[发明专利]频率合成器与频率合成方法

说明书

【技术领域】

本发明关于一种频率合成器与频率合成方法，且特别关于一种包括时间数字转换的支援周边机制的频率合成器与频率合成方法。

【背景技术】

各式各样的通信系统，像是射频(RF，Radio Frequency)无线通信系统，已被现代信息社会广泛运用，并扮演重要角色。现代通信系统的核心技术之一是频率(及/或时钟)合成，其是基于一频率参考时钟产生一个具有所欲频率的变量时钟，以使此变量时钟的稳定性、精确度与频谱纯净程度皆关联于频率参考时钟的表现。在通信系统的发射器中，由一本地频率合成器提供的变量时钟可作为一本地振荡载波，用以对基频(baseband)或中频(IF，Intermediate-Frequency)信号进行升转(up-conversion)的频率转移，以形成对应的射频信号。另一方面，在接收器中，由一本地频率合成器提供的变量时钟可作为一本地振荡载波，用以将射频信号降转(down-convert)为中频/基频信号。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种频率合成器与频率合成方法。

本发明的一实施例提供一频率合成器，包括一个用以接收一频率参考时钟的频率参考输入端，一个用以提供一射频时钟的经微调振荡器，一个耦接于该频率参考输入端、用以改变频率参考时钟的相位的相位平移器，以及一个时间数字转换器，耦接于相位平移器与经微调振荡器，用以产生一数字转换输出；其中，时间数字转换器所需涵盖的一范围小于射频时钟的一个完整周期。

一实施例中，相位平移器是一数字时间转换器，用以响应一转换数字控制而延迟频率参考时钟。一实施例中，转换数字控制是响应一频率指令字符的累计值而被设定，相位平移器则是响应频率指令字符的累计值(例如其小数部份)而改变频率参考时钟的相位。

一实施例中，频率合成器更包括一平移控制器、一变量相位累计器与一参考相位累计器。变量相位累计器耦接经微调振荡器，用以累计射频时钟的周期数并据以提供一变量相位信号。参考相位累计器用以响应频率参考时钟的各周期而累计频率指令字符，并据以提供频率指令字符的累计值。平移控制器耦接相位平移器，用以响应频率指令字符的累计值而提供一平移控制信号(例如所述的转换数字控制)与一辅助小数误差修正信号。相位平移器用以响应平移控制信号而改变频率参考时钟的相位，且经微调振荡器用以依据数字转换输出、辅助小数误差修正信号、变量相位信号与频率指令字符的累计值而调整射频时钟的周期。

一实施例中，相位平移器改变频率参考时钟的相位并据以提供一平移参考时钟，使平移参考时钟的一转态处与射频时钟的前一转态处之间的时间差小于射频时钟的一个完整周期。一实施例中，针对时间数字转换的范围，时间数字转换器在射频时钟的转态处与平移参考时钟的转态处发生在该范围的近接处时进行响应，而当射频时钟的转态处与平移参考时钟的转态处未发生在该范围的近接处时则不响应。

本发明的一实施例提供一频率合成器，包括一振荡器、一相位平移器、一时间数字转换器、一平移控制器、一参考相位累计器与一变量相位累计器。振荡器用以提供一变量时钟。相位平移器用以提供一平移参考时钟，使其相位与一频率参考时钟的相位相差一相位平移量，此相位平移量使平移参考时钟的一转态处与变量时钟的前一转态处之间的时间差小于变量时钟的一个周期。时间数字转换器则耦接相位平移器，用以量化所述时间差以提供一第一小数误差修正信号。

参考相位累计器用于响应频率参考时钟的各周期以累计一频率指令字符，并据以提供一参考相位信号；变量相位累计器则耦接振荡器，用以累计变量时钟的周期数以提供一变量相位信号。平移控制器耦接相位平移器，用以响应参考相位信号而提供一平移控制信号与一第二小数误差修正信号，使相位平移器响应平移控制信号而设定相位平移量，振荡器则依据第一小数误差修正信号、第二小数误差修正信号、参考相位信号与变量相位信号而调整变量时钟的周期。

本发明的一实施例提供一频率合成器，包括一振荡器、一时间数字转换器、一平移控制器、一相位平移器、一参考相位累计器与一变量相位累计器。振荡器用以提供变量时钟，并依据时间数字转换器提供的一第一小数误差修正信号、平移控制器提供的一第二小数误差修正信号、变量相位累计器提供的一变量相位信号与参考相位累计器提供的一参考相位信号而调整变量时钟的周期。时间数字转换器，用以量化一平移参考时钟与该变量时钟间的时间差并据以提供一第一小数误差修正信号，其中该平移参考时钟的相位与一频率参考时钟的相位相差一相位平移量。平移控制器，用以响应一频率指令的一累计值而提供一第二小数误差修正信号。