CN102611444A - 用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构采用的是40MHz的晶振频率作为鉴频鉴相器PFD的参考频率，分频比通过一个除64至127多模分频器来控制，多模分频器的分频比由26+25P5+24P4+23P3+22P2+2P1+P0决定，通过改变P0至P5的高低电平能够实现64至127之间的所有整数分频。利用本发明，设计出了适用于中国的60GHz频谱规划的频率综合器结构，使该频率综合器可用于直接变频的收发机。
Description
技术领域
本发明涉及高速短距离无线通信系统技术领域，尤其涉及一种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，应用于WPAN(Wireless Personal Area Network)中的60GHz高速短距离无线通信系统，是60GHz无线射频收发机中的重要电路模块。
背景技术
60GHz无线通信的优点是能够实现高达Gbps量级的传输速率，该技术将成为超高速无线个域网的主流技术。目前NEC、三星、松下和LG等消费类电子厂商共同成立了WirelessHD联盟来推动60GHz技术在无压缩高清视频传输中的应用，可见其巨大的市场潜力。目前国际上60GHz技术成为了学术界和工业界关注的焦点，国际固态电路会议(InternationalSolid State Circuits Conference)每年开设专题收集60GHz技术相关的论文，60GHz毫米波电路设计、测试等诸多方面的难点受到广泛关注。
目前中国已经开放了59至64GHz频段作为60GHz技术使用频段，但是由于技术难度较大，针对该频段的应用研究刚刚起步，还没有实现可用于直接变频的收发机且适用于中国的60GHz频谱规划的频率综合器结构。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，以设计出适用于中国的60GHz频谱规划的频率综合器结构，使该频率综合器可用于直接变频的收发机。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构采用的是40MHz的晶振频率作为鉴频鉴相器PFD的参考频率，分频比通过一个除64至127多模分频器来控制，多模分频器的分频比由26+25P5+24P4+23P3+22P2+2P1+P0决定，通过改变P0至P5的高低电平能够实现64至127之间的所有整数分频，其中P0至P5分别为cell1至cell6的控制电平，控制电平为高时为1，控制电平为低是为0。
上述方案中，所述基于整数分频的锁相环结构包含依次连接成环路的鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP、低通滤波器LPF、正交压控振荡器QVCO、除4分频器、除27分频器和除111/112/113/115/116/117多模分频器。
上述方案中，所述除111/112/113/115/116/117多模分频器由6级级连的除2或除3多模分频器结构级连而成，通过改变P0至P5的高低电平产生64至127之间的所有整数分频。
上述方案中，所述通过改变P0至P5的高低电平产生64至127之间的所有整数分频，是通过改变所述除111/112/113/115/116/117多模分频器的分频比，产生以下用于60GHz的本振信号：59.94GHz、60.48GHz、61.02GHz、62.1GHz、62.64GHz和63.18GHz。
上述方案中，当改变所述除111/112/113/115/116/117多模分频器的分频比时，由于输入参考频率不变导致VCO输出不同频率的60GHz本振信号，在该多模分频器中实现以下频点的本振信号：59.94GHz、60.48GHz、61.02GHz、62.1GHz、62.64GHz和63.18GHz。
上述方案中，通过n级级连的除2或除3分频器结构能够实现2n至2n+1-1之间的所有整数分频，在该结构中取n＝6则实现64至127之间所有整数分频，从而产生所述除111/112/113/115/116/117多模分频器。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1、利用本发明，由于产生了中国频谱规划的59-64GHz内的6个频点的本振信号，所以设计出了适用于中国的60GHz频谱规划的频率综合器结构，使该频率综合器可用于直接变频的收发机。
2、利用本发明，由于采用了常用的40MHz晶振，用整数分频结构的锁相环结构，所以降低了频率合成器的成本和实现难度。
附图说明
图1是本发明提供的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的这种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构采用的是40MHz的晶振频率，晶振频率经过除8后产生5MHz频率作为鉴频鉴相器PFD的参考频率，分频比通过一个除64至127多模分频器来控制，多模分频器的分频比由26+25P5+24P4+23P3+22P2+2P1+P0决定，通过改变P0至P5的高低电平可以实现64至127之间的所有整数分频，其中P0至P5分别为cell1至cell6的控制电平，控制电平为高时为1，控制电平为低是为0。
如图1所示，图1是本发明提供的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器的结构示意图，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构包含依次连接成环路的鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP、低通滤波器LPF、正交压控振荡器QVCO、除4分频器、除27分频器和除111/112/113/115/116/117多模分频器，其中所述除111/112/113/115/116/117多模分频器由6级级连的除2或除3结构级连而成。所述除111/112/113/115/116/117多模分频器的分频比由26+25P5+24P4+23P3+22P2+2P1+P0决定，通过改变P0至P5的高低电平可以实现64至127之间的所有整数分频。以下各个频点分别由下面的分频比来实现：
59.94GHz＝4×27×111×5M P5＝1 P4＝0 P3＝1 P2＝1 P1＝1 P0＝1
60.48GHz＝4×27×112×5M P5＝1 P4＝1 P3＝0 P2＝0 P1＝0 P0＝0
61.02GHz＝4×27×113×5M P5＝1 P4＝1 P3＝0 P2＝0 P1＝0 P0＝1
62.1GHz＝4×27×115×5M P5＝1 P4＝1 P3＝0 P2＝0 P1＝1 P0＝1
62.64GHz＝4×27×116×5M P5＝1 P4＝1 P3＝0 P2＝1 P1＝0 P0＝0
63.18GHz＝4×27×117×5M P5＝1 P4＝1 P3＝0 P2＝1 P1＝0 P0＝1
由此可见通过改变多模分频器的分频比可以产生60GHz的六个本振频率：29.97GHz、30.24GHz、30.51GHz、31.05GHz、31.32GHz和31.59GHz。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，该频率综合器采用基于整数分频的锁相环结构，该基于整数分频的锁相环结构采用的是40MHz的晶振频率作为鉴频鉴相器PFD的参考频率，分频比通过一个除64至127多模分频器来控制，多模分频器的分频比由26+25P5+24P4+23P3+22P2+2P1+P0决定，通过改变P0至P5的高低电平能够实现64至127之间的所有整数分频，其中P0至P5分别为cell1至cell6的控制电平，控制电平为高时为1，控制电平为低是为0。
2.根据权利要求1所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，所述基于整数分频的锁相环结构包含依次连接成环路的鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP、低通滤波器LPF、正交压控振荡器QVCO、除4分频器、除27分频器和除111/112/113/115/116/117多模分频器。
3.根据权利要求2所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，所述除111/112/113/115/116/117多模分频器由6级级连的除2或除3多模分频器结构级连而成，通过改变P0至P5的高低电平产生64至127之间的所有整数分频。
4.根据权利要求3所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，所述通过改变P0至P5的高低电平产生64至127之间的所有整数分频，是通过改变所述除111/112/113/115/116/117多模分频器的分频比，产生以下用于60GHz的本振信号：59.94GHz、60.48GHz、61.02GHz、62.1GHz、62.64GHz和63.18GHz。
5.根据权利要求4所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，当改变所述除111/112/113/115/116/117多模分频器的分频比时，由于输入参考频率不变导致VCO输出不同频率的60GHz本振信号，在该多模分频器中实现以下频点的本振信号：59.94GHz、60.48GHz、61.02GHz、62.1GHz、62.64GHz和63.18GHz。
6.根据权利要求1所述的用于60GHz无线通信的直接变频结构40MHz晶振频率综合器，其特征在于，通过n级级连的除2或除3分频器结构能够实现2n至2n+1-1之间的所有整数分频，在该结构中取n＝6则实现64至127之间所有整数分频，从而产生所述除111/112/113/115/116/117多模分频器。
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| CN104579329A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-29 | 中国科学院微电子研究所 | 一种晶振频率综合器 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101662282A (zh) * | 2008-08-27 | 2010-03-03 | 中国科学院微电子研究所 | 一种用于ofdm uwb的频率综合器 |
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