锁相环及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锁相环（phase-locked loop，PLL)，尤其涉及锁相环中用于可控振荡 器（controllable oscillator)的回路增益补偿机制及其相关方法。
【背景技术】
[0002] 图1为现有技术的锁相环100的示意图。锁相环100包括相位频率检测器 (phase/frequency detector，PFD) 111、电荷栗电路112、回路滤波器113、压控振荡器 (voltage-controlled oscillator，VC0) 114、分频器115以及调制装置12。相位频率检测 器111用以接收参考信号Fraf以及反馈信号F fb，并且根据反馈信号Ffb与参考信号F 的 比较结果输出脉冲信号。电荷栗电路112用以将该脉冲信号转换为误差电流。回路滤波器 113用以对该误差电流进行积分以生成控制电压。VCO 114用以从回路滤波器113接收控 制电压并根据该控制电压生成振荡信号Fve。。分频器115用以根据接收自VCO 114的振荡 信号来生成反馈信号Ffb。
[0003] 为了简化回路增益校正，在通讯系统中通常应用基于一阶（type I)锁相环的发送 器，例如，图1所示的回路滤波器113就属于一阶锁相环。然而，当温度改变时，一阶锁相环 无法追踪温度变化（temperature ramping)，因而造成频率误差。
[0004] 因此，需要一种新颖的方法以及相关装置来解决上述问题。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供一种锁相环及其控制方法，以解决上述问题。
[0006] 依据本发明的一方面，提供了一种锁相环。该锁相环包括：电荷栗电路，当该锁相 环操作于校正模式时该电荷栗电路用以接收校正信号并根据该校正信号生成电荷栗输出； 二阶回路滤波器，用以接收该电荷栗输出，并根据该电荷栗输出生成第一控制信号；可控振 荡器，用以根据该第一控制信号生成振荡信号；分频器，用以接收调整信号以及从该可控振 荡器输出的该振荡信号，并根据该调整信号对该振荡信号进行分频，以生成反馈信号；以及 相位误差处理电路，用以接收该反馈信号以及参考信号，并基于该参考信号与该反馈信号 的比较结果来输出该调整信号。
[0007] 依据本发明的另一方面，提供了一种用于控制锁相环的方法。该方法包括：当该锁 相环操作于校正模式时，由电荷栗电路根据校正信号生成电荷栗输出；由二阶回路滤波器 接收该电荷栗输出，并根据该电荷栗输出生成第一控制信号；由可控振荡器根据该第一控 制信号生成振荡信号；根据调整信号对该振荡信号进行分频，以生成反馈信号；以及基于 参考信号与该反馈信号的比较结果修正该调整信号。
[0008] 上述锁相环及其控制方法通过提供二阶回路滤波器形成二阶锁相环可以解决现 有技术中关于一阶锁相环无法追踪温度变化率而造成频率误差的问题。
[0009] 在阅读各个附图中例示的优选实施方式的如下详细描述之后，本发明的这些和其 他目的对本领域技术人员来说无疑将变得显而易见。
【附图说明】
[0010] 图1是现有技术的锁相环的示意图。
[0011] 图2是根据本发明的实施方式的锁相环的示意图。
[0012] 图3是根据本发明的实施方式的图2所示锁相环中的相位误差处理电路的示意 图。
[0013] 图4是根据本发明的另一实施方式的锁相环的示意图。
[0014] 图5是根据本发明的另一实施方式的锁相环的示意图。
[0015] 图6是根据本发明的实施方式的检测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016] 在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域一般 技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一元件。本说明书及后续的权利 要求并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的 基准。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的"包括"是开放式的用语，故应解释成 "包括但不限定于"。此外，"耦接"一词在此是包括任何直接及间接的电气连接手段。因此， 若文中描述第一装置电性连接于第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置， 或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。
[0017] 图2是根据本发明的实施方式的锁相环200的示意图。锁相环200包括可控振荡 器210、电荷栗电路220、二阶（type II)回路滤波器240、分频器250、相位误差处理电路 260以及相位频率检测器（phase frequency detector，PFD) 280。可控振荡器210用以生 成振荡信号FVC0。在本实施方式中，可控振荡器210假定为压控振荡器（voltage control oscillator，VC0)，但本发明不以此为限。请注意，锁相环200可操作于正常操作模式或校 正模式。当锁相环200操作在校正模式时，电荷栗电路220用以从相位频率检测器280接收 校正信号CAL_Pulse (例如，持续时间为Δ t的电压脉冲），以及根据该校正信号CAL_Pulse 生成电荷栗输出CP_0UT至二阶回路滤波器240。此外，当锁相环200操作在正常操作模式 时，相位频率检测器280可以用以接收反馈信号FDIV以及参考信号FREF，并且将反馈信号 FDIV与参考信号FREF进行比较以生成检测信号UP信号和DN信号。
[0018] 二阶回路滤波器240用以接收电荷栗输出CP_0UT，以及根据电荷栗输出CP_0UT生 成控制信号CONl至可控振荡器210。分频器250用以接收输出自可控振荡器210的振荡信 号FVCO以及接收来自相位误差处理电路260的调整信号ΔΝ。并且，分频器250依据调整 信号AN来对振荡信号FVCO进行分频以生成反馈信号FDIV。相位误差处理电路260用以 接收反馈信号FDIV以及参考信号FREF，以生成调整信号Δ N。
[0019] 二阶回路滤波器240可由无源元件（passive element)构成，但本发明不以此为 限。在一些实施方式中，二阶回路滤波器240可包括有源元件。通常，二阶回路滤波器包括 串联耦接的至少一电容器以及一电阻器。举例来说，回路滤波器240至少包括串联耦接的 电容器C2和电阻器R2。举例来说，回路滤波器240在分别靠近电荷栗电路220和可控振荡 器210的一侧还分别包括电容器Cl和电容器C3。在校正期间，电阻器R2和R3皆可被短路 以消除纹波（ripples)。
[0020] 图3是根据本发明的实施方式例示图2所示锁相环200中的相位误差处理电 路300的示意图。相位误差处理电路300可以是图2所示相位误差处理电路260的一个 实施方式。相位误差处理电路300包括相位频率检测器310、上下变频转换器（up-down converter) 320以及三角积分调制器（Sigma-delta modulator，SDM) 340。举例来说（但不 作为限制），相位频率检测器310可以为开关式相位频率检测器（Bang-Bang PFD)。相位频 率检测器310用以接收反馈信号FDIV以及参考信号FREF，以及比较反馈信号FDIV和参考 信号FREF生成检测信号（在图3中标示为"领先/落后")。检测信号用以将参考信号FREF 和反馈信号FDIV的比较结果的领先/落后信息通知上下变频转换器320。区块330表示上 下变频转换器320发送除数码（divisor code)信号N_gues