中所述第二求和电路进一 步被配置为接收所述缩放的码序列并且将所述缩放的码序列与所述第一求和后的信号和 所述循环码序列组合W提供所述第二求和后的信号。所述无抖动的增量累加调制器还包括 被配置为滤波所述缩放的码序列并且基于所述缩放的码序列提供滤波的增益信号的滤波 器，所述第二求和电路进一步被配置为将所述滤波的增益信号与所述缩放的码序列、所述 第一求和后的信号和所述循环码序列组合W提供所述第二求和后的信号。所述无抖动的增 量累加调制器还包括:第一调制器反馈环，其产生所述调制器反馈信号并且包括所述第二 求和电路和所述第一滤波器;第二调制器反馈环，其将所述循环码序列的缩放的版本引入 到所述第一反馈环中并且包括所述增益组件；和第=调制器反馈环，其周期性地抵销来自 所述第二反馈环中的缩放的码序列的所述增益并且包括被配置为接收所述缩放的码序列 并且基于所述缩放的码序列提供滤波的增益信号的滤波器，所述第二求和电路进一步被配 置为接收所述滤波的增益信号W便于平均所述调制器反馈信号中的误差，使得所述无抖动 的增量累加调制器提供大致零静态误差。
[0011] 在更进一步的实施例中，无线装置包括:天线，其被配置为促成射频(RF)信号的接 收;接收器，其与所述天线通信，所述接收器被配置为处理所述RF信号；W及频率合成器，与 所述接收器通信，所述频率合成器电路具有锁相环(P化）电路，该锁相环(P化）电路具有分 频器电路W及无抖动的增量累加调制器，该无抖动的增量累加调制器包括:第一求和电路， 被配置为组合所述分频器电路的输出和调制器反馈信号W提供第一求和后的信号;量化电 路，其被配置为量化所述第一求和后的信号W产生循环码序列;第二求和电路，其被配置为 组合所述第一求和后的信号和所述循环码序列W提供第二求和后的信号；第一滤波器，其 被配置为滤波所述第二求和后的信号W提供所述调制器反馈信号；增益组件，其被配置为 接收所述循环码序列W提供缩放的码序列，所述第二求和电路进一步被配置为接收所述缩 放的码序列。
[0012] 某些实施例设及被配置为产生循环输出码的无抖动的增量累加调制器。所述无抖 动的增量累加调制器包括反馈滤波网络，该反馈滤波网络包括第一反馈环和第二反馈环， 该第二反馈环包括求和电路和增益电路，该增益电路被配置为将小误差信号引入到所述第 一反馈环中W因为所述循环输出码而破坏音调行为(behavior)。在实施例中，所述反馈滤 波网络还包括第=反馈环，该第=反馈环包括被配置为周期性地抵销在所述第二反馈环中 的小误差信号W减少静态误差的滤波器。
[0013] 根据多个实施例，本公开设及锁相环(PlX)电路，其包括:相位频率检测器(PFD)， 其被配置为产生表示参考信号和化L反馈信号之间的相位差的第一信号;调节电路，其与所 述PH)通信并且被配置为基于所述第一信号产生控制电压;压控振荡器(VCO)，其与所述调 节电路通信并且被配置为基于所述控制电压产生输出信号；分频器电路，其被配置为接收 所述输出信号并且产生所述化L反馈信号的更新的版本；W及无抖动的增量累加调制器，其 与所述分频器电路通信并且包括反馈滤波网络，该反馈滤波网络包括第一反馈环和第二反 馈环，该第二反馈环包括被配置为将小误差信号引入到所述第一反馈环中W因为所述循环 输出码而破坏音调行为的增益电路。在实施例中，所述第一反馈环包括:第一求和电路，其 被配置为基于所述分频器电路的输出和调制器反馈信号提供第一求和后的信号；量化电 路，其被配置为量化所述第一求和后的信号W产生所述循环输出码;第二求和电路，其被配 置为组合所述第一求和后的信号和所述循环输出码W提供第二求和后的信号;和第一滤波 器，其被配置为滤波所述第二求和后的信号W提供所述调制器反馈信号。在另一实施例中， 所述第二反馈环包括:增益组件，其被配置为接收所述循环输出码W提供缩放的输出码，其 中所述第二求和电路进一步被配置为将所述缩放的输出码与所述第一求和后的信号和所 述循环输出码组合W提供所述第二求和后的信号。在进一步实施例中，所述无抖动的增量 累加调制器还包括第=反馈环，该第=反馈环周期性地抵销来自在所述第二反馈环中的缩 放的输出码的增益并且包括被配置为接收所述缩放的输出码并且基于所述缩放的输出码 提供滤波的增益信号的第二滤波器，其中所述第二求和电路被进一步配置为接收所述滤波 的增益信号W便于平均所述调制器反馈信号中的误差，使得所述无抖动的增量累加调制器 提供大致零静态误差。在更进一步的实施例中，所述第二滤波器包括延迟元件。
[0014] 根据各种实施例，无线装置包括:天线，其被配置为促成射频(RF)信号的接收;接 收器，其与所述天线通信，所述接收器被配置为处理所述RF信号；W及频率合成器，其与所 述接收器通信，其中所述频率合成器电路具有锁相环(P化）电路，该锁相环(P化）电路具有 分频器电路W及与所述分频器电路通信并且包括反馈滤波网络的无抖动的增量累加调制 器，该反馈滤波网络包括第一反馈环和第二反馈环，该第二反馈环包括被配置为将小误差 信号引入到所述第一反馈环中W因为所述循环输出码而破坏音调行为的增益电路。在实施 例中，所述第一反馈环包括:第一求和电路，其被配置为基于所述分频器电路的输出和调制 器反馈信号提供第一求和后的信号;量化电路，其被配置为量化所述第一求和后的信号W 产生循环输出码;第二求和电路，其被配置为组合所述第一求和后的信号和所述循环输出 码W提供第二求和后的信号；和第一滤波器，其被配置为滤波所述第二求和后的信号W提 供所述调制器反馈信号。在另一实施例中，所述第二反馈环包括:增益组件，其被配置为接 收所述循环输出码W提供缩放的输出码，所述第二求和电路进一步被配置为将所述缩放的 输出码与所述第一求和后的信号和所述循环输出码组合W提供所述第二求和后的信号。在 进一步实施例中，所述无抖动的增量累加调制器还包括第=反馈环，该第=反馈环周期性 地抵销来自在所述第二反馈环中的缩放的输出码的增益并且包括被配置为接收所述缩放 的输出码并且基于所述缩放的输出码提供滤波的增益信号的第二滤波器，其中所述第二求 和电路被进一步配置为接收所述滤波的增益信号W便于平均所述调制器反馈信号中的误 差，使得所述无抖动的增量累加调制器提供大致零静态误差。在更进一步的实施例中，所述 第二滤波器包括延迟元件。
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