[发明专利]通过唯一控制字实现对非整数分频比编程的变频器

说明书

本发明涉及一种变频器，包括：一个分频器，用来获得具有所谓输入频率的输入信号，并提供具有所谓输出频率的输出信号；以及，一个输入端口，用来获得一个控制字，确定分频器的输入频率和输出频率之间的分频比。

上述变频器通常用在用来调节和控制振荡器输出信号的所谓振荡频率的锁相环中。欧洲专利申请EP0821488A1中描述了这样的锁相环。在大部分已知的锁相环中，分频器获得振荡器的输出信号，向相位/频率比较器提供一个频率比振荡器频率低N倍的输出信号，其中N是一个等于控制字值的整数。相位/频率比较器将这个频率和一个例如由石英振荡器产生的参考信号的所谓比较频率进行比较。如果分频器的输出频率低于比较频率，相位/频率比较器要求振荡频率增加直到振荡频率是比较频率的N倍。由于比较频率是固定的，所以控制字N值的选择决定振荡频率的值。因此，两个振荡频率值的最小间隔等于比较频率的值。已发现比较频率越高，锁相环的噪声性能越好。然而，选择高的比较频率意味着振荡频率的两个值之间最小间隔的增加，而振荡频率的间隔由锁相环应用的环境决定。这样，在振荡器的输出信号用于获取电磁数字电视信号的应用中，最小间隔被预先确定并设置为166.67kHz。

当增加比较频率的值时，为获得恒定的最小间隔，有必要使用一个分频比取非整数值的分频器。这样的分频器通常被看作“N分数”分频器。分频比至少决定于两个参数。当一个用户为了使用更高的比较频率提高锁相环的噪声性能而愿意用N分数的分频器替换其分频比是整数的分频器时，在原理上必须向分频器提供两个，而不是一个控制字，这要求用户对已知模型中由用户设计的锁相环做实质的昂贵的更改。

本发明的目的就是通过提出一个变频器代替已知锁相环中的分频器来克服这个缺陷。用户可以通过唯一控制字对变频器编程，这样获得的锁相环可使用的比较频率高于已知锁相环中的比较频率，但不需要更改两个振荡频率之间的最小间隔就可获得更好的噪声性能。

事实上，根据本发明，上一段描述的变频器另外包括置于输入端口和分频器之间的接口装置，用来实现将控制字的一个值转换成确定分频器分频比的非整数值的第一个和第二个参数。

根据本发明，决定分频器非整数分频比的两个参数以对用户完全透明的方式、基于用户精心设计的控制字的值N在变频器内被提取，以便对一个使用整数分频比的分频器的已知锁相环进行编程。

对于大量的已知的N分数型的分频器，分频比R可以表示为公式：R=M+k/q，其中M和k是第一个和第二个参数，q是第三个整数参数，它的值由两个振荡频率的最小间隔预先确定，保持恒定。因此，q=FCOMP/FSTEP，其中FCOMP是已选择的比较频率，FSTEP是最小间隔。这种情况下，根据本发明变频器中的接口装置最好包括：

计算控制值N和第三个参数q的值之间的比值N/q的整数部分的装置，这个整数部分构成第一个参数M，以及

计算控制字的值与第一个参数和第三个参数乘积的值之间的差值N-M.q的装置，这个差值构成第二个参数k。

在本发明的实施例中，第一个参数由控制字的值N除以第三个参数q的值的商构成，第二个参数k由相除的余数构成。

本发明的一个优选实施例中，如果第三个参数被编码为P位，接口装置包括：

一个移位寄存器，用来获得编码为L位的控制字，其中P位最高有效位可进行并行送数运算，

一个P位加法器，用来在输入端获得移位寄存器的P位最高有效位，在另一输入端获得第三个参数的两个补码，以及

一个序列发生器，用来对L-P次计算步骤计时，每个计算步骤包括下列操作：

将加法器输入端的当前值相加，

如果加法运算的结果为正，将此结果的P位最低有效位装入移位寄存器的P位最高有效位，

将加法器产生的进位装入挨着移位寄存器最低有效位的存储触发器，以及

将移位寄存器的内容向最高有效位的方向移动，使这个寄存器的最低有效位的值成为进位的值。

如上文所述，由于根据本发明的变频器以一种对熟悉已知锁相环的用户透明的方式使已知锁相环的噪声性能得到提高，所以被方便地利用在一个用来控制振荡器频率的锁相环中。因此本发明也涉及一个锁相环，包括：

一个振荡器，用来产生具有振荡频率的输出信号，振荡频率的值决定于调谐信号的值，

一个相位/频率检测器，用来将振荡频率和参考信号的所谓比较频率进行比较，向振荡器提供调谐信号，所述调谐信号的值决定于比较的结果，以及

一个如上文所述的分频器，置于振荡器和相位/频率检测器之间。