频率合成模块及相关的频率增益确定方法
【专利说明】频率合成模块及相关的频率增益确定方法 【技术领域】
[0001] 本发明关于一种频率合成模块及相关的频率增益确定方法，尤其关于一种在短时 间内能够准确地确定可控振荡器（controll油le oscillator)的频率增益的频率合成模块 及频率增益确定方法。 【【背景技术】】
[0002] 传统上，两点调制器（two-point mo化lator，TPM)是移动无线电系统中收发器的 发射器的一种低复杂度实现方式。两点调制器包括锁相环（phase-locked loop,化L)电 路、低通调制路径和高通调制路径。输入调制数据经由低通调制路径和高通调制路径被馈 送到锁相环电路。一般地，低通调制路径被连接到锁相环电路的反馈分频器，W及高通调制 路径被连接到锁相环电路的电压控制振荡器（voltage-controlled oscillator, VC0)。
[0003] 理想地，两点调制器具有从输入调制数据至电压控制振荡器的输出信号的全通响 应，从而锁相环电路具有的传输响应与频率无关。然而，由于电压控制振荡器的增益相对于 频率是可变的，因此当所传输的输出信号的频带发生改变时，电压控制振荡器可能诱发增 益失配。换句话说，当两点调制器被用来传输多频带（multi-band)输出信号时，两点调制 器的频率响应便变差。因此，提供一种有效的方法来检测和校准两点调制器中的增益失配 在移动无线电领域是一个重要的问题。 【
【发明内容】
】
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供一种能够在短时间内W高准确度确定可控振荡器 的频率增益的频率合成模块和相关的频率增益确定方法。
[0005] 依据一实施例，提出一种频率合成模块，包括：操作电路，用于根据参考信号和反 馈信号产生控制电压；可控振荡电路，配置为根据所述控制电压和第一控制信号产生振荡 信号，其包括具有第一频率增益的第一振荡电路及具有第二频率增益的第二振荡电路；反 馈电路，用于根据所述振荡信号和第二控制信号产生所述反馈信号；控制电路，用于产生所 述第一控制信号和所述第二控制信号；其中，所述控制电路通过第一值调整所述第一控制 信号，并通过第二值调整所述第二控制信号，估计所述第一振荡电路的所述第一频率增益； 其中所述第一值与所述第二值成比例。
[0006] 依据另一实施例，提出一种频率增益确定方法，应用于频率合成模块中的可控振 荡电路，所述频率增益确定方法包括：根据参考信号和反馈信号产生控制电压；根据所述 控制电压和对应于第一频率增益的第一控制信号产生振荡信号；根据所述振荡信号和对应 于第二频率增益的第二控制信号产生所述反馈信号；W及通过第一值调整所述第一控制信 号W及通过第二值调整所述第二控制信号，W估计所述第一频率增益；其中所述第一值与 所述第二值是成比例的。
[0007] 为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所 附图式，作详细说明如下： 【【附图说明】】
[000引图1为根据本发明实施例的频率合成模块的示意图。
[0009] 图2为图1所示频率合成模块的相关信号的示意图。
[0010] 图3为根据本发明实施例的计算电路的示意图。
[0011] 图4为根据本发明实施例的操作过程的工作流程图。 【【具体实施方式】】
[0012] 请参照图1，其为根据本发明实施例的频率合成模块10的示意图。频率合成模块 10可W是电子产品（例如移动电话、平板电脑、数码照相机W及智能电视，并且不限于此） 的电子元件（如集成电路1C)中的两点调制（TPM)基于锁相回路的频率合成器。如图1所 示，频率合成模块10包括操作电路（operating circuit) 100、可控振荡电路102、反馈电路 104和控制电路106。操作电路100被用于根据参考信号R邸和反馈振荡信号FB来产生控 制电压操作电路100包括相位频率检测器P抑、电荷累CP和低通滤波器LPF1。低通 滤波器LPF1包括电阻器R1、R2和电容器C1-C3。低通滤波器LPF1在其输出端产生控制电 压电荷累CP包括电流源IUP、IDN和开关SUP、SDN。电荷累CP产生控制电压Ve?L2。 在图1中，控制电压和控制电压V 是在操作电路100的不同端子的电压并具有不 同的电压电平。在另一范例中，操作电路100可W输出控制电压Vemi到控制电路106,而 不是输出控制电压给控制电路106。可控振荡电路102包括数字控制振荡电路DC0U 和电压控制振荡电路VC0U。数字控制振荡电路DC0U具有频率增益Kd。。，W及电压控制振荡 电路VC0U具有频率增益Kvc。。可控振荡电路102根据控制电压VcTKu和控制信号C0N1产生 振荡信号00S。反馈电路104包括分频器（图1未示出）并用于根据振荡信号00S和控制 信号C0N2产生反馈振荡信号FB。在图1中，控制电路106根据操作电路100的控制电压 Vcm2产生控制信号C0N1和C0N2。在另一范例中，控制电路106根据操作电路100的控制 电压Vctkli产生控制信号C0N1和C0N2。
[0013] 详细地说，相位频率检测器P抑检测参考信号R邸与反馈振荡信号FB之间的差 Td，并相应地产生向上信号UP和向下信号DN来控制电荷累CP，W增加或减小控制电压Vc?u 和ν?^2,其中所述差Td是响应于参考时钟信号REF和反馈振荡信号FB之间相位差的时间 差，W及控制电压的高频分量由低通滤波器LPF1滤除（filter out)。接着，可控振荡 电路102根据控制电压VcTKu和控制信号C0N1产生振荡信号00S。由控制电路106产生的 控制信号C0N1被用于调整振荡信号00S的输出振荡频率Fws。在一个范例中，可控振荡电 路102的数字控制振荡电路DC0U包括一组开关，各自禪接到一组电容器。控制信号C0N1 包括值Nc。。，其指示被接通的所述组开关的开关数。当由控制信号am携带的值Nc。。增加 时，振荡信号00S的输出振荡频率Fws减小。由控制电路106产生的控制信号C0N2也用于 调整振荡信号00S的输出振荡频率Fws。反馈电路104利用由控制信号C0N2指示的除数 (divisor) Ndiv分频振荡信号00S的输出振荡频率F。。5, W产生反馈振荡信号FB。
[0014] 通过包括反馈电路104的反馈路径，振荡信号00S的输出振荡频率Fws是参考信号 REF的参考频率Fke郝由控制信号C0N2指示的除数N DIV的乘积。由控制电路106产生的控 制信号C0N2被用于调整输出振荡频率Fws。此外，输出振荡频率Fws可W表示为额定频率 (nominated化equen巧)Fndm(其中Fndm是当控制电压V ctkli等于ο并且数值Ν〇)υ也等于ο时 的输出振荡频率FuJ、控制电压和频率增益Κ V03的乘积、W及控制信号CONI的值Ν C。。 和频率增益Kd。。的乘积之和。目P，输出振荡频率F。。5可表示为W下等式：
[001 引 F0OS 二 NdivXFrEF 二 F nom+VcTRLlXKvco+NcouXKDco (1)
[0016] 从等式（1)可知，可通过调整控制信号CONI和C0N2(即，数值啡。。和除数Ndiv)来 调整输出振荡频率Fws。在一个范例中，控制电路106通过使用数字电路来实现W及顺序产 生控制信号C0N1和C0N2来估计频率增益Kd。。。在一个范例中，频率增益Kdw被设计为一个 已知的值。然而，由于频率合成模块10中的工艺变化，频率增益Kdc。可能偏离设计值。为 了估计频率增益Kd。。，控制电路106首先分别将控制信号C0N1指示的值N。。。调整为值N C。。！ W及将控制信号C0N2指示的除数Ndiv调整为值Ndivi，因此控制电压Vemi被调整到参考电压 Vkef·。输出振荡频率F(ms的方程式如下：
[0017] F〇〇S 二 N DIV1 XFreF 二 F nom+V[!EFXKvc0+Nc0ui XK0c。似
[001引接着，控制电路106调整控制信号C0N1 W指示值啡。。2,其中所述值啡。。1和N。。。2之 间的差为值ANc。。。与此同时，控制电路106调整控制信号C0N2 W指示除数Ndiv2,其中除 数Ndiv郝Ndiv2之间的差为值ΔΝηινι。值ANcou和ΔΝηινι被设定为满足一条件，即值ANdivi 和参考频率Fuw的乘积等于值A N。。。1和频率增益K De。的设计值的乘积。在一个范例中，值 A Nc。。的值依赖于控制信号C0N1的比特数。例如，如果控制信号C0N1的比特数为10,则值 A Nc。