具有分数VCO调制的锁相环制造技术

本发明专利技术涉及具有分数VCO调制的锁相环。集成电路包括双端口调制器和压控振荡器(VCO)。所述双端口调制器具有用于接收发射器调制信号的第一输入，用于提供高端口调制信号的分数部分的第一输出，用于提供所述高端口调制信号的整数部分的第二输出，以及用于提供低端口调制信号的第三输出。所述VCO耦合于所述双端口调制器并且具有用于接收所述高端口调制信号的所述分数部分的第一输入，用于接收所述高端口调制信号的所述整数部分的第二输入，用于基于接收低端口调制信号接收调谐信号的第三输入，以及用于输出RF信号的第一输出。所述双端口调制器提供了有符号的单个位信号以用于生成所述高端口调制信号的所述分数部分。

【技术实现步骤摘要】

本公开通常涉及锁相环，更确切地说涉及具有分数压控振荡器(VCO)调制的锁相环。
技术介绍
射频(RF)收发器可以在具有嵌入式控制器或处理器以及其它外围设备的芯片上系统(SoC)上集成。SoC可以用于在细分市场有时被称为物联网(IOT)的智能家居、生活、传感器等等。有各种各样的发射器和接收器体系结构用于RF收发器。RF收发器可以包括PLL(锁相环)。此外，收发器的操作可能需要对PLL进行调制。一种调制PLL的技术通称为双端口调制。在双端口调制中，输入信号被分成低端口调制和高端口调制。低端口调制被提供给PLL的环路滤波器而高端口调制被应用到在VCO储能电路内使用的变抗器组(bank of varactors)。变抗器组可以被实现为一组精细量化的数字切换电容器(变抗器)，或者受控于数-模拟转换器(DAC)的变抗器。变抗器组可以包括多个相同大小的可切换电容器。此外，变抗器组可以包括多个不同大小的可切换电容器，其中，每个电容器的大小(size)对应于电容器的位的位置。此外，变抗器可以包括相同大小和不同大小的可切换电容器的组合。混合/分段变抗器组也可以使用。高端口调制的振幅可以针对最低有效位(LSB)大小的变抗器而被缩放。为了实现针对高端口调制的更精细调制保真度，使用Σ-Δ调制器的分数调制技术来控制LSB大小的变抗器。然而，用于控制多个变抗器的常规技术会导致多个Σ-Δ调制调谐位之间的大小不匹配、延迟失配以及上升下降定时歪斜。此外，低功耗、低成本、例如蓝牙LE、ANT和自定义FSK/GFSK、GMSK模式的连接标准不强加调制数据
白化(whitening)要求，这可能潜在地导致1和0长序列的传送。对于在内插频率上执行的PLL高端口Σ-Δ调制器来说，这意味着在延长时间周期上有DC刺激，从而在Σ-Δ调制器的输出上产生空闲音，这就会导致不希望的调制的RF输出/杂散。因此，需要有一种PLL来解决上述问题。附图说明本专利技术通过举例的方式说明并没有被附图所限制，在附图中类似的附图标记表示类似的元素。附图中的元素示出是为了简便以及清晰，不一定按比例绘制。图1根据一个实施例，以方框图的形式示出了PLL。图2示出了用于图1的双端口调制器的低端口和高端口传递函数的波形图。图3以方框图的形式更详细示出了图1的双端口调制器的高端口调制部分。图4以方框图的形式更详细示出了图3的高端口分数调制器。图5以方框图的形式更详细示出了提供给图1的压控振荡器的各种信号。图6示出了用于将有符号的高端口分数调制器值映射到离散的一组LSB变抗器的测温码(thermometric codes)表。具体实施方式本专利技术总体上提供了具有双端口调制的PLL。在双端口调制中，输入调制信号被分成高端口调制部分和低端口调制部分。高端口调制具有高端口整数部分和高端口调制分数部分。高端口分数调制器包括Σ-Δ调制器以用于提供高端口分数部分。Σ-Δ调制器具有单个有符号位输出。单个有符号位输出耦合于二进制-测温(binary-to-thermometric)转换器。二进制-测温转换器用于调谐PLL的VCO内的变抗器组。通过使用具有耦合于二进制-测温转换器的有
符号位输出的Σ-Δ调制器减少了由于VCO变抗器组和信号路由失配的寄生含量。另外，如果长串的1或0被调制，为了减轻在调制中可能发生的空闲音，可以使用Σ-Δ调制器来实现抖动电路。在一个实施例中，提供了一种集成电路，其包括：双端口调制器，双端口调制器具有用于接收发射器调制信号的第一输入，用于提供高端口调制信号的分数部分的第一输出，用于提供高端口调制信号的整数部分的第二输出，以及用于提供低端口调制信号的第三输出；耦合于双端口调制器的压控振荡器(VCO)，VCO具有用于接收高端口调制信号的分数部分的第一输入，用于接收高端口调制信号的整数部分的第二输入，用于基于低端口调制信号接收调谐信号的第三输入，以及用于输出RF信号的第一输出；并且其中有符号的单个位信号被用于生成高端口调制信号的分数部分。高端口调制信号的分数部分以高于高端口调制信号的整数部分的时钟率(clock rate)被施加到VCO。双端口调制器可以包括高端口分数调制器以用于产生用于生成高端口调制信号的分数部分的有符号的单个位信号。双端口调制器还可以包括整数分数分离器电路，用于接收高端口调制信号，用于给高端口分数调制器提供第一信号以生成高端口调制信号的分数部分，以及提供用于生成高端口调制信号的整数部分的第二信号。双端口调制器还可以包括二进制-测温转换器，二进制-测温转换器耦合于高端口分数调制器以用于将有符号的单个位信号转换成测温(thermometric)数字码以用于产生高端口调制信号。高端口分数调制器可以包括二阶或更高的Σ-Δ调制器。高端口分数调制器还可以包括耦合于二阶或更高的Σ-Δ调制器的量化器以用于产生有符号的单个位信号。集成电路还可以包括耦合于二阶或更高的Σ-Δ调制器的零均值抖动电路以用于减轻调制中的空闲音。量化器的有符号的单个位信号可以提供映射到VCO内的两个测温变抗器的三个有符号状态。在另一个实施例中，提供了一种调制方法，包括：在压控振荡器(VCO)的第一输入处接收高端口调制信号的分数部分，高端口调制信号的分数部分基于有符号的单个位信号；在VCO的第二输入处接
收高端口调制信号的整数部分；在VCO的第三输入处接收VCO调谐信号；以及在VCO的输出处生成RF信号。方法还可以包括在双端口调制器的第一输出处生成高端口调制信号的分数部分以及在双端口调制器的第二输出处生成高端口调制信号的整数部分。方法还可以包括利用接收高端口调制信号的整数分数分离器而基于高端口调制信号生成第一输出信号和第二输出信号。方法还可以包括在高端口分数调制器处接收第一输出信号，高端口分数调制器生成有符号的单个位信号。方法还可以包括在二进制-测温码转换器处接收有符号的单个位信号，以及将有符号的单个位信号转换成测温码化(thermometric coded)信号，测温码化信号被认为是高端口调制信号的分数部分并且被提供给VCO的第一输入。方法还可以包括通过将发射器调制信号与校准信号进行混合生成高端口调制信号。方法还可以包括通过延迟第二输出信号生成高端口调制信号的整数部分，使得高端口调制信号的整数部分与高端口调制信号的分数部分对准。在高端口分数调制器处接收第一输出信号的步骤可以包括抖动第一输出信号。方法还可以包括以Σ-Δ调制器生成低端口调制信号，Σ-Δ调制器接收信号包括将目标频率信号与双端口调制器的第三输出处输出的低端口调制信号混合，调谐信号基于低端口调制信号。在另一个实施例中，提供了一种集成电路，包括：用于生成RF信号的压控振荡器(VCO)，VCO具有用于接收高端口调制信号的分数部分的第一输入，用于接收高端口调制信号的整数部分的第二输入，用于接收调谐信号的第三输入；以及耦合于VCO的双端口调制器，双端口调制器用于接收发射器调制信号以及用于给VCO提供调制信号，双端口调制器在第一输入处接收发射器调制信号，在第一输出处基于有符号的单个位信号提供高端口调制信号的分数部分，在第二输出处提供高端口调制信号的整数部分，以及在第三输出处提供低端口调制信号；并且其中高端口调制信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路，包括：双端口调制器，具有用于接收发射器调制信号的第一输入、用于提供高端口调制信号的分数部分的第一输出、用于提供所述高端口调制信号的整数部分的第二输出、以及用于提供低端口调制信号的第三输出；耦合于所述双端口调制器的压控振荡器VCO，所述VCO具有用于接收所述高端口调制信号的所述分数部分的第一输入、用于接收所述高端口调制信号的所述整数部分的第二输入、用于基于所述低端口调制信号接收调谐信号的第三输入、以及用于输出RF信号的第一输出；并且其中有符号的单个位信号被用于生成所述高端口调制信号的所述分数部分。

【技术特征摘要】
2015.02.25 US 14/631,3051.一种集成电路，包括：双端口调制器，具有用于接收发射器调制信号的第一输入、用于提供高端口调制信号的分数部分的第一输出、用于提供所述高端口调制信号的整数部分的第二输出、以及用于提供低端口调制信号的第三输出；耦合于所述双端口调制器的压控振荡器VCO，所述VCO具有用于接收所述高端口调制信号的所述分数部分的第一输入、用于接收所述高端口调制信号的所述整数部分的第二输入、用于基于所述低端口调制信号接收调谐信号的第三输入、以及用于输出RF信号的第一输出；并且其中有符号的单个位信号被用于生成所述高端口调制信号的所述分数部分。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述高端口调制信号的所述分数部分以高于所述高端口调制信号的所述整数部分的时钟率被施加到所述VCO。3.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述双端口调制器包括高端口分数调制器，用于产生用于生成所述高端口调制信号的所述分数部分的所述有符号的单个位信号。4.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述双端口调制器还包括整数分数分离器电路，用于接收所述高端口调制信号、用于给所述高端口分数调制器提供第一信号以生成所述高端口调制信号的所述分数部分、以及用于提供第二信号以生成所述高端口调制信号的所述整数部分。5.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述双端口调制器还包括二进制-测温转换器，所述二进制-测温转换器耦合于所述高端口分数调制器以用于将所述有符号的单个位信号转换成测温数字码以用于产生所述高端口调制信号。6.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述高端口分数调制器包括二阶或更高的Σ-Δ调制器。7.根据权利要求6所述的集成电路，其中所述高端口分数调制器还包括耦合于所述二阶或更高的Σ-Δ调制器以用于产生所述有符号的单个位信号的量化器。8.根据权利要求6所述的集成电路，还包括耦合于所述二阶或更高的Σ-Δ调制器以用于减轻调制中的空闲音的零均值抖动电路。9.根据权利要求7所述的集成电路，其中所述量化器的所述有符号的单个位信号提供映射到所述VCO中的两个测温变抗器的三个有符号状态。10.一种调制方法，包括：在压控振荡器VCO的第一输入处接收高端口调制信号的分数部分，所述高端口调制信号的所述分数部分基于有符号的单个位信号；在所述VCO的第二输入处接收所述高端口调制信号的整数...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·瓦赫迪，K·B·泰勒，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US