技术领域本发明涉及调制器(modulator)，更特别地，涉及用于对小数(fractional)锁相回路(phaselockedloop,PLL)中的分频器进行控制的调制器。
背景技术：
锁相回路广泛应用于各种各样的应用中，如无线通信系统和有线通信系统。锁相回路是闭环(closed-loop)反馈控制系统，其相对于(inrelationto)参考信号的频率和相位产生信号。锁相回路可以被实现为包括相位侦测器(phasedetector,PD)、回路滤波器(loopfilter,LF)、压控振荡器(voltagecontrolledoscillator,VCO)和反馈路径(feedbackpath)的模拟或数字电路。锁相回路也可以在VCO和PD之间的反馈配置中包括分频器。在一些应用中，会期望输出频率为参考信号的频率的分数倍(fractionalmultiple)的信号。在此情形中，小数锁相回路有必要将VCO的输出频率除以一个分数。目前，各种技术用来实现小数锁相回路中的分频器。其中一种技术是采用多模分频器(multimodulusdivider)。调制器可以用来驱动具有不同的整数除法因子的多模分频器，以获得分数的平均分频因子。然而，分数杂散(fractionalspur)会在小数锁相回路中产生。用来控制分频器的调制器会引入噪声至锁相回路。锁相回路中各模块(如整数分频器、相位侦测器和回路滤波器)的非线性会引入分数杂散。因此，需要锁相回路具有对非线性效应不敏感的分数分频器。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种调制器、锁相回路及用于响应频率控制字来产生控制码的方法，以解决上述问题。在一些实施例中，本发明提供一种用于响应频率控制字而产生控制码的调制器。该调制器包括加法器、累加器、下一状态产生单元和码产生单元。加法器用于通过计算频率控制字与控制码之间的差异来产生频率误差信号。累加器用于通过累加频率误差信号来产生相位误差信号，其中，相位误差信号包括整数部分和小数部分，以及，当前状态信号对应于相位误差信号的整数部分。下一状态产生单元用于响应相位误差信号的小数部分所确定的特征概率分布来产生下一状态信号。码产生单元用于响应当前状态信号和下一状态信号来产生控制码。在一些实施例中，当前状态信号可以是相位误差信号的整数部分，或者是对应于该相位误差信号的整数部分的状态。在一些实施例中，本发明提供了一种用于响应参考信号和频率控制字而产生输出信号的锁相回路。该锁相回路包括相位侦测器、回路滤波器、压控振荡器、多模分频器和调制器。相位侦测器用于产生参考信号和反馈信号之间的相位差。回路滤波器用于通过移除相位差的高频成分而产生控制电压。压控振荡器用于响应所述控制电压而产生在一频率处振荡的输出信号。多模分频器用于通过将输出信号的频率除以受控制码控制的因子而产生所述反馈信号。调制器用于响应频率控制字而产生所述控制码。其中，该调制器包括加法器、累加器、下一状态产生单元和码产生单元。加法器用于通过计算频率控制字与控制码之间的差异来产生频率误差信号。累加器用于通过累加频率误差信号来产生相位误差信号，其中，相位误差信号包括整数部分和小数部分，以及，当前状态信号对应于相位误差信号的整数部分。下一状态产生单元用于响应相位误差信号的小数部分所确定的特征概率分布来产生下一状态信号。码产生单元用于响应当前状态信号和下一状态信号来产生控制码。在一些实施例中，当前状态信号可以是相位误差信号的整数部分，或者是对应于该相位误差信号的整数部分的状态。在一些实施例中，本发明提供了一种用于响应频率控制字来产生控制码的方法。该控制码用于控制小数锁相回路中的多模分频器。该方法包括以下步骤：通过计算频率控制字与控制码之间的差异产生频率误差信号；通过累加频率误差信号产生相位误差信号，其中，相位误差信号包括整数部分和小数部分，以及，当前状态信号对应于相位误差信号的整数部分；根据相位误差信号的小数部分所确定的特征概率分布产生下一状态信号；以及响应当前状态信号和下一状态信号而产生所述控制码。在一些实施例中，当前状态信号可以是相位误差信号的整数部分，或者是对应于该相位误差信号的整数部分的状态。上述方案中，根据相位误差信号的整数部分和小数部分来产生当前状态信号和下一状态信号，特别地，根据相位误差信号的小数部分所确定的特征概率分布来产生下一状态信号，从而，可以降低对非线性的敏感度。附图说明本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本发明的上述目的和优点，其中：图1根据本发明实施例示出了一种小数锁相回路；图2根据本发明实施例示出了一种调制器；图3根据本发明实施例示出了在调制器中测量得到的相位误差信号的一种示例；图4根据本发明实施例示出了一种相位误差信号的眼图；图5根据本发明实施例示出了一种说明各概率质量函数与α值之间的关系的示意图；图6根据本发明实施例示出了一种下一状态产生单元；图7根据本发明实施例示出了一种说明随机数和特征概率分布之间的关系的示意图；图8根据本发明实施例示出了一种响应频率控制字来产生控制码的过程。具体实施方式以下描述为本发明实施的较佳实施例。以下实施例仅用来例举阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。在通篇说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书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。本发明中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。本发明公开一种调制器，该调制器响应频率控制字而产生控制码。该控制码可用于控制小数锁相回路中的多模分频器，其优点之一在于可以降低对非线性的敏感度，如可以根据需求来设计对期望阶数的非线性不敏感。图1根据本发明实施例示出了一种小数锁相回路1。该锁相回路1响应于参考信号和频率控制字FCW产生输出信号锁相回路1包括相位侦测器11、回路滤波器12、压控振荡器13、多模分频器14和调制器20。在一些实施例中，锁相回路1还可以包括电荷泵电路。相位侦测器11用于产生参考信号与反馈信号(feedbacksignal)之间的相位差回路滤波器12用于通过移除该相位差的高频成分而产生控制电压Vctrl。压控振荡器13用于响应控制电压Vctrl而产生在一频率处振荡的输出信号多模分频器14用于通过将输出信号的频率除以由控制码(controlcode)CM控制的因子(divisor)而产生反馈信号调制器20用于响应频率控制字FCW而产生控制码CM。锁相回路1自动地提高(raise)或减小(lower)输出信号的频率，直到输出信号的相位与参考信号的相位相匹配(match)。频率控制字FCW可以是表示为(N.f)(如10.2)的小数，其中，N是频率控制字FCW的整数部分，(.f)是频率控制字FCW的小数部分。输出信号的频率是参考信号的频率的(N.f)倍。多模分频器14可以是整数除法器，该整数除法器具有由控制码CM控制的各种(various)整数因子。举例来说，若(N.f)等于10.2，则多模分频器14内的整数因子可以包括10和11，以产生等于10.2的有效平均因子。该整数因子被调制器20产生的控制码CM控制。图2根据本发明实施例示出了一种调制器20。调制器20用于响应频率控制字FCW而产生控制码CM。调制器20包括加法器(adder)202、累加器(accumulator)204、下一状态产生单元(nextstategenerationunit)210和码产生单元(codegenerationunit)206。加法器202用于通过计算频率控制字FCW与控制码CM之间的差异来产生频率误差信号ferr。累加器204用于通过累加频率误差信号ferr来产生相位误差信号相位误差信号包括整数部分和小数部分在本发明实施例中，当前状态信号CS对应于相位误差信号的整数部分例如，在一些实施例中，当前状态信号CS可以为相位误差信号的整数部分在另一些实施例中，当前状态信号CS可以是对应于相位误差信号的整数部分的状态。为方便描述，在以下实施例中，以当前状态信号CS为相位误差信号的整数部分为例进行说明。在一示例中，相位误差信号的整数部分是当前状态信号(currentstatesignal)CS。下一状态产生单元210响应相位误差信号的小数部分所确定的特征概率分布(characteristicprobabilitydistribution)而产生下一状态信号NS。码产生单元206响应当前状态信号CS和下一状态信号NS而产生控制码CM。在一些实施例中，码产生单元206通过下一状态信号NS与当前状态信号CS之间的差异产生控制码CM。举例来说，若当前状态信号CS对应于状态S0，下一状态信号NS对应于状态S2，则可以获得下一状态信号NS与当前状态信号CS之间的差异为2。再例如，假设下一状态信号NS与当前状态信号CS之差为“+1”，则可以产生控制码CM为“+1”。再例如，假设下一状态信号NS与当前状态信号CS之差为“+1”，且控制码CM的当前值为“+10”，则可以将控制码CM更新为“+11”。应当说明的是，以上仅为一种示例，本发明并不限于此示例。下面给出调制器20的详细描述。加法器202通过计算频率控制字FCW与控制码CM之间的差异来产生频率误差信号ferr。在一些实施例中，频率误差信号ferr等于控制码CM减去频率控制字FCW。举例来说，若频率控制字FCW(＝N.f)为10.2，控制码CM为11，则频率误差信号ferr等于11-10.2＝0.8。在另一些实施例中，为因子值11的控制码CM可以是+1(相对于标称因子值10)。频率误差信号ferr可以等于控制码CM减去频率控制字FCW的小数部分(如0.2)(即ferr＝1-0.2＝0.8)。在又一些实施例中，可以通过从频率控制字FCW中减去控制码CM来获得频率误差信号ferr(如ferr＝10.2-11＝-0.8)。加法器202可以操作用2的补码形式表示的二进制数，以支持减法操作。通过计算输出控制码CM和输入频率控制字FCW之间的差异，调制器20内形成负反馈路径。频率误差信号ferr为当前产生的控制码CM与频率控制字FCW(表示为目标因子值N.f)之间的差异。因此，频率误差信号ferr可以表示在产生整数控制码CM的量化过程中所产生的量化噪声。由于可通过在时间上对频率误差求积分来获得相位误差，因此，累加器204通过累加频率误差信号ferr来产生相位误差信号换言之，每个频率误差信号ferr被累加，以获得相位误差信号由于频率误差信号ferr与控制码CM有关，因此，通过适当地设计控制码CM，相位误差信号可以被控制在一范围内。在一些实施例中，调制器20中的相位误差信号被控制在[-2Tvco,2Tvco]的范围内，其中，Tvco是由频率控制字FCW所指示的在压控振荡器13的输出端上的期望信号的周期。图3根据本发明实施例示出了在调制器20中测量得到的相位误差信号的一种示例。各个点表示在其对应时刻的相位误差信号请注意，相位误差信号是频率误差信号ferr的累加结果。在此实施例中，频率误差信号ferr等于控制码CM减频率控制字FCW(即ferr＝CM-FCW)。举例来说，频率控制字FCW等于N.f，以及，控制码CM是{N+4,N+3,N+2,N+1,N,N-1,N-2,N-3