频率合成器 本发明涉及一种频率合成器,供例如在数字电话机之类的通信接收机或发射机中使用。
举例说,GSM(全球移动通信系统)电话机就可以利用频率合成器来进行接收与发射频率之间的转换或者在发射或接收过程中进行跳频。这类频率合成器需要在一个GSM时隙(570微秒)内跳过70兆赫的带宽。这样做是有困难的,因为要保持低的r.m.s(均方根)相位噪声电平需要将合成器的环路带宽保持在最小带宽。
过去有人尝试过加速频率合成器的锁环速度,即临时扩大合成器环路的带宽或采用电压控制法将外电压加到合成器中使用的VCO(压控振荡器)的电压输入端上,以快速驱使VCO的频率接近所要求的频率值。但先前的这些提案并没有完全成功,因为需要往合成器环路中另外加上一些有源元件(运算放大器、压控放大器等)。
本发明的目的是提供一种带简单而有效的加速锁环电路的频率合成器。
按照本发明,所提供的频率合成器包括:一个压控振荡器;一个鉴相器,接收基频信号和获自压控振荡器输出端和一个滤波电路地反馈信号,所述滤波电路将鉴相器的输出端与压控振荡器的频控电压输入端连接起来,该滤波电路还与基准电压连接;和一个加速电路,用以在要求变频时将电压信号加到基准电压接线上。
参看举例说明的本发明附图,从下面的说明可以清楚理解本发明的上述和其它目的、特点和优点。
图1是只在两种频率下工作的简单频率合成器的示意图。
图2是对图1所示实例进行修改的使其能在许多不同频率下工作的修改示意图。
在图1所示的本发明实例中,合成器的基本环路包括压控振荡器10、可变分频器11和鉴相器12,可变分频器11将压控振荡器的反馈提供给鉴相器12,鉴相器12的输出电压则由滤波电路13加到压控振荡器10的频控电压输入湍。控制电路14确定分频器11的分频比。
本发明的频率合成器与现行频率合成器的区别在于,滤波电路13作为窄带宽低通滤波器工作,其接基准电压的接线不是接固定基准电压源而是接加速电路15。图中所示的加速电路是一简单的电路,供在需要使压控振荡器只在两种不同频率之间切换的情况下使用。为此,加速电路15有一个电阻器串R1、R2和R3,连接在+V与-V电源母线之间,以便在节点16和17处提供正负电压信号。两个模拟开关18和19将这些节点与一输出线路20连接起来,该输出线路由电容器21使其连接到滤波电路的基准电压接线13a。电阻器22将基准电压接线13a与基准电压源连接起来。控制电路14的输出14a用以控制模拟开头18和19,其中一个是经逻辑倒相器23进行控制的。
工作时,输出14a在要求其中一种频率时处于高态,在要求另一种频率时处于低态。输出14a在输往分频器11的控制输出变化的同时在其高低态之间转换。发生变化时,原光导通的模拟开关18或19截止,另一个模拟开关则导通。发生这种情况时,节点16、17其中适当一个的正电压信号或负电压信号加到基准电压上,从而即刻使加到VCO输入端的电压改变大致等于使输出频率达到所要求变化所需要的电压大小。接着,环路会在新的频率下很快稳定下来。电阻器22使所加的电压随时间衰减。电容器21和电阻器22的时间常数应比滤波器的时间常数大。
在图2所示更为复杂的实施例中,控制电路14配置得使其控制分频器11,以提供许多不同的频率。在此情况下,控制电路编程得使其产生新旧频差相应的标记数字输出,加速电路则只由一个模/数转换器(D/A)23组成,模/数转换器23的输出端由电容电阻电路21、22连接到接线13a。
上述加速电路,其环路中没有增加任何有源元件,所以工作时不会使合成器的相位噪声性能变坏。环路滤波器没有漏泄电流,因而边带水平不会提高。这种电路非常简单,易于在实际系统中实施。在移动电话系统中,从备用操作到正常操作的切换可以进行得非常之快,因而可以延迟合成器的起动运作,节约电池用电。
上面已用特定术语对本发明的一些最佳实施例进行了说明,但这仅仅是举例而已。不言而喻,在不脱离权利要求书的精神实质和范围前提下,是可以对上述实施例进行种种更改和修改的。