[发明专利]用于多频带毫米波5G通信的宽频带锁相环

说明书

根据一个实施例，锁相环(PLL)电路包括：第一压控振荡器(VCO)，用于生成具有第一频率的第一信号；以及第二VCO，用于生成具有第二频率的第二信号。PLL电路包括：复用器，其耦接至第一VCO、第二VCO和反馈环路。PLL电路包括：控制逻辑，用于使用复用器来选择第一VCO或第二VCO，以使用反馈环路来反馈信号；以及相频检测器，其耦接至第一VCO、第二VCO和反馈环路，其中，相频检测器被配置为接收参考信号和反馈信号，以使用参考信号和反馈信号来跟踪所生成的第一信号或第二信号的频率和相位。

技术领域

本发明的实施例通常涉及无线通信装置。更具体地，本发明的实施例涉及通信装置的宽频带锁相环(PLL)。

背景技术

5G通信在从约18.5GHz至41.5GHz的多频带频率范围内操作。多频带频率操作需要无线收发器通信装置中的可以在两个或更多频带(例如，18.5GHz至26.5GHz、31.5GHz至41.5GHz等)中操作的PLL。传统的5G通信PLL可以直接在单个集成电路(IC)芯片上或者在多芯片模块(MCM)上组装多个窄频带PLL以在多个频带操作。然而，这种方法由于过多的芯片/模块面积而成本高。

可选方法是使用高阶谐波频率(例如，二次、三次、四次谐波频率)作为输出信号。这种方法虽然减少了5G宽带通信系统中PLL的数量，然而需要额外的滤波器和放大器来选择高阶谐波和放大高阶谐波信号，以提供期望的功率输出来驱动后续电路级。此外，高阶谐波信号的频率被限制为一次谐波频率的某些倍数。

附图说明

在附图的图中，通过示例而非限制的方式示出本发明的实施例，在附图中，类似的附图标记指示相似的元素。

图1是示出根据一个实施例的无线通信装置的示例的框图。

图2是示出根据一个实施例的RF前端集成电路的示例的框图。

图3是示出根据一个实施例的RF前端集成电路的框图。

图4是示出根据一个实施例的锁相环电路的示例的框图。

图5是示出根据一个实施例的在22GHz处的双频带PLL电路的相位噪声的示例仿真的框图。

图6是示出根据一个实施例的在36GHz处的双频带PLL电路的相位噪声的示例仿真的框图。

图7是示出根据一个实施例的双电压控制振荡器(VCO)电路的示例的框图。

图8是图7的双VCO电路的双电感电路的电感值的示例仿真图。

图9是图7的双VCO电路的Q的示例仿真图。

图10A是示出根据一个实施例的用于18.5GHz至26.5GHz频带的VCO缓冲器输出网络电路的示例的框图。

图10B是示出图10A的VCO缓冲器输出网络电路的变压器电路的3D EM模型的立体图的框图。

图11A是图10A的双VCO电路的VCO缓冲器输出网络电路的输出阻抗值的示例仿真图。

图11B是图10A的VCO缓冲器输出网络电路的功率损耗值的示例仿真图。

图12A是示出根据一个实施例的用于31.5GHz至41.5GHz的频带的VCO缓冲器输出网络电路的示例的框图。

图12B是示出图12A的VCO缓冲器输出网络电路的变压器电路的3D EM模型的立体图的框图。

图13A是图12A的双VCO电路的VCO缓冲器输出网络电路的输出阻抗值的示例仿真图。

图13B是图12A的VCO缓冲器输出网络电路的功率损耗值的示例仿真图。

图14是示出根据一个实施例的相频检测器(PFD)电路的示例的框图。