[发明专利]振荡宽带频率的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及生成频率信号，尤其涉及通过控制锁相环(PLL)的分割比，振荡用于扩展调谐范围的频率的设备和方法。

背景技术

压控振荡器(VCO)基于控制电压生成预定频率的交流信号。VCO被广泛地用在无线接收机中以通过一个或多个预定的信道发送/接收信号，因此典型地被结合到手持电话、电视(TV)接收机、以及无线调制解调器。

锁相环(PLL)电路一般用在有线/无线通信系统的VCO中，以生成例如从较低参考频率到相对高的频率的宽频率范围。

图1示出了根据相关技术的锁相环(PLL)电路。如图所示，PLL电路100包括分频器150、相位频率检测器110、充电泵(chargepump)120、环路滤波器130、以及压控振荡器140。分频器将输出频率F_out分割为预定的频率。相位频率检测器110接收来自外部单元的参考频率F_ref以及来自分频器150分割的频率，随后检测参考频率和所分割的频率之间的相位差和频率差。充电泵120通过接收来自相位频率检测器110的相位差和频率差对环路滤波器(LF)130充电和放电。环路滤波器消除从CP 120输出的信号中的无线电频率成分。VCO 140生成与LF 130的电压成比例的输出频率F_out。

参考频率F_ref通常从具有ppm精度的晶体振荡器提供。VCO通过这种PLL电路振荡目标频带内的稳定的交流信号。

图2示出了使用根据相关技术的VCO的无线接收机的调谐器。该调谐器为直接转换类型，其将预定的频率信号RF_in解调成I和Q基带信号。也就是说，该调谐器接收通过前置放大器210和增益控制器220被控制为具有恒定电平的频率信号RF_in，并通过混频器230、240将所接收的频率信号RF_in与本地振荡器250的振荡信号混频，以产生I基带信号和Q基带信号。本地振荡器250生成具有相同频率和90°相位差的振荡信号，然后该振荡信号被应用到混频器230和240。

本地振荡器(LO)250包括VCO和频率分频器。VCO生成具有与所选择的信道的载波一致的频率的信号。频率分频器将VCO的输出信号分配为具有90°相位差的两个信号f₀₁和f₀₂。混频器230、240通过混频输入频率和LO信号生成I和Q信号。

低通滤波器260和270分别消除来自混频器230和240的输出信号的带外阻塞和带内阻塞信号。因此，当本地振荡器250生成具有与所选择的信道的载波一致的频率的振荡信号时，通过在混频器230、240中混频振荡信号和对应的载波的频率信号来提取I基带信号和Q基带信号。

因此，如上所述，VCO为调谐器的接收频带振荡频率。也就是说，VCO的振荡范围必须与对应的无线系统的接收频带一致。

例如，卫星广播系统使用从大约950MHz到大约2.15GHz的广播频带。因此，卫星广播接收机的调谐器必须具有从大约950MHz到大约2.15GHz的振荡(例如，生成频率信号)频带。

如果基于下面的公式1表示VCO的振荡范围，公式1是最大-最小比率表达式，则VCO必须具有125％的振荡范围。

f max - f min f min × 100 [ % ] ]]>公式1

然而，常规的VCO具有的谐振器通常有大约30％的振荡范围，并且当VCO的振荡范围变得更宽时，相位噪声性能可能显著地下降。