CN101272142A

CN101272142A - 频率合成器

Info

Publication number: CN101272142A
Application number: CNA2008100376705A
Authority: CN
Inventors: 曹伟勋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2028-05-20
Also published as: CN101272142B

Abstract

本发明公开了一种频率合成器，其包括以来自晶体振荡器的参考频率为基础运行的锁频环、频率校正单元、插值逻辑单元。其中，所述频率校正单元以第一参数和第二参数为基础生成数字频率校正控制字，所述第一参数是自动频率校正字和固定频率控制字的结合。所述插值逻辑单元用于生成表示温度变化补偿的第二参数。其中，当第一参数为常数时所述锁频环生成固定的时钟信号或当第一参数为表示调制信号的频率改变的二进制序列时所述锁频环生成频率调制信号。通过对频率校正控制字的控制，可以实现对参考时钟的频率漂移的温度补偿。

Description

频率合成器

技术领域

本发明涉及电子电路设计领域，特别涉及频率合成器的温度频率漂移的补偿技术。

技术背景

为了确保所有的电子器件都能正常或同步工作，在电子电路设计中提供精确的时钟信号是非常重要的。通常，所述时钟信号是由晶体振荡器(crystaloscillator)产生的，其中所述晶体振荡器是利用压电材料的振荡晶体的机械谐振来产生一定频率电信号的电子电路。这个频率通常可以用于计时(比如石英手表中)，也可以用于为数字集成电路提供时钟信号，还可以用于稳定无线发射器/接收器的频率。导致时钟信号不同于设计的一个原因在于温度，它可能影响压电材料和晶体振荡器的运作。随着温度的变化，晶体振荡器输出的频率会也会随之变化。事实上，电子设备比如便携式电脑、手机和电子仪表可能被用于各种温度变化的环境中，因此保证这些电子设备在各种温度环境下都能正常无误的工作是非常重要的。

许多现代通信设备比如GPS和GSM系统需要高精度、稳定的频率来增加其内无线电收发器的灵敏度以及来降低采集时间。在频率合成器(frequencysynthesizer)中，将晶体振荡器的输出频率乘以已知系数就可以获得期望信道频率。通常，晶体振荡器的输出频率的范围是数兆赫兹，而信道频率的范围是千兆赫兹。然而，晶体振荡器的输出频频随着寿命和温度的变化会发生漂移，并且晶体振荡器也没有提供抑制晶体频率随周围温度发生变化的机制。由于苛刻的需求，在没有来自基站的频率调谐支持的蜂窝系统中使用低成本独立晶体振荡器是不可能的。

无线通讯设备或移动电话的频率源包括有数控晶体振荡器(digitallycontrolled crystal oscillator)或温度补偿晶体振荡器(temperature-compensated crystal oscillator)。然而，数控晶体振荡器电路需要在晶体振荡器中引入电容阵列来进行频率校正。这样，使用数控晶体振荡器就变得非常昂贵，尤其对于深亚微米COMS工艺的数控晶体振荡器。此外，通过对数控晶体振荡器中的大量电容的切换来调整晶体振荡器的输出频率很可能会导致频率跳变效应(frequency beating effects)，从而难以满足输出频率稳定性的要求。

在现有的温度补偿晶体振荡器(temperature-compensated crystaloscillator)中，自动调温器生成校正电压以保证振荡器频率恒定。这样的压控温度补偿晶体振荡器具有一根据温度成比例产生线性电压的温度传感器。将三级线性函数电压发生器和温度传感器的输出提供给压控晶体振荡器，所述压控晶体振荡器进而可以根据所使用晶体的温度频率特性来进行温度补偿。

然而，这样的压控温度补偿晶体振荡器首先需要一高品质晶体来满足所述三级线性补偿需要，这样的高品质晶体非常昂贵，尤其是小尺寸的晶体。由于限制了晶体振荡器的最大输出频率，因此也很难保证高频稳定性和精确性。此外，由于很难精确生成微伏级模拟电压，所述压控温度补偿晶体振荡器很难控制小频率的改变(比如，小于1.0赫兹)。

因此，亟待提出一种低成本、低噪声、高精度的解决方案来生成具有宽频范围且经过温度补偿的频率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供低成本、高精度的频率合成器，其可以对其输出频率进行温度补偿。

为了达到上述目的，本发明提供了一种频率合成器，其包括以来自晶体振荡器的参考频率为基础运行的锁频环、频率校正单元和插值逻辑单元。所述频率校正单元以第一参数和第二参数为基础生成数字频率校正控制字，所述第一参数是自动频率校正字和固定频率控制字的结合。所述插值逻辑单元用于生成表示温度变化补偿的第二参数。其中当第一参数为常数时所述锁频环生成固定的时钟信号或当第一参数为表示调制信号的频率改变的二进制序列时所述锁频环生成频率调制信号。

进一步的，f_OUT表示所述时钟信号，f_R表示参考频率，FCW_new表示所述数字频率校正控制字，则有下式：

f_OUT＝K*FCW_new*f_R，

其中K表示比例系数K。

更进一步的，通过调整比例系数K使输出时钟信号达到期望频率。

再进一步的，所述数字频率校正控制字对参考频率的频率漂移进行补偿以至于所述输出时钟信号不受温度变化影响而保持稳定。

再进一步的，所述固定频率控制字是由外部提供，其是表示输出时钟信号期望频率的二进制序列。

仍进一步的，根据精确的频率源确定所述自动频率校正字。

再进一步的，所述精确的频率源是无线基站发射的计钟信息。

进一步的，其进一步包括：数字温度传感器，用于感应包括所述频率合成器所在集成电路的温度在内的周围温度；解码逻辑单元，与数字温度传感器相连接，接收并解码来自数字温度传感器的数字温度测量值；查找表，用于存储频率校正信号和温度的对应关系，并驱动插值逻辑单元调整第二参数。

进一步的，所述锁频环包括：数字相位累加器，从所述频率校正单元接收数字频率校正控制字，其中所述时钟信号或频率调制信号的频率精度是由数字相位累加器的字长和参考频率决定；数字频率比较器，比较数字相位累加器的输出和包括分频器与频率数字转换器的反馈回路的输出；数字回路滤波器，与数字频率比较器相连接，用于对数字频率比较器输出的误差信号进行滤波，其中所述数字回路滤波器提供环路带宽和锁定调节时间的控制；数字模拟转换器，与数字回路滤波器相连接，接收数字回路滤波器的输出以生成模拟信号；低通滤波器，用于对所述模拟信号进行滤波，所述模拟信号进一步控制了压控振荡器的输入电压，其中在压控振荡器的输出锁定于期望频率时所述锁频环进入锁定状态。

更进一步的，所述锁频环进一步包括：直接频率数字转换器，用于利用参考频率将压控振荡器的输出信号直接转换成数字频率数据流。

更进一步的，所述锁频环进一步包括：直接频率数字转换器，用于利用压控振荡器的输出信号对参考频率进行采样从而直接将压控振荡器的输出信号转换为数字频率数据流。

再进一步的，所述锁频环进一步包括：用于对压控振荡器的输出进行分频以获得所述时钟信号的分频器。

进一步的，所述锁频环包括：数字相位累加器，从所述频率校正单元接收数字频率校正控制字并生成参考频率数据流，其中所述时钟信号或频率调制信号的频率精度是由数字相位累加器的字长和参考频率决定；数字频率比较器，比较数字相位累加器的输出和包括分频器与频率数字转换器的反馈回路的输出；数字回路滤波器，与数字频率比较器相连接，用于对数字频率比较器输出的误差信号进行滤波，其中所述数字回路滤波器提供环路带宽和锁定调节时间的控制；数控振荡器增益控制电路，以数字回路滤波器的输出为基础生成用于控制数控振荡器的加权开关二进制电容阵列的数字控制信号，其中所述数控振荡器增益控制单元用于消除工艺、电压和温度对相位和频率的影响；和数字控制振荡器，生成无线频率信号，所述无线频率信号被转换为中频信号，频率数字转换器进一步将所述中频信号转换成数字频率数据流，其中在数字频率数据流锁定于参考频率数据流时所述锁频环进入锁定状态。

再进一步的，加权开关二进制电容阵列根据数字控制信号的控制可切换至高电容模式或低电容模式。

更进一步的，通过改变使用delta-sigma调制的数字控制信号的位数可获得输出时钟信号或频率调制信号的高分辨率。

这样与现有技术相比，在本发明提出的技术方案中，通过对频率校正控制信号的控制，实现对参考时钟的频率漂移的温度补偿。

附图说明

图1是本发明中的温度补偿频率合成器的功能方框图，其中所述温度补偿频率合成器包括数控锁频环(Digitally-Controlled Frequency-Looked Loop)和晶体振荡器；

图2是晶体振荡器的未补偿温度频率特性曲线图；

图3是与晶体振荡器的未补偿温度频率特性对应的点对点校正温度补偿曲线图；

图4是本发明中的锁频环的功能方框图，其中所述锁频环在参考频率f_R的基础上使用数字频率控制字FCW(digital frequency control word)设置期望输出频率f_OUT；

图5是本发明中的锁频环的另一架构的功能方框图，其中所述锁频环包括直接频率/数字转换器(frequency-to-digital converter)；

图6是本发明中的锁频环的功能方框图，其中所述锁频环利用数控振荡器(digitally controlled oscillator)来替代压控振荡器(voltage controlledoscillator)；

图7是使用锁频环和压控振荡器的双点调制架构的方框图；

图8是使用锁频环和数控振荡器的双点调制架构的方框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

图1示出了本发明中的提供温度补偿输出频率f_out的温度补偿频率合成器100。振荡电路101借助晶体振荡器117生成参考频率信号f_R。所述参考频率信号f_R用作锁频环107(Frequency-Looked Loop，简称FLL)的参考时钟。所述锁频环107通过利用频率校正控制信号FCW_new(frequency correctedcontrol signal)生成期望输出频率f_OUT。本发明的优点、目的或特点之一就是通过频率校正控制信号FCW_new对参考时钟f_R的频率漂移进行补偿。在一个实施例中，频率校正控制信号FCW_new由频率校正单元109生成，可得：

f_OUT＝K*FCW_new*f_R

其中K表示比例系数。根据比例系数K，可以得到期望的输出频率信号。

频率校正单元109用于生成频率校正控制数据，其通常用二进制序列表示(比如32位)，其也可以被称为频率校正控制字FCW_new。通过利用来自插值逻辑单元115的频率校正值FCW_tmp来补偿自动频率控制字FCW_AFC(automatic frequency control data or word)得到频率校正控制字FCW_new。其中：

FCW_new＝FCW_AFC+FCW_tmp

所述自动频率控制字FCW_AFC包括固定频率控制字FCW(fixed frequencycontrol signal or word)和自动频率校正字AFC(automatic frequencycorrection word)。在一个实施例中，固定频率控制字FCW可以在一定范围内变化，这样固定频率控制字FCW也可以被用作频率调制信号以生成调制输出频率f_OUT。在这里，字(word)并不一定意味着8位，它意味着用二进制序列(比如8位、16位或32位)来表现数据。所述自动频率控制字FCW_AFC可以表达为下式。

FCW_AFC＝FCW+AFC

比如，需要生成890MHz～910MHz频率范围的频率调制(FrequencyModulated)信号，固定频率控制字FCW可以表示所述频率范围的二进制序列。随着固定频率控制字FCW的改变，自动频率控制字FCW_AFC也会随之改变。同样，自动频率校正字AFC也可以用作表示所述频率范围的二进制序列。这样，图1所示的所述温度补偿频率合成器100可以被看作具有温度补偿频率的频率调制生成器。自动频率校正字AFC可由外部提供。

在一个实施例中，自动频率校正字AFC可根据无线基站或其他精确频率源发出的时钟信息的确定。通过改变自动频率校正字AFC的值就可以对所述参考时钟f_R的频率漂移进行补偿。这样，所述参考时钟f_R可以采用低成本的简单晶体通过AFC控制数值进行精确的温度频率补偿，而不需要在晶体振荡器电路中进行复杂，高成本的直接频率补偿。在频率调制时，作为频率调制信号的自动频率校正字AFC可以用作频率合成器100的输入，而所述固定频率控制字FCW用作设置所述信道的频率。

在“3GPP TS 05.10 V8.12.0(2003-08)，Digital CellularTelecommunications System(Phase 2+)；Radio Subsystem Synchronization(Release 1999)”描述的GSM和WCDMA标准，需要移动设备(比如手机)的发射信号与从基站接受的信号相比具有大于0.1ppm载波频率精确度。这个精度远远超出最好的晶体振荡器在没有频率反馈校正时所能获得的精度。这个频率反馈校正环在GSM标准中通常是指自动频率控制。所述自动频率控制信号是一个数字信号。现有自动频率控制环实现通常会通过AFC数模转换器将自动频率控制信号转换成模拟信号。之后，用这个模拟信号来控制片外压控晶体振荡器(voltage-controlled crystal oscillator，VCXO)或压控温度补偿振荡器(voltage-controlled temperature compensated crystal oscillator，VCTCXO)的频率。与本发明相比，这种传统实现方案需要采用附加的数模转换电路和独立的高质量的模拟压控振荡器来达到高精度的频率补偿效果。

数字温度传感器103用于感应晶体振荡器117周围的温度并给解码逻辑单元105提供数字温度值。在一个实施例中，所述数字温度值应该具有足够的精度来覆盖所述温度补偿频率合成器100的需求温度范围和补偿的频率精度。

所述解码逻辑单元105对数字温度进行解码并给频率校正查找表111和插值逻辑单元115提供解码信号。所述查找表111提供适当的频率校正信号给所述插值逻辑单元115。换句话说，所述查找表111驱动所述插值逻辑单元115根据解码的数字温度值来调整频率校正信号FCW_tmp。

图2示出了普通AT切割石英晶体振荡器的未补偿温度频率特性曲线图，其中所述普通AT切割石英晶体在-50℃至125℃温度范围内具有大约±10ppm的频率稳定性。图3示出了与未补偿温度频率特性对应的点对点校正温度补偿曲线。如图3所示，补偿后的输出的频率漂移较未补偿输出的频率漂移大大降低。

在图3中示出了频率温度补偿点。解码数字温度值与其对应的频率校正字FCW_tmp存储与查找表111中。在生产或测试过程中通过比较输出频率f_OUT和期望频率精确测定每个温度点上的频率校正字FCW_tmp。使用输入信号DATA将频率校正字FCW_tmp编入查找表内。在两个补偿点之间的频率校正值，比如图3中的补偿点A和B之间的温度频率校正点，可以由线性插值逻辑单元115估算出来。存储于查找表的补偿点越多，插值获得的频率校正字越精确。然而，查找表的硬件开销也会随着查找表中补偿点数目的增加而增加。在一个实施例中，可以在满足工作温度范围内输出频率稳定的情况下使查找表的尺寸最小。

图4示出了本发明一个实施例中的锁频环107的方框图。所述锁频环107可以用于图1中并根据频率控制字FCW定义的期望输出频率来锁定频率。所述锁频环107包括相位累加器120、数字频率比较器121、数字环路滤波器123、数字模拟转换器125、低通滤波器127、压控振荡器129及包括分频器133及频率数字转换器131的反馈回路。

与传统工作在相域的锁相环不同，所述锁频环107工作在频域。所述锁频环107的主要优点在于所述频率比较器121具有高线性度并且可以设计为全数字逻辑电路。对于传统锁相环来说，所述相位信号是周期为2π的周期性信号，所述相位检测器(或比较器)将会引入噪声和相位突波。所述传统的锁相环通常用模拟电路来实现，这样使它的设计成本增加而且难以实现和数字电路的自由集成。此外，所述模拟锁相环还对工艺、电压和环境的变化很敏感。

对于锁频环来说，通过设定FCW值可以产生任何期望的输出频率，其中所述FCW值可以是前文提到的频率校正控制信号FCW_new。频率的精度由相位累加器的FCW的字长和参考频率f_R决定。举例来说，参考频率f_R为50MHz，FCW的字长为32位，那么频率的精度可达到50MHz/2³²＝0.01Hz。

通过使用数字环路滤波器123和高线性度的数字频率比较器121，锁频环可以获得低噪声和高精度信号。然而，输出频率f_OUT会随着参考频率f_R的改变而改变，输出频率f_OUT的频率漂移补偿方案可以参照上文描述。

用在反馈路径中的分频器133可以将压控振荡器129生成的频率信号f_VCO分频至中频信号f_IF，其中f_IF＝f_VCO/div_n，div_n是分频器133的分频因子。

所述频率数字转换器131提供表示其输入信号f_IF的频率值的数字频率数据流Pvco。所述频率数字转换器131的作用在于利用参考频率f_R对输入信号f_IF的时钟周期(比如上升沿或下降沿)进行计数。预定时钟数被标准化为数字频率数据流Pvco，所述数字频率数据流Pvco将会作为数字频率比较器121的一个输入。

所述相位累加器120以参考频率f_R为基础生成表示输入频率控制字FCW设定频率值的参考频率数据流Posc。当环路锁定后，数字频率数据流Pvco应当与参考频率数据流Posc相同。所述数字频率比较器121通过比较数字频率数据流Pvco和参考频率数据流Posc产生一个误差信号。随后，所述数字环路滤波器123对所述误差信号进行数字滤波。所述数字环路滤波器123提供环路带宽和锁定调节时间的控制。通过使用所述数字环路滤波器123，可以根据锁频环的需要(比如相位噪声和调节时间)有效控制环路带宽和锁定调节时间。

所述数字环路滤波器123的输出被输入至数字模拟转换器125以生成一个模拟信号。所述数字模拟转换器125的模拟输出信号在经过所述低通滤波器127的进一步的低通滤波后用于控制压控振荡器129的输入电压。当环路锁定后，压控振荡器129的输出被锁定于频率控制字FCW设定的期望频率。

图5示出了本发明另一种架构的锁频环500的方框图。直接频率数字转换器531用于直接将压控振荡器VCO529的输出信号转换为数字频率数据流Pvco。对于所述直接频率数字转换器531来说，所述频率采样是通过高频输出信号(比如VCO输出Pvco)采样已知低频参考频率f_R实现。本架构的优点之一在于由于用高频的VCO输出Pvco来对低频参考频率f_R进行采样，从而提高了频率数字转换器531的精度。通常频率数字转换器的精度是与使用采样频率成比例的。采样频率越高，结果越精确，噪声越低。此外，这种架构简化了反馈路径中的分频器的设计并降低了硬件成本和相关功耗。对于不同的输出频率，分频器533可以被用于分频压控振荡器的输出f_VCO以得到需要输出频率。

图6本发明中的锁频环600的功能方框图，其中所述锁频环600利用数控振荡器(digitally controlled oscillator)来替代压控振荡器(voltage controlledoscillator)。所述数控振荡器是通过使用数控电容阵列来替代传统压控振荡器中的压控可变电容器而设计完成。加权开关二进制电容(比如可变电容器)阵列可以通过二进级数字控制信号切换至高电容模式或低电容模式。通过使用delta-sigma调制的数控位就可以获得高分辨率的电容值。

如图6所示，相位累加器601、数字频率比较器603、数字环路滤波器605、反馈路径中的分频器611及频率数字转换器613与图4中的相应模块具有相同的功能。所述相位累加器601以参考频率f_R为基础生成表示输入频率控制字FCW设定频率值的参考频率数据流Posc。所述频率数字转换器613提供表示其输入信号f_IF的频率值的数字频率数据流Pvco。所述数字频率比较器603通过比较数字频率数据流Pvco和参考频率数据流Posc产生一个误差信号。随后，所述数字环路滤波器605对所述误差信号进行数字滤波。

所述数字环路滤波器605的输出连接至数控振荡器增益控制单元607的输入，数控振荡器增益控制单元607可以生成用于控制数控振荡器的加权开关二进制电容阵列的数字控制信号。所述数控振荡器增益控制单元607用于归一化数控振荡器增益并消除来自工艺、电压和温度的对数控振荡器相位和频率的影响。用在反馈路径中的分频器611可以将数控振荡器609生成的频率信号fDCO分频至中频信号f_IF。所述频率数字转换器613进一步将所述中频信号f_IF转换为数字频率数据流Pvco。当环路锁定后，通过使用数字频率比较器603，数字频率数据流Pvco被锁定至参考频率数据流Posc。这样，数控振荡器609的输出被锁定于频率控制字FCW设定的期望频率。

如图6所示，通过利用数控振荡器来替代压控振荡器从而可以去除图4中的数字模拟转换器和低通滤波器，这样整个锁频环600可以通过全数字逻辑方式实现。这样，频率信号将不容易受到噪声和其他环境的影响。这种架构尤其适合低压、深亚微米COMS工艺，因为传统模拟振荡器的的线性范围由于低电压而变得很小，并且具有较高增益，这使模拟压控振荡器极易受到噪声和工作点漂移的影响，但是，采用数字压控振荡器就将不容易受到低电压和其他环境的因素的影响。

图7是使用锁频环和压控振荡器的双点调制架构的方框图。所述频率调制信号FM是符合锁频环输入的频率校正字FCW频率格式表示的调制信号相位差。所述调制数据FW被注入锁频环的两点用于直接频率调制。在一个注入点，利用加法器723将所述调制数据FW与FCW和AFC数字字加在一起。之后，将这个合成调制数据FCW’转换为表示输入频率控制字FCW’设定频率值的参考频率数据流Posc。

在另一个注入点，首先利用数模转换器721将所述调制信号转换成模拟信号，之后利用加法器717将所述模拟信号加入压控振荡器709的输入控制信号中。这种注入调制信号将直接调制压控振荡器的输出并导致频率数字转换器713产生的频率数据流Pvco的变化。由FM调制信号的注入引起的频率数据流Pvco和参考频率数据流Posc的变化将会在数字频率比较器701的输出上相互抵消。这样，在通过频率校正字FCW锁定信道频率及利用自动频率校正字AFC来补偿频率漂移时，所述环路滤波器703可以工作在很窄带宽上以降低输出的杂散频率和噪声。由于在所述锁频环追踪载波频率时不需宽带调制信号经过环路低通滤波器，所以该锁频环可以工作在窄环路带宽条件下，以降低输出的杂散频率。在开环状态时，利用自适应增益控制单元直接将所述宽带频率调制信号用于调制VCO。这样，可以同时获得对宽带信号的调制和低输出噪声的频率合成和调制的要求。

为了补偿压控振荡器709由于工艺、电压和温度漂移的非线性对调制信号的影响，自适应增益控制单元719用来将数字频率比较器701生成的频率误差作为输入，根据接收到的频率误差按比例缩放调制信号FM以自适应改变压控振荡器的增益，达到对压控振荡器调制线性化的要求。

图8是使用锁频环和数控振荡器的双点调制架构的方框图，它使用了以数控振荡器为基础的锁频环830。所述频率调制信号FM被注入锁频环的两点，其中一个是加法器823点，它导致参考频率数据流Posc的改变，另一个是加法器807点，它导致频率数据流Pvco的改变。频率数据流Pvco和参考频率数据流Posc的变化将会在数字频率比较器801的输出上相互抵消。

为了补偿数控振荡器增益由于工艺、电压和温度漂移的影响，在调制信号FM注入数控振荡器809的输入前，自适应增益控制单元819会根据数字频率比较器801产生的频率误差信号的大小对调制信号FM进行增益修正，以使比较器801产生的频率误差信号值最小。图8所示的锁频环可以实现全数字电路的宽带频率调制。

本发明除上述方式实现对频率的合成和调制外也可以采用其他不同的方式实现。在一个实施例中，本发明可用于实现一个集成电路或系统集成芯片的稳定的时钟频率合成。在另一个实施例中，本发明可用于调制信号频率。在另外一个实施例中，本发明可用于仪器仪表中通过手动控制合成各种不同频率的信号。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种频率合成器，其特征在于，其包括：

以来自晶体振荡器的参考频率为基础运行的锁频环；

频率校正单元，以第一参数和第二参数为基础生成数字频率校正控制字，所述第一参数是自动频率校正字和固定频率控制字的结合；

插值逻辑单元，用于生成表示温度变化补偿的第二参数；

其中，当第一参数为常数时所述锁频环生成定时时钟信号或当第一参数为表示调制信号的频率改变的二进制序列时所述锁频环生成频率调制信号。

2、如权利要求1所述的频率合成器，其特征在于，f_OUT表示所述输出时钟信号，f_R表示参考频率，FCW_new表示所述数字频率校正控制字，则有下式：

f_OUT＝K*FCW_new*f_R，

其中K表示比例系数K。

3、如权利要求2所述的频率合成器，其特征在于，通过调整比例系数K使输出时钟信号达到期望频率。

4、如权利要求3所述的频率合成器，其特征在于，所述数字频率校正控制字对参考频率的频率漂移进行补偿以至于所述输出时钟信号不受温度变化影响而保持稳定。

5、如权利要求4所述的频率合成器，其特征在于，所述固定频率控制字是由外部提供，其是表示输出时钟信号期望频率的二进制序列。

6、如权利要求5所述的频率合成器，其特征在于，根据精确的频率源确定所述自动频率校正字。

7、如权利要求6所述的频率合成器，其特征在于，所述精确的频率源是无线基站发射的时钟信息。

8、如权利要求1所述的频率合成器，其特征在于，其进一步包括：

数字温度传感器，用于感应包括所述频率合成器所在集成电路的温度在内的周围温度；

解码逻辑单元，与数字温度传感器相连接，接收并解码来自数字温度传感器的数字温度测量值；

查找表，用于存储频率校正信号和温度的对应关系，并驱动插值逻辑单元调整第二参数。

9、如权利要求1所述的频率合成器，其特征在于，所述锁频环包括：

数字相位累加器，从所述频率校正单元接收数字频率校正控制字，其中所述时钟信号或频率调制信号的频率精度是由数字相位累加器的字长和参考频率决定；

数字频率比较器，比较数字相位累加器的输出和包括分频器与频率数字转换器的反馈回路的输出；

数字回路滤波器，与数字频率比较器相连接，用于对数字频率比较器输出的误差信号进行滤波，其中所述数字回路滤波器提供环路带宽和锁定调节时间的控制；

数字模拟转换器，与数字回路滤波器相连接，接收数字回路滤波器的输出以生成模拟信号；

低通滤波器，用于对所述模拟信号进行滤波，所述模拟信号进一步控制了压控振荡器的输入电压，其中在压控振荡器的输出锁定于期望频率时所述锁频环进入锁定状态。

10、如权利要求9所述的频率合成器，其特征在于，所述锁频环进一步包括：

直接频率数字转换器，用于利用参考频率将压控振荡器的输出信号直接转换成数字频率数据流。

11、如权利要求9所述的频率合成器，其特征在于，所述锁频环进一步包括：

直接频率数字转换器，用于利用压控振荡器的输出信号对参考频率进行采样从而直接将压控振荡器的输出信号转换为数字频率数据流。

12、如权利要求11所述的频率合成器，其特征在于，所述锁频环进一步包括：

用于对压控振荡器的输出进行分频以获得所述时钟信号的分频器。

13、如权利要求8所述的频率合成器，其特征在于，所述锁频环包括：

数字相位累加器，从所述频率校正单元接收数字频率校正控制字并生成参考频率数据流，其中所述时钟信号或频率调制信号的频率精度是由数字相位累加器的字长和参考频率决定；

数控振荡器增益控制电路，以数字回路滤波器的输出为基础生成用于控制数控振荡器的加权开关二进制电容阵列的数字控制信号，其中所述数控振荡器增益控制单元用于消除工艺、电压和温度对相位和频率的影响；和

数字控制振荡器，生成无线频率信号，所述无线频率信号被转换为中频信号，频率数字转换器进一步将所述中频信号转换成数字频率数据流，其中在数字频率数据流锁定于参考频率数据流时所述锁频环进入锁定状态。

14、如权利要求13所述的频率合成器，其特征在于，加权开关二进制电容阵列根据数字控制信号的控制可切换至高电容模式或低电容模式。

15、如权利要求14所述的频率合成器，其特征在于，通过改变使用delta-sigma调制的数字控制信号的位数可获得时钟信号或频率调制信号的高分辨率。