專利名稱：用鎖相環(huán)的方式進行頻率合成的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及頻率合成領域，特別是關于在信號調(diào)制后或解調(diào)后的頻率合成，本發(fā)明的目的在于使用一種鎖相環(huán)的頻率合成的方法和裝置，它具有小的相位鎖定時間。
輸出信號通常是用壓控振蕩器(VCO)生成的，將相位比較器的輸出信號和控制輸入信號在濾波后加在電壓振蕩器(VCO)上。
這樣的方法和裝置特別應用于通訊系統(tǒng)中，特別是無線電通訊系統(tǒng)的發(fā)射模塊和接收模塊中，以及改變收發(fā)信道的裝置中。
最近的頻率合成器有所發(fā)展，將分數(shù)分頻器集成在它的鎖相環(huán)中，并能有效地提供任何頻率的輸出信號。
當改變信道時，就要改變輸出信號的頻率，于是就要將鎖相環(huán)在述及的新的頻率上鎖定。
在這頻率改變和相位鎖定的過程中就產(chǎn)生了不可忽視的等待延遲，無用能量損耗，以及妨礙使用的不一致。
為了減少這些過程的持續(xù)時間，特別建議使用分數(shù)分頻的鎖相環(huán)，截斷頻帶變量，且使用電容的預充電。
然而，實施這種方案是既困難而又脆弱的，需要多個附加的輸出和一個附加的安裝面，并增加能量損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的特別在于消除前面列舉的弊端，并推薦實施一種分數(shù)鎖相環(huán)，能極大地改善鎖定時間，而不在無線電環(huán)境中生成有害的寄生干擾。
為此，本發(fā)明的目標在于用鎖相環(huán)的方式進行頻率合成的方法，其中有一個相位比較器，其中特別在這個鎖相環(huán)的運行中在鎖定時間或延時之后有將分數(shù)分頻運行方式轉(zhuǎn)化成整數(shù)分頻運行的方式這一步驟。這個方法的特征在于它進行這種運行方式轉(zhuǎn)換，在將參考信號和比較信號作用于相位比較器的輸入之前屏蔽或消除參考信號和比較信號的脈沖部分。
本發(fā)明還有一個目標在于一種用于鎖相環(huán)的頻率合成器，這個頻率合成器中有一個受控信號發(fā)生器，這個發(fā)生器的輸出信號頻率受控于一個相位比較器所釋出的信號，而相位比較器的輸入是接收一個參考信號和一個來自反饋環(huán)的比較信號，這個反饋環(huán)是將頻率受控信號發(fā)生器的輸出與前述的相位比較器的輸入中的一個相連，并集成有一個分數(shù)分頻器；這個頻率合成器的特征在于其中還有控制信號或授權信號的屏蔽或消除信號發(fā)生器，將屏蔽或消除信號作用于串聯(lián)的鑒別電路或濾波電路，而鑒別電路或濾波電路中的一個是在參考信號的傳輸線中，另一個是在反饋環(huán)中，在相位比較器的相應輸入的最接近的上游處，將鎖相環(huán)的分數(shù)分頻運行方式通過掩蔽信號或消除信號轉(zhuǎn)變成為鎖相環(huán)的整數(shù)分頻運行方式。
本發(fā)明的基本思想在于將分數(shù)分頻鎖相環(huán)(無附加的操作)在穩(wěn)定延時之后轉(zhuǎn)變成傳統(tǒng)的鎖相環(huán)(整數(shù)分頻)，其中可以有，也可以沒有對這種鎖相環(huán)的導通頻帶進行改動，且不管有什么原因，都不會有寄生干擾產(chǎn)生。
本發(fā)明所提出的方案導致某些脈沖的屏蔽，根據(jù)這種方法，相位比較器在一定的延時之后可成為激活狀態(tài)，如在傳統(tǒng)的鎖相環(huán)中那樣。


借助于后面的描述將更好地弄懂本發(fā)明。后面的描述是與一個最佳實施方式相聯(lián)系的，這實施方式是作為示例，而非為限制性的，且后面的描述要參閱下列附圖圖1是根據(jù)本發(fā)明的頻率合成器的概要的方框示意圖。
圖2表示在變換之前(用分數(shù)鎖相環(huán)運行方式)的參考信號、比較信號和屏蔽信號的時序。
圖3表示在變換以后(傳統(tǒng)的鎖相環(huán)運行方式)的參考信號、比較信號和屏蔽信號的時序。
根據(jù)本發(fā)明，述及的運行方式轉(zhuǎn)換是在參考信號Sref和比較信號Scomp作用于相位比較器3的輸入之前，將這兩個信號的脈沖部分地屏蔽或取消來實現(xiàn)的。
最好，述及的屏蔽和述及的消除是在給予用來鎖定鎖相環(huán)2的時間段內(nèi)，在預定的延時(可以用實驗獲得的最佳值預先確定，并用校準來修正)之后開始的。
于是，本發(fā)明力圖在鎖相環(huán)(PLL)的分數(shù)分頻運行狀態(tài)時能從作用于相位比較器3的脈沖中取出更多數(shù)目的脈沖，以更快實現(xiàn)鎖相環(huán)的鎖定，而不帶來與安裝以及應用分數(shù)分頻鎖相環(huán)相聯(lián)系的各種弊端。
實際上，特別如圖2和圖3所示的時序比較表明的那樣，在傳統(tǒng)的PLL運行方式中所表示的Scomp信號和Sref信號的脈沖也以分數(shù)分頻形式表示出來，只通過簡單的屏蔽作用就從第二種方式過渡到第一種方式，而屏蔽作用僅在第二種運行方式中保留所需的脈沖。
根據(jù)本發(fā)明的一種最佳實施方式，屏蔽或消除是通過產(chǎn)生一個Smask信號而實現(xiàn)的，而Smask對參考信號Sref和比較信號Scomp的脈沖中取樣進行濾波。述及的參考信號Sref和比較信號Scomp都來自鎖相環(huán)2的反饋環(huán)2′。
根據(jù)第一個實施變種，屏蔽或消除信號Smask是一種雙態(tài)的信號，并且和導通控制信號或?qū)ㄊ跈嘈盘栆黄鹱饔玫诫娐?和4′。電路4和4′構成了傳輸?shù)逆i定，并串接在參考信號Sref的傳輸線中及反饋環(huán)2′中，在相位比較器3的輸入的上游最近處。
根據(jù)第二種實施方式，屏蔽或消除信號Smask是一種兩態(tài)的信號，通常是在反相后作用在ET電路的4和4′的輸入上，電路4和4′串聯(lián)一個在參考信號Sref的傳輸線中，另一個在反饋環(huán)2′中，二者的輸出都連接到相位比較器3的輸入，ET電路4和4′的其它輸入分別接收參考信號Sref和來自反饋環(huán)2′的比較信號Scomp。
本發(fā)明還有一個目標，如附圖中的圖1所示，帶有鎖相環(huán)2的頻率合成器1有一發(fā)生器5(例如為VCO型)，其輸出信號的受控頻率為相位比較器3輸出的信號所控制，相位比較器3的輸入接收參考信號Sref和來自反饋環(huán)2′的比較信號Scomp，反饋環(huán)2′將受控頻率信號發(fā)生器5的輸出連接到相位比較器3的輸入，并集成有一個分數(shù)分頻器6。
這個合成器1的特征在于其中還有一個屏蔽或消除信號Smask發(fā)生器7，屏蔽或消除信號和控制信號或授權信號一起作用在鑒別電路或濾波電路4、4′上。電路4和4′串接，其中的一個是在參考信號Sref的傳輸線中，而另一個在反饋環(huán)2′中，相位比較器3的相應輸入的上游最近處。從鎖相環(huán)分數(shù)分頻運行方式到鎖相環(huán)整數(shù)分頻運行方式的轉(zhuǎn)變是通過應用述及的屏蔽或消除信號來實現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的一種最佳實施方式，屏蔽或消除信號Smask發(fā)生器7發(fā)出一個兩態(tài)信號或方波，在為將鎖相環(huán)2鎖定的給定的時間段的預定的延時之后，述及的屏蔽或消除信號Smask以周期性的系數(shù)項進行調(diào)整。
因此，述及的頻率合成器1的運行在一個暫短的時間以鎖相器的分數(shù)分頻鎖定，而在通常的階段，以傳統(tǒng)的鎖相環(huán)穩(wěn)定在輸出信號Sout期望的頻率上。
為保證頻率合成器1的各組成電路的同步運行，在穩(wěn)定階段、鎖定階段、轉(zhuǎn)換階段以及通常的運行階段，都是將參考信號Sref和定序信號作用在屏蔽或消除信號Smask發(fā)生器7和分數(shù)分頻器6上面。
另外，提供給鎖相環(huán)2相位鎖定的時間間隔指示信號Ssettim被提供給屏蔽或消除信號Smask發(fā)生器7和安裝在相位比較器3的輸出與頻率合成器1的輸出信號Sout發(fā)生器5的輸入之間的一個模塊[電荷泵(PompeàCharge)8/積分濾波器9]。
鑒別電路或濾波電路4，4′例如可以是構成傳輸?shù)逆i相線路，或邏輯門，例如ET或OU電路。
本發(fā)明還涉及一個無線電通訊的移動終端。述及的終端中有如上面描述的實施前述方法的頻率合成器1。
當然，本發(fā)明并不限定在上面描述和在附圖中示出的實施方式中，可能存在有修改，特別是根據(jù)不同的元件組成，或用等效的技術代替，而不超出本發(fā)明保護的范圍。
權利要求
1.利用鎖相環(huán)進行頻率合成的方法，其中有一相位比較器，特別在述及的鎖相環(huán)的運行中在穩(wěn)定時間或穩(wěn)定延時之后，有將分數(shù)分頻運行方式轉(zhuǎn)變成整數(shù)分頻運行方式這一步驟，這種方法的特征在于通過將參考信號(Sref)和比較信號(Scomp)作用在相位比較器(3)的輸入之前將這兩種信號的脈沖的一部分屏蔽或消除，從而實現(xiàn)述及的運行方式的轉(zhuǎn)變。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于述及的屏蔽或述及的消除是在用于鎖相環(huán)(2)的鎖定的時間內(nèi)的預定的延時后開始的。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于述及的屏蔽或消除是通過產(chǎn)生信號(Smask)實現(xiàn)的，該信號(Smask)對參考信號和來自鎖相環(huán)(2)的反饋環(huán)(2′)的比較信號(Scomp)進行濾波或鑒頻。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于述及的屏蔽或消除信號(Smask)為一種兩個狀態(tài)的信號，在需要時反相之后，作用于串接的ET電路(4、4′)的輸入中的某一個，這兩個電路中的一個是在參考信號(Sref)的傳輸線中，而另一個是在反饋環(huán)(2′)中，且它們的輸出都連接在相位比較器(3)的輸入，而ET電路(4、4′)的其它輸入分別接收參考信號(Sref)和來自反饋環(huán)(2′)的比較信號(Scomp)。
5.帶有鎖相環(huán)的頻率合成器，包括有一信號發(fā)生器，這個信號發(fā)生器的輸出信號受控頻率是根據(jù)相位比較器所發(fā)出的信號控制的，該相位比較器的輸入接收參考信號和一個來自反饋環(huán)的比較信號，該反饋環(huán)將受控頻率發(fā)生器的輸出端與相位比較器的一個輸入連接，并具有一個分數(shù)分頻器，這種頻率合成器的特征在于其中還有一個屏蔽或消除信號(Smask)發(fā)生器(7)，屏蔽或消除信號(Smask)和控制信號或授權信號一起作用在串接的鑒別電路或濾波電路(4、4′)上，這兩個電路中的一個是在參考信號(Sref)的傳輸線中，而另一個是在反饋環(huán)(2′)中的相位比較器(3)的相應的輸入端的上游的最近處，利用述及的屏蔽或消除信號(Smask)實現(xiàn)從鎖相環(huán)分數(shù)分頻運行方式向鎖相環(huán)整數(shù)分頻運行方式的轉(zhuǎn)變。
6.根據(jù)權利要求5所述的頻率合成器，其特征在于述及的屏蔽或消除信號(Smask)發(fā)生器(7)發(fā)出一種兩個狀態(tài)的信號或方波，是在提供給鎖相環(huán)(2′)的鎖定時間段內(nèi)預定的延時后發(fā)出的。
7.根據(jù)權利要求5或6中任意一條的頻率合成器，其特征在于參考信號(Sref)和定序信號作用于屏蔽或消除信號(Smask)發(fā)生器(7)和分數(shù)分頻器(6)上，特征還在于提供給鎖相環(huán)的鎖定時間間隔的指示信號(Ssettim)提供給屏蔽或消除信號(Smask)發(fā)生器(7)和在相位比較器(3)的輸出與頻率合成器(1)的輸出信號(Sout)發(fā)生器(5)的輸入之間安裝的一個模塊(電荷泵(8)/積分濾波器(9))。
8.根據(jù)權利要求5至7中任意一條所述的頻率合成器，其特征在于鑒別電路或濾波電路(4、4′)構成傳輸鎖定電路。
9.根據(jù)權利要求5至7中任意一條所述的頻率合成器，其特征在于其中的鑒別電路或濾波電路(4、4′)都是邏輯門。
10.根據(jù)權利要求6至9中任意一條所述的頻率合成器，其特征在于所述的屏蔽或消除信號(Smask)是根據(jù)循環(huán)的系數(shù)項調(diào)整的。
11.無線電通訊的移動終端，其特征在于包括有根據(jù)權利要求5至10中任意一條所述的頻率合成器(1)。
全文摘要
利用鎖相環(huán)的頻率合成方法,其中有一相位比較器,特別是在述及的鎖相環(huán)的運行中在穩(wěn)定時間或穩(wěn)定延時之后有將分數(shù)分頻運行方式轉(zhuǎn)化為整數(shù)分頻運行方式的轉(zhuǎn)變。這種方法的特征在于它是在將參考信號(Sref)和比較信號(Scomp)作用于相位比較器(3)的輸入端之前周期性地消除或屏蔽這兩種信號的部分脈沖來控制這種運行方式轉(zhuǎn)變的。
文檔編號H03L7/197GK1383613SQ0180184
公開日2002年12月4日 申請日期2001年6月28日 優(yōu)先權日2000年6月30日
發(fā)明者阿諾德·伯內(nèi)特, 賽巴斯蒂安·利尤邦 申請人:阿爾卡塔爾公司