DE10132799A1 - Phase-locked loop e.g. for channel selection in transmitter or receiver, incorporates compensation of non-linearity of controlled oscillator tuning characteristic - Google Patents

Phase-locked loop e.g. for channel selection in transmitter or receiver, incorporates compensation of non-linearity of controlled oscillator tuning characteristic

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Abstract

The phase-locked loop has an oscillator (1) providing an output signal frequency dependent on a supplied tuning signal (B), a phase comparator (3) comparing the oscillator output (A) with a reference frequency (E) and a control circuit (4,5), receiving the phase comparator output for providing the tuning signal. The latter is supplied via an analogue/digital converter (7,8) to a reference signal generator (11-17), for controlling a charge pump (4) of the control circuit, for compensating the non-linearity of the oscillator tuning characteristic.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasenregelschleife.The present invention relates to a phase locked loop.

Phasenregelschleifen, welche in integrierten Schaltkreisen implementiert sind, weisen üblicherweise spannungsgesteuerte Oszillatoren auf, welche eine nicht-lineare Abstimmkennlinie haben. Die Nichtlinearität ist bedingt durch Einschränkungen der Fertigungsprozesse und der verwendeten Schaltungstechnik. Um die Stabilität des Regelkreises aufrecht zu erhalten, er­ zwingt diese Nicht-Linearität, die Regelschleife so zu dimen­ sionieren, daß sie verhältnismäßig langsam einschwingt.Phase locked loops, which are in integrated circuits are implemented, usually have voltage-controlled Oscillators, which have a non-linear tuning characteristic to have. The non-linearity is due to restrictions the manufacturing processes and the circuit technology used. To maintain the stability of the control loop, he This non-linearity forces the control loop to be dimensioned in this way sion that it settles relatively slowly.

Ein schnelles Einschwingen ist jedoch in Hochfrequenz-Sende- und Empfangsanordnungen von Bedeutung, da zur Kanalwahl be­ ziehungsweise zur Umschaltung zwischen zwei Kanälen in Sender und Empfänger je zumindest ein Phasenregelkreis auf eine neue Frequenz einschwingen muß. Da beispielsweise im Mobilfunk verwendete Vielfachzugriffsverfahren ein sehr häufiges und sehr schnelles Kanalwechseln im Sende- und Empfangsbetrieb erfordern, ist ein schnelles Einschwingen der Regelschleife gefordert.A fast settling is however in high-frequency transmission and receiving arrangements of importance, since be for channel selection or to switch between two channels in transmitters and receivers each have at least one phase locked loop on a new one Frequency must settle. Because, for example, in mobile communications multiple access methods used a very common and very quick channel change in transmit and receive mode requires a fast settling of the control loop required.

Die beschriebene hohe Linearität kann bisher lediglich durch externe VCO(Voltage Controlled Oscillator)-Module, die nicht in der Phasenregelschleife mit integriert werden, erzielt werden.The high linearity described so far can only be achieved by external VCO (Voltage Controlled Oscillator) modules that are not integrated in the phase locked loop become.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Phasenregel­ schleife anzugeben, welche vollständig in einem integrierten Schaltkreis integrierbar ist und zugleich eine hohe Lineari­ tät aufweist.The object of the present invention is a phase rule loop to indicate which is fully integrated in one Circuit can be integrated and at the same time a high lineari act.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Phasenregelschlei­ fe gelöst, aufweisend
According to the invention the object is achieved with a phase-locked loop comprising

  • - einen gesteuerten Oszillator, der an einem Ausgang ein Aus­ gangssignal mit einer Frequenz in Abhängigkeit von einem an einem Eingang des Oszillators anliegenden Abstimmsignal be­ reitstellt,- A controlled oscillator that has an output at an output input signal with a frequency depending on one an input of the oscillator applied tuning signal be riding up,
  • - einen Vergleicher, mit einem ersten Eingang, der mit dem Ausgang des Oszillators gekoppelt ist und mit einem zweiten Eingang, dem ein Signal mit einer Bezugsfrequenz zuführbar ist,- a comparator with a first input connected to the Output of the oscillator is coupled and with a second Input to which a signal with a reference frequency can be fed is
  • - eine Steuerschaltung, die an einem Ausgang des Vergleichers angeschlossen ist und an ihrem Ausgang in Abhängigkeit von einer Phasenabweichung zwischen dem Signal mit der Bezugs­ frequenz und dem Ausgangssignal des Oszillators das Ab­ stimmsignal bereitstellt, und die zu ihrer Ansteuerung ei­ nen Referenzsignaleingang aufweist,- A control circuit connected to an output of the comparator is connected and at its output depending on a phase deviation between the signal with the reference frequency and the output signal of the oscillator Provides voice signal, and the egg for their control has a reference signal input,
  • - einen Analog/Digital-Wandler mit einem Eingang, der zur Zu­ führung des Abstimmsignals mit dem Ausgang der Steuerschal­ tung gekoppelt ist, und mit einem Ausgang und- An analog / digital converter with an input to the Zu guidance of the tuning signal with the output of the control scarf tion is coupled, and with an output and
  • - einem Referenzsignalgenerator, der eingangsseitig mit dem Ausgang des Analog/Digital-Wandlers gekoppelt ist und der an seinem Ausgang, der mit dem Referenzsignaleingang der Steuerschaltung gekoppelt ist, in Abhängigkeit von der Ab­ stimmspannung ein Referenzsignal bereitstellt.- A reference signal generator, the input side with the Output of the analog / digital converter is coupled and the at its output, which is connected to the reference signal input of the Control circuit is coupled, depending on the Ab provides a reference signal.

Mittels des beschriebenen Analog/Digital-Wandlers, der das Abstimmsignal der Phasenregelschleife auswertet, wird dieses Abstimmsignal in diskrete Wertebereiche unterteilt und im nachgeschaltetem Referenzsignalgenerator wird jedem dieser Wertebereiche ein Wert des Referenzsignals zugeordnet.Using the described analog / digital converter, which Tuning signal of the phase locked loop evaluates this Tuning signal divided into discrete value ranges and in downstream reference signal generator is each of these A value of the reference signal is assigned to value ranges.

Die beschriebene Kompensation beruht auf der Vorhersagbarkeit der Abstimmkennlinie, insbesondere deren nichtlinearer Eigen­ schaften, welche in integrierter Schaltungstechnik möglich ist.The compensation described is based on predictability the tuning characteristic, especially its nonlinear characteristic which are possible in integrated circuit technology is.

Eine Nicht-Linearität der Regelstrecke, beispielsweise der Abstimmkennlinie, das heißt der Steilheit des Oszillators, wird dadurch vorkompensiert. A non-linearity of the controlled system, for example the Tuning characteristic, i.e. the slope of the oscillator, is precompensated.  

Das beschriebene Prinzip ermöglich ein schnelles Einschwingen bei hoher Stabilität der Regelung und bei guten Lineari­ tätseigenschaften der Regelstrecke.The principle described enables rapid settling with high stability of the control and with good lineari properties of the controlled system.

Die Vorgabe der gewünschten Ausgangsfrequenz der Regelschlei­ fe erfolgt üblicherweise durch eine Frequenzteiler, der ein einstellbares Tellerverhältnis aufweist und zwischen Ausgang des Oszillators und ersten Eingang des Vergleichers, der die Phasenlagen der Eingangssignale vergleicht, geschaltet ist.The specification of the desired output frequency of the control loop fe is usually done by a frequency divider, the one adjustable plate ratio and between output of the oscillator and first input of the comparator, which is the Phase positions of the input signals compared, is switched.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung weist der Analog/Digital-Wandler einen Steuereingang auf zu seiner Aktivierung während eines Einschwingvorgangs der Phasenregelschleife.In a preferred embodiment of the present invention The analog / digital converter has a control input for its activation during a transient process of the Phase-locked loop.

Nach einem Umschalten des Teilerverhältnisses oder einer Ver­ änderung der Frequenz des Bezugssignals, beispielsweise bei einem Kanalwechsel in einem Sender oder Empfänger, schwingt die Phasenregelschleife auf eine neue Frequenz ein. Während dieser Einschwingzeit wird der Analog/Digital-Wandler für ei­ ne begrenzte Zeitspanne aktiviert. Nach einer vorgebbaren Zeit, nach der sich das Abstimmsignal nur noch geringfügig innerhalb einer festlegbaren Zeitspanne ändert, das heißt, daß die Regelschleife vollständig oder nahezu vollständig eingeschwungen ist, wird der Analog/Digital-Wandler wieder deaktiviert. Hierdurch ist der Kalibriervorgang beendet. Ein frequenzstörender Einfluß des Analog/Digital-Wandlers auf das Abstimmsignal selbst ist demnach ausgeschlossen, da der Ana­ log/Digital-Wandler nach Beendigung des Einschwingvorgangs abgeschaltet wird. Für den beschriebenen Abgleich, das heißt die Kompensation von Nicht-Linearitäten insbesondere im Os­ zillator, sind keine zusätzlichen Abgleichzeiten erforder­ lich, da der beschriebene Abgleich in dem ohnehin erforderli­ chen Einschwingvorgang erst miterfolgen kann. Die Linearisie­ rung der Regelstrecke führt vielmehr zu einer höheren Stabi­ lität und der Möglichkeit eines schnelleren Einschwingens auf eine neue Frequenz.After switching the divider ratio or ver Change in the frequency of the reference signal, for example at a channel change in a transmitter or receiver the phase locked loop to a new frequency. While this settling time is the analog / digital converter for egg ne limited time activated. After a definable Time after which the tuning signal changes only slightly changes within a definable period of time, that is, that the control loop is complete or almost complete has settled, the analog / digital converter is again disabled. This ends the calibration process. On frequency-disturbing influence of the analog / digital converter on the Voting signal itself is therefore excluded, since the Ana log / digital converter after completion of the transient process is switched off. For the comparison described, that is the compensation of non-linearities especially in the os zillator, no additional adjustment times are required Lich, since the comparison described in the anyway required Chen settling process can only take place. The linearisie Rather, the controlled system leads to a higher stabilization  and the ability to settle faster a new frequency.

Aufgrund der Wertdiskretisierung des Abstimmsignals im A/D- Wandler erfolgt die kompensierende Rückkopplung zwar wertdis­ kret, aber bevorzugt zeitkontinuierlich in einem begrenzten Zeitintervall jeweils während eines Einschwingens der PLL auf eine neue Frequenz.Due to the discretization of the value of the tuning signal in the A / D The compensating feedback is carried out by the value converter Cretan, but preferably continuously in a limited time Time interval during a settling of the PLL a new frequency.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Speicher mit dem Ausgang des Analog/Digital-Wandlers gekoppelt zum Speichern des wertdiskreten Abstimmsignals. Um nach einem Einschwingen der Phasenregelschleife auf eine neue Frequenz die vom Abstimmsignal abhängige Kompensation, das heißt den Wert des Referenzsignals zu speichern, kann der be­ schriebene Speicher zusätzlich mit der Steuerschaltung gekop­ pelt sein. Hierdurch kann nach Beendigen eines Einschwingvor­ gangs bis zum Beginn des nächsten Einschwingvorgangs das er­ mittelte Abgleichwort gespeichert werden.In a further preferred embodiment of the invention is a memory with the output of the analog / digital converter coupled to store the discrete-value tuning signal. Around after the phase locked loop has settled to a new one Frequency the compensation dependent on the tuning signal, the means to save the value of the reference signal, the be Written memory additionally coupled with the control circuit be pelt. As a result, after a transient has ended until the start of the next transient process averaged match word can be saved.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung hat der Oszillator einen umschaltbaren Fre­ quenzbereich und der Referenzsignalgenerator hat einen weite­ ren Eingang zur Bereitstellung des Referenzsignals in Abhän­ gigkeit vom eingestellten Frequenzbereich.In a further, preferred embodiment of the present the invention, the oscillator has a switchable Fre frequency range and the reference signal generator has a wide range Ren input for providing the reference signal in depend frequency range.

Da ein Umschalten des Frequenzbereichs des Oszillators, bei­ spielsweise durch Zu- oder Abschalten zusätzlicher, die Schwingkreisfrequenz des Oszillators bestimmender Elemente wie Festwertkapazitäten üblicherweise in integrierter Schal­ tungstechnik auch zu einer Veränderung der Steilheit des Os­ zillators führt, das heißt zu einer veränderten Steigung der Abstimmkennlinie desselben, kann das beschriebene Prinzip vorteilhafterweise auch auf die Kompensation dieser veränder­ ten Steilheit mit angewendet werden. Hierfür weist der Refe­ renzsignalgenerator den weiteren Eingang auf, dem die Infor­ mation, welcher Frequenzbereich im Oszillator aktuell einge­ stellt ist, zugeführt werden kann. Das Referenzsignal zur Kompensation von Nicht-Linearitäten der Abstimmkennlinie hängt demnach einerseits vom gerade vorhandenen Abstimmsignal und andererseits vom gewählten Frequenzbereich, der in festen Schritten veränderbar ist, ab.Since switching the frequency range of the oscillator, at for example by switching additional ones on or off Resonant circuit frequency of the oscillator determining elements like fixed value capacities usually in an integrated scarf technique also changes the slope of the Os zillators leads to a changed slope of the Tuning characteristic of the same, the principle described advantageously also to compensate for this change steepness can also be used. The Refe renzsignalgenerator the further input to which the Infor mation, which frequency range is currently set in the oscillator  is, can be fed. The reference signal for Compensation of non-linearities of the tuning characteristic depends on the one hand on the currently available tuning signal and on the other hand from the selected frequency range, which in fixed Steps can be changed.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ist ein Pufferverstärker zwischen Steuerschal­ tung und Analog/Digital-Wandler geschaltet.In a further, preferred embodiment of the present the invention is a buffer amplifier between control scarf device and analog / digital converter switched.

Dieser Pufferverstärker weist bevorzugt ebenfalls einen Steu­ ereingang auf, zu seiner Aktivierung während eines Ein­ schwingvorgangs der Phasenregelschleife.This buffer amplifier preferably also has a control input to activate it during an on oscillation of the phase locked loop.

Das Einfügen eines abschaltbaren Pufferverstärkers hat den Vorteil einer hohen Rückwärtsisolation. Der Pufferverstärker selbst weist einen hohen Eingangswiderstand auf, der mög­ lichst geringe Rückwirkungen auf das üblicherweise empfindli­ che Abstimmsignal hat. Beispielsweise bei Ausbildung des Os­ zillators als spannungsgesteuerter Oszillator ist das Ab­ stimmsignal eine Abstimmspannung, welche eine sehr präzise und empfindliche Spannung ist. Der Rückwirkungsfreiheit be­ ziehungsweise der Rückwärtsisolation der vorliegenden, zu­ sätzlichen Signalverarbeitung des Abstimmsignals kommt dem­ nach eine hohe Bedeutung zu.The insertion of a buffer amplifier that can be switched off has the Advantage of high reverse insulation. The buffer amplifier itself has a high input resistance, which is possible minimal repercussions on the usually sensitive che tuning signal. For example, when training the Os zillators as a voltage-controlled oscillator is the Ab tuning signal a tuning voltage which is a very precise and is sensitive tension. The freedom from interference or the backward isolation of the present additional signal processing of the tuning signal comes to that after a high importance.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung weist der Analog/Digital-Wandler einen oder mehrere, parallel geschaltete Komparatoren auf.In a further, preferred embodiment of the present According to the invention, the analog / digital converter has one or several comparators connected in parallel.

Die Ausführung des A/D-Wandlers mit Komparatoren, denen an einem weiteren Eingang jeweils ein Referenzsignal zuführbar ist, welches beispielsweise durch einen Spannungsteiler mit äquidistanten Abständen gewonnen werden kann, ist in einfa­ cher Weise integrierbar. Selbstverständlich können aber auch andere bekannte Verfahren der A/D-Wandlung eingesetzt werden. The execution of the A / D converter with comparators to which a reference signal can be fed to a further input which, for example, by a voltage divider equidistant distances can be obtained is in simple integrable. Of course you can too other known methods of A / D conversion can be used.  

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ist zum Speichern der digitalisierten Abstimm­ spannung je ein D-Flip-Flop an je einen Ausgang je eines Kom­ parators angeschlossen.In a further, preferred embodiment of the present the invention is for storing the digitized vote voltage one D flip-flop each to one output each one comm parators connected.

Die beschriebenen D-Flip-Flop ermöglichen in einfacher Weise ein Zwischenspeichern des ermittelten Abgleichwortes, welches der digitalisierten Abstimmspannung entspricht, von einem Ab­ gleichvorgang bis zum nächsten, um sicherzustellen, daß das der Steuerschaltung zuzuführende Referenzsignal bis zum näch­ sten Einschwingvorgang der Regelschleife konstant bleibt.The D flip-flop described enable in a simple manner caching the determined matching word, which corresponds to the digitized tuning voltage, from an Ab same thing until the next one to make sure that the the reference signal to be supplied to the control circuit until next Most transient response of the control loop remains constant.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ist zum Einstellen der Frequenz des Ausgangs­ signals des Oszillators ein Frequenzteiler mit einstellbarem Teilerverhältnis vorgesehen, der den Ausgang des Oszillators mit dem ersten Eingang des Vergleichers koppelt.In a further, preferred embodiment of the present the invention is for adjusting the frequency of the output signals of the oscillator a frequency divider with adjustable Divider ratio provided the output of the oscillator couples to the first input of the comparator.

Mit dem Frequenzteiler ist beispielsweise bei Anwendung der Phasenregelschleife zur Erzeugung eines Lokaloszillatorsi­ gnals in Mobilfunk-Sendern oder -Empfängern ein Ändern dieser Lokaloszillatorfrequenz und damit ein Kanalwechsel möglich.With the frequency divider is, for example, when using the Phase locked loop to generate a local oscillator changes in mobile radio transmitters or receivers Local oscillator frequency and thus a channel change possible.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung umfaßt die Steuerschaltung eine Ladungspumpen­ schaltung, der zu ihrer Ansteuerung des Referenzsignals zu­ führbar ist, mit nachgeschaltetem Schleifenfilter.In a further, preferred embodiment of the present the invention comprises the control circuit of a charge pump circuit that to control the reference signal is feasible, with a downstream loop filter.

Das Schleifenfilter stellt dabei eine Abstimmspannung bereit, welche sich in Abhängigkeit einer von der Ladungspumpenschal­ tung gelieferten elektrischen Ladungsmenge ergibt. Ladungs­ pumpenschaltungen benötigen zu ihrer Funktionsweise üblicher­ weise einen Referenzstrom, der gemäß vorliegendem Prinzip nicht konstant ist, sondern durch die kompensatorische Rege­ lung beeinflußt. The loop filter provides a tuning voltage which varies depending on the charge pump scarf delivered electrical charge quantity results. charge Pump circuits need more common to function have a reference current according to the present principle is not constant, but due to the compensatory rain lung influenced.  

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ist im Referenzsignalgenerator eine Abgleichta­ belle abgelegt, die zum Abgleich von Nicht-Linearitäten der Abstimmkennlinie des Oszillators jeweils Intervallen des Ab­ stimmsignals je einen Wert des Referenzsignals zugeordnet.In a further, preferred embodiment of the present the invention is in the reference signal generator an alignment ta belle filed for the comparison of non-linearities of the Tuning characteristic of the oscillator in each case intervals of the Ab each assigned a value of the reference signal.

Die Kompensationswerte für die Nicht-Linearität können entwe­ der in einem Speicher abgelegt sein oder beispielsweise mit einem Mikroprozessor eingelesen werden. Die Abgleichtabelle kann in einer analogen Schaltungsrealisierung oder in einem digitalen Speicher abgelegt sein. Der Abgleich kann auch bei­ spielsweise dadurch erfolgen, daß der digitalisierte Wert des Abstimmsignals direkt an die Ladungspumpenschaltung weiterge­ geben wird und erst dort die Umsetzung des digitalen Wertes in einen Referenzstrom der Ladungspumpenschaltung erfolgt.The compensation values for the non-linearity can be either which are stored in a memory or, for example, with be read into a microprocessor. The comparison table can be in an analog circuit implementation or in a digital storage. The adjustment can also be done with for example, that the digitized value of Tuning signal passed directly to the charge pump circuit and there the implementation of the digital value into a reference current of the charge pump circuit.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Un­ teransprüche.Further details of the invention are the subject of Un subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein beispielhaftes Blockschaltbild einer Phasenre­ gelschleife mit Kompensation von Nichtlinearitäten, Fig. 1 is an exemplary block diagram of a Phasenre gelschleife with compensation of non-linearities,

Fig. 2 die Abstimmkennlinie eines spannungsgesteuerten Os­ zillators gemäß Schaltbild von Fig. 1, Fig. 2, the tuning characteristics of a voltage controlled Os zillators according to diagram of Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm der Steigung der Abstimmkennlinie von Fig. 2, Fig. 3 is a graph of the slope of the tuning characteristic of Fig. 2,

Fig. 4 die Verstärkung der offenen Schleife zum einen ohne und zum anderen mit Kompensation bei der Regel­ schleife gemäß Fig. 1, Fig. 4, the open loop gain of the one without and the other with compensation in the control loop of FIG. 1,

Fig. 5 das Referenzsignal gemäß Fig. 1 zur Steuerung der Ladungspumpenschaltung, zum einen mit und zum ande­ ren ohne Kompensation. Fig. 5, the reference signal shown in FIG. 1 for controlling the charge pump circuit on the one hand and with walls ren without compensation.

Fig. 1 zeigt eine Phasenregelschleife mit einem spannungsge­ steuerten Oszillator 1, der an einem Ausgang ein Ausgangs­ signal A mit einer Frequenz bereitstellt, welche von einer eingangsseitig am spannungsgesteuerten Oszillator, VCO, Vol­ tage Controlled Oscillator, anliegenden Abstimmspannung B ab­ hängt. Ausgangsseitig am spannungsgesteuerten Oszillator 1 ist ein Frequenzteiler 2 angeschlossen, welcher die Frequenz des Ausgangssignals A herunterteilt und das Signal mit der heruntergeteilten Frequenz an einem ersten Eingang eines Pha­ sendetektors 3 zuführt. Hierzu ist der Frequenzteiler 2 mit seinem Eingang an den Ausgang des VCO 1 und mit seinem Aus­ gang an den ersten Eingang des Phasendetektors 3 angeschlos­ sen. Einem weiteren Eingang des Phasendetektors 3 ist ein Si­ gnal mit einer Bezugsfrequenz E zuführbar, dessen Phasenlage im Phasendetektor mit der Phasenlage des heruntergeteilten Ausgangssignals A verglichen wird. In Abhängigkeit von dieser Phasenabweichung steuert der Phasendetektor 3 eine an seinem Ausgang angeschlossene Ladungspumpenschaltung 4 an, der ein Schleifenfilter 5 nachgeschaltet ist. Das Schleifenfilter 5 integriert den von der Ladungspumpenschaltung 4 abgegebenen Strom zur den Oszillator 1 ansteuernden Abstimmspannung B. Der Ausgang des Schleifenfilters 5 ist hierfür mit dem Ab­ stimmeingang des Oszillators 1 verbunden. Fig. 1 shows a phase-locked loop with a voltage-controlled oscillator 1 , which provides an output signal A at an output with a frequency which depends on an input side of the voltage-controlled oscillator, VCO, vol day-controlled oscillator, tuning voltage B applied. On the output side of the voltage-controlled oscillator 1 , a frequency divider 2 is connected, which divides the frequency of the output signal A and supplies the signal with the divided frequency to a first input of a Pha transmitter 3 . For this purpose, the frequency divider 2 with its input to the output of the VCO 1 and with its output to the first input of the phase detector 3 is ruled out. Another input of the phase detector 3 is a signal can be fed with a reference frequency E, the phase position of which is compared in the phase detector with the phase position of the divided output signal A. Depending on this phase deviation, the phase detector 3 controls a charge pump circuit 4 connected to its output, which is followed by a loop filter 5 . The loop filter 5 integrates the current emitted by the charge pump circuit 4 to the tuning voltage B which drives the oscillator 1. The output of the loop filter 5 is connected to the tuning input of the oscillator 1 .

Die Phasenregelschleife wie oben beschrieben ist zur Kompen­ sation von Nicht-Linearitäten im spannungsgesteuerten Oszil­ lator, insbesondere der üblicherweise vorhandenen nicht­ linearen Abstimmkennlinie wie nachfolgend beschrieben um eine Kompensationsschaltung zur Bereitstellung einer Vorkompensa­ tion dieser Nichtlinearität ergänzt.The phase locked loop as described above is for compensation sation of non-linearities in voltage-controlled Oszil lator, especially not usually available linear tuning characteristic as described below by one Compensation circuit to provide a pre-compensation tion of this non-linearity added.

Ein Pufferverstärker 6 ist mit seinem Eingang an den Ausgang des Schleifenfilters 5 zur Übermittlung der Abstimmspannung B angeschlossen. Der Ausgang des Pufferverstärkers 6 ist mit je einem Eingang einer Vielzahl von Komparatoren 7 verbunden. Je ein weiterer Eingang der Komparatoren ist über einen Wider­ standsteiler, aufgebaut aus einer Serienschaltung von Wider­ ständen 8, an eine Versorgungsspannungsquelle 9 angeschlos­ sen. Hierdurch ist in einfacher Weise eine Analog/Digital- Wandlung in einem Parallelverfahren angegeben. Die Serien­ schaltung aus den Widerständen 8 unterteilt die Versorgungs­ spannung, die von der Quelle 9 bereitgestellt wird, in bei­ spielsweise äquidistante Spannungsintervalle.A buffer amplifier 6 has its input connected to the output of the loop filter 5 for transmitting the tuning voltage B. The output of the buffer amplifier 6 is connected to an input of a plurality of comparators 7 . Each additional input of the comparators is via a counter-divider, constructed from a series circuit of resistors 8 , connected to a supply voltage source 9 . As a result, an analog / digital conversion is specified in a parallel process in a simple manner. The series circuit from the resistors 8 divides the supply voltage, which is provided by the source 9 , for example in equidistant voltage intervals.

Während einer Einschwingphase der Phasenregelschleife auf ei­ ne neue Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals A, beispielswei­ se durch Verändern des Frequenzteilerverhältnisses des Tei­ lers 2, werden der Pufferverstärker 6 sowie der Analog/Digi­ tal-Wandler 7, 8 mit einem Aktiviersignal F eingeschaltet, zur Bereitstellung einer zeitkontinuierlichen kompensatori­ schen Regelung. Nach Ende des Einschwingvorgangs werden Puf­ ferverstärker 6 und Komparatoren 7, welche den Ana­ log/Digital-Wandler bilden, wieder abgeschaltet. Das Akti­ viersignal F ist dabei für eine Zeitdauer an Steuereingängen des Pufferverstärkers 6 und der Komparatoren 7 anliegend, die entweder durch ein fest vorgebbares Zeitintervall, oder durch Auswerten der Abstimmspannung B so lange, bis in einem vor­ gebbaren Zeitintervall lediglich eine Änderung unterhalb ei­ ner einstellbaren Schwelle vorliegt, einzustellen.During a transient phase of the phase-locked loop to a new output frequency of the output signal A, for example by changing the frequency divider ratio of the divider 2 , the buffer amplifier 6 and the analog / digital converter 7 , 8 are switched on with an activation signal F, in order to provide a continuous time compensatory regulation. At the end of the transient process, buffer amplifiers 6 and comparators 7 , which form the analogue / digital converter, are switched off again. The acti viersignal F is present for a period of time at the control inputs of the buffer amplifier 6 and the comparators 7 , either by a predeterminable time interval or by evaluating the tuning voltage B until a change below a settable time interval is only available Threshold is to be set.

Zur Speicherung des wertdiskreten, am Ausgang der Komparato­ ren 7 bereitgestellten und von der Abstimmspannung abgeleite­ ten Abstimmsignals, ist an je einen Ausgang je eines Kompara­ tors 7 je ein zustandsgesteuertes D-Flip-Flop 10 mit seinem D-Eingang angeschlossen. Das Aktiviersignal F ist jeweils den Takteingängen C der D-Flip-Flops 10 zuführbar. Die Ausgänge Q der D-Flip-Flops 10 sind mit je einem Transistorschalter 11 an dessen Steuereingang verbunden. Die Transistorschalter bilden ein schaltbares Widerstandsnetzwerk in einem Referenz­ signalgenerator zur Bereitstellung eines Referenzstroms zur Ansteuerung der Ladungspumpenschaltung 4. Mit je einem Lastanschluß sind die Transistorschalter 11 hierfür miteinan­ der und mit der Versorgungsspannungsquelle 9 verbunden. Über Widerstände 12, welche je nach zu implementierender Abgleich­ tabelle gleiche oder verschiedene Widerstandswerte haben kön­ nen, sind die Transistorschalter 11 über je einen weiteren Lastanschluß miteinander und mit einem Stromspiegeltransistor 13 gekoppelt, der mit einem weiteren Transistor 14 einen Stromspiegel bildet. Der Stromspiegeltransistor 13 ist wei­ terhin mit einer Stromquelle 15 verbunden. Ausgangsseitig am Stromspiegel 13, 14 ist an dem Kollektoranschluß des Strom­ spiegeltransistors 14 der Steuereingang der Ladungspumpen­ schaltung 4 angeschlossen. Ein weiteres, schaltbares Wider­ standsnetzwerk mit Transistorschaltern 16 und Widerständen 17, in dessen Abhängigkeit ebenfalls der Referenzstrom, wel­ cher der Ladungspumpenschaltung 4 zuführbar ist, einstellbar ist, ist zwischen Emitteranschluß des Transistors 14 des Stromspiegels 13, 14 und Versorgungsspannungsquelle 9 ge­ schaltet. Die Steuereingänge der Transistorschalter 16 sind dabei mit einer nicht eingezeichneten Ansteuerschaltung ver­ bindbar, welche auch zu einer Frequenzbandumschaltung im Os­ zillator 1 durch Verändern von dessen Schwingfrequenz in fe­ sten Schritten dient. Ein Steuereingang, mit dem dem Refe­ renzsignalgenerator 11 bis 17 ein derartiges Signal zur Ban­ dumschaltung zuführbar ist, ist mit 18 bezeichnet.To store the discrete value, provided at the output of Komparato ren 7 and derived from the tuning voltage th tuning signal, a state-controlled D flip-flop 10 with its D input is connected to each output of a comparator 7 . The activation signal F can be fed to the clock inputs C of the D flip-flops 10 . The outputs Q of the D flip-flops 10 are each connected to a transistor switch 11 at its control input. The transistor switches form a switchable resistance network in a reference signal generator for providing a reference current for controlling the charge pump circuit 4 . With one load connection each, the transistor switches 11 are connected to one another and connected to the supply voltage source 9 . Via resistors 12, which, depending on the to-implement matching table the same or different resistance values have NEN Ki, the transistor switch 11 are coupled via a respective further load connection together and to a current mirror transistor 13, which forms a current mirror with a further transistor fourteenth The current mirror transistor 13 is further connected to a current source 15 . On the output side of the current mirror 13 , 14 , the control input of the charge pump circuit 4 is connected to the collector terminal of the current mirror transistor 14 . Another, switchable resistance network with transistor switches 16 and resistors 17 , in whose dependence also the reference current, which can be fed to the charge pump circuit 4 , is adjustable, is switched between the emitter connection of the transistor 14 of the current mirror 13 , 14 and supply voltage source 9 . The control inputs of the transistor switch 16 are ver bindable with a drive circuit, not shown, which is also used for a frequency band switching in Os zillator 1 by changing its oscillation frequency in most steps. A control input with which the reference signal generator 11 to 17 such a signal can be fed to the switching device is denoted by 18 .

Der spannungsgesteuerte Oszillator 1 weist zur Veränderung der Ausgangsfrequenz Varaktordioden auf, welche einen span­ nungsabhängigen Kapazitätswert aufweisen. Die Steilheit der sich daraus ergebenden Abstimmkennlinie ist jedoch aufgrund der Diodencharakteristik nichtlinear. Wenn zudem der ein­ stellbare Frequenzbereich durch Zuschalten weiterer, fester Kapazitäten veränderbar ist, so ändert sich zusätzlich die Steilheit KVCO des spannungsgesteuerten Oszillators. Das Zu­ schalten fester Kapazitäten verringert nämlich nicht nur die Resonanzfrequenz des VCO, sondern auch den Abstimmbereich der Varaktordioden, da die Kapazitätsänderung der Varaktordioden nun im Verhältnis zur vergrößerten Resonanzkapazität steht.To change the output frequency, the voltage-controlled oscillator 1 has varactor diodes which have a voltage-dependent capacitance value. However, the slope of the resulting tuning characteristic is non-linear due to the diode characteristic. If, in addition, the adjustable frequency range can be changed by connecting additional, fixed capacitances, the slope K VCO of the voltage-controlled oscillator also changes. Switching on fixed capacitances not only reduces the resonance frequency of the VCO, but also the tuning range of the varactor diodes, since the change in capacitance of the varactor diodes is now related to the increased resonance capacitance.

Daraus ergibt sich, daß die Regelverstärkung der Phasenregel­ schleife nicht konstant ist, die Phasenregelschleife jedoch auch beim größten einstellbaren KVCO stabil bleiben muß. Um dieses Stabilitätskriterium zu erfüllen, schwingt die Phasen­ regelschleife jedoch bei einem kleinen KVCO langsam ein.It follows that the control gain of the phase locked loop is not constant, but the phase locked loop must remain stable even with the largest adjustable K VCO . In order to meet this stability criterion, however, the phase control loop settles slowly with a small K VCO .

Die beschriebene Wertdiskretisierung und Einteilung des Ab­ stimmsignals B, das heißt der Tuning-Spannung, in diskrete Wertebereiche entspricht demnach einer Diskretisierung der nichtlinearen Abstimmkennlinie, wobei für jeden diskreten Ab­ stimmspannungsbereich je ein zugeordneter Referenzstromwert mit einer analogen Referenzsignalschaltung erzeugt wird. Die­ se Kompensation ist dabei als Vorkompensation ausgeführt, da das Referenzstromsignal der Ladungspumpenschaltung 4, die dem Oszillator 1 über ein Schleifenfilter 5 vorgeschaltet ist, von dem ermittelten Abstimmspannungsbereich abhängig ist.The described value discretization and division of the tuning signal B, that is to say the tuning voltage, into discrete value ranges accordingly corresponds to a discretization of the non-linear tuning characteristic curve, with an associated reference current value being generated with an analog reference signal circuit for each discrete tuning voltage range. This compensation is designed as pre-compensation since the reference current signal of the charge pump circuit 4 , which is connected upstream of the oscillator 1 via a loop filter 5 , is dependent on the determined tuning voltage range.

Die Digitalisierung der Abstimmspannung B erfolgt während ei­ nes Einschwingvorgangs der Phasenregelschleife auf eine neue Ausgangsfrequenz. Folglich ist im analogen Widerstandsnetz­ werk 11 bis 17 zur Erzeugung des Referenzstromes für die La­ dungspumpenschaltung eine Abgleichtabelle zum Abgleich der Nicht-Linearitäten des Oszillators 1 abgelegt. Somit kann über den gesamten Abstimmbereich bei guter Stabilität der Re­ gelschleife ein schnelles Einschwingen der Regelschleife si­ chergestellt werden.The digitization of the tuning voltage B takes place during a transient process of the phase locked loop to a new output frequency. Consequently, a comparison table for comparing the non-linearities of the oscillator 1 is stored in the analog resistance network 11 to 17 for generating the reference current for the charge pump circuit. Thus, a quick settling of the control loop can be ensured over the entire tuning range with good stability of the control loop.

Der Referenzstrom der Ladungspumpenschaltung wird entspre­ chend der Varaktordiodenkennlinie digital und in Gegenrich­ tung, das heißt die Nicht-Linearität kompensierend, einge­ stellt. Eine Veränderung des Referenzstroms der Ladungspum­ penschaltung wirkt sich multiplikativ auf ihr Ausgangssignal aus und verändert daher die Regelverstärkung der Schleife. Zur beschriebenen Umschaltung des Frequenzbereichs des Oszil­ lators durch Zuschalten fester Kapazitäten liegen in üblichen Phasenregelschleifen ohnehin die Steuersignale als digitale Steuersignale vor, welche ohne großen Aufwand dem zusätzli­ chen Steuereingang 18 des Referenzsignalgenerators 11 bis 17 zuführbar sind, um den Referenzstrom der Ladungspumpenschal­ tung ebenfalls in festen Schritten zu verändern zur Kompensa­ tion der veränderten Steilheit des Oszillators 1.The reference current of the charge pump circuit is set digitally in accordance with the varactor diode characteristic and in the opposite direction, that is, to compensate for the non-linearity. A change in the reference current of the charge pump circuit has a multiplicative effect on its output signal and therefore changes the control gain of the loop. For the described switching of the frequency range of the oscillator by switching on fixed capacitances, the control signals are in any case present in conventional phase-locked loops as digital control signals, which can be fed to the additional control input 18 of the reference signal generator 11 to 17 without great effort, by the reference current of the charge pump circuit also in fixed form To change steps to compensate for the changed slope of the oscillator 1 .

Da die Abstimmspannung B eines Oszillators 1 üblicherweise ein empfindliches Steuersignal ist, ist zwischen Analog/Di­ gital-Wandler 7, 8 und Ausgang des Schleifenfilters 5 ein Pufferverstärker 6 geschaltet, der eine unerwünschte Rückwir­ kung auf die Abstimmspannung B verhindert. Der D/A-Wandler 7, 8 weist eine Vielzahl parallel geschalteter Komparatoren 7 auf. Die Ausgangswerte des D/A-Wandlers 7, 8 werden einer­ seits kontinuierlich in die als Latches arbeitenden D-Flip- Flop 10 eingelesen zur Speicherung für die Zeitspanne zwi­ schen zwei Einschwingvorgängen der PLL als auch zu einer kon­ tinuierlichen Kalibrierung des Referenzstroms für die La­ dungspumpenschaltung 4 verwendet. Nach einer vorgegebenen Zeit, nach der sich die Abstimmspannung nur noch wenig verän­ dern darf, das heißt, daß die Phasenregelschleife ganz oder beinahe eingeschwungen ist, bleiben die zuletzt eingestellten Komparatorwerte durch Sperren der Speicherzellen 10 gespei­ chert.Since the tuning voltage B of an oscillator 1 is usually a sensitive control signal, a buffer amplifier 6 is connected between the analog / digital converter 7 , 8 and the output of the loop filter 5 , which prevents an undesirable feedback effect on the tuning voltage B. The D / A converter 7 , 8 has a plurality of comparators 7 connected in parallel. The output values of the D / A converter 7 , 8 are continuously read into the D flip-flop 10 , which works as latches, for storage for the period between two transients of the PLL and for a continuous calibration of the reference current for the La tion pump circuit 4 used. After a predetermined time, after which the tuning voltage may only change a little, that is to say that the phase-locked loop has completely or almost settled, the comparator values last set remain stored by locking the memory cells 10 .

Das beschriebene Prinzip, welches eine einfache Vorkompensa­ tion der Nicht-Linearität der Abstimmdioden ermöglicht, ist einfach zu implementieren, da die Nicht-Linearität der Ab­ stimmkennlinie a priori bekannt und keinen größeren Schwan­ kungen unterworfen ist.The principle described, which is a simple precompensa tion of the non-linearity of the tuning diodes is possible easy to implement because the non-linearity of the Ab Voice characteristics known a priori and no larger swan kung is subjected.

Die beschriebene Kompensation ist demnach gekennzeichnet durch eine zeitkontinuierliche, aber wertdiskrete Kompensati­ on, die durch Referenzstromeinstellung während der Ein­ schwingzeit der Regelschleife und eine fest eingestellte Kom­ pensation nach Ende der Einschwingzeit der Phasenregelschlei­ fe erfolgt.The compensation described is accordingly marked through a continuous, but discrete value compensation on, which is determined by reference current setting during the on oscillation time of the control loop and a fixed com  compensation after the settling time of the phase locked loop fe takes place.

Die Nichtlinearität der Varaktordioden kann über eine fest verdrahtete Gewichtung der Referenzströme oder eine Gewich­ tung der Schaltschwellen der Komparatoren kompensiert werden. Um Frequenzstörungen im Ausgangsspektrum des Oszillators zu vermeiden, werden nach Ende der Einschwingzeit der Regel­ schleife der bevorzugt mit MOS-Schaltungstechnik realisierte Pufferverstärker 6 sowie die Komparatoren 7 abgeschaltet. Soll die Regelschleife mit einem externen VCO-Modul betrieben werden, so kann hierfür die beschriebene Vorkompensation mit­ tels des Steuersignals F abgeschaltet werden.The non-linearity of the varactor diodes can be compensated for by a hard-wired weighting of the reference currents or a weighting of the switching thresholds of the comparators. In order to avoid frequency disturbances in the output spectrum of the oscillator, the buffer amplifier 6 , which is preferably implemented with MOS circuit technology, and the comparators 7 are switched off after the settling time of the control loop. If the control loop is to be operated with an external VCO module, the described pre-compensation can be switched off by means of the control signal F.

Ein Zuschalten fester Kapazitäten zum Oszillator 1 kann gleichzeitig und unabhängig von der Kompensation erfolgen.Fixed capacitors can be connected to the oscillator 1 at the same time and independently of the compensation.

Die beschriebene Kompensationsschaltung ist einfach reali­ sierbar und benötigt zu ihrer Realisierung lediglich einen Pufferverstärker, der als einfacher Operationsverstärker rea­ lisiert sein kann, 3 bis 4 Komparatoren, welche ebenfalls in einfacher Weise als Schmitt-Trigger aufgebaut sein können so­ wie eine Stromspiegelschaltung mit Schalt- und Einstellmög­ lichkeiten, beispielsweise mit Transistorschaltern und Wider­ ständen aufbaubar sowie ein ebenfalls geringen Aufwand an Steuerlogik.The compensation circuit described is simply reali sizable and only needs one to implement it Buffer amplifier, which as a simple operational amplifier rea lized, 3 to 4 comparators, which are also in can be easily constructed as a Schmitt trigger like a current mirror circuit with switching and setting poss options, for example with transistor switches and cons would be buildable as well as a little effort Control logic.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, anstelle der beschriebenen A/D-Wandlerschaltung, der beschriebenen Speicherbausteine so­ wie der beschriebenen Abgleichtabelle auch andere, dem Fach­ mann bekannte Schaltungsvarianten zur Realisierung der be­ schriebenen Vorkompensation einzusetzen.It is within the scope of the invention instead of that described A / D converter circuit, the memory modules described above like the described comparison table also other, the subject known circuit variants for realizing the be use pre-compensation.

Fig. 2 zeigt eine beispielhafte, typische Abstimmkennlinie eines spannungsgesteuerten Oszillators anhand einer auf einer normierten Frequenzachse über der Abstimmspannung U aufgetra­ genen Ausgangsfrequenz f. Man erkennt, daß die Abstimmkennli­ nie im Ursprung eine Steilheit ml von 1,6 und bei der maximal einstellbaren Frequenz eine Steilheit m2 = 0,6 aufweist, wo­ durch sich ein Verhältnis von größter zu kleinster Steilheit von m1 : m2 = 2,66 ergibt. Fig. 2 shows an exemplary, typical tuning characteristic shows a voltage controlled oscillator based on a normalized frequency of f axis via the tuning voltage U aufgetra genes output frequency. It can be seen that the tuning characteristic never has a steepness m l of 1.6 at the origin and a steepness m 2 = 0.6 at the maximum adjustable frequency, where a ratio of the greatest to the smallest steepness of m 1 : m 2 = 2.66 results.

Fig. 3 zeigt anhand der ersten Ableitung der Abstimmkennli­ nie df/dU den Verlauf der Steigung der Abstimmkennlinie gemäß Fig. 2 in normierter Darstellung. Es ist ersichtlich, daß mit zunehmender Abstimmspannung die Steigung der Kennlinie abnimmt. FIG. 3 shows, based on the first derivative of the tuning characteristic never df / dU, the course of the slope of the tuning characteristic according to FIG. 2 in a standardized representation. It can be seen that the slope of the characteristic curve decreases with increasing tuning voltage.

Fig. 4 zeigt die Schleifenverstärkung der Regelschleife ge­ mäß Fig. 1 in einer normierten Darstellung aufgetragen über der Abstimmspannung des Oszillators. Ohne Kompensation ergibt sich eine mit zunehmender Abstimmspannung nahezu linear ab­ nehmende Regelverstärkung, das heißt Verstärkung der offenen Schleife, während mit aktivierter Kompensation ein signifi­ kant konstanterer Verlauf der Regelverstärkung erzielt ist. Fig. 4 shows the loop gain of the control loop ge according to FIG. 1 in a normalized representation plotted against the tuning voltage of the oscillator. Without compensation, there is an almost linearly decreasing control gain with increasing tuning voltage, that is, gain of the open loop, while with activated compensation, a signifi cantly more constant course of the control gain is achieved.

Fig. 5 schließlich zeigt den normierten Referenzstrom für die Ladungspumpenschaltung aufgetragen über der Abstimmspan­ nung U des VCO, angewendet in einer PLL gemäß Fig. 1. Der Strom I1 ist ein über den gesamten Abstimmbereich konstanter Abgleichstrom bei einer Schaltung ohne Kompensation, während sich mit der erfindungsgemäßen Kompensation ein mit zunehmen­ der Abstimmspannung stufenweise ansteigender Strom I2 zur Kompensation der Nichtlinearitäten ergibt. Fig. 5 shows the normalized reference current for the charge pump circuit plotted against the tuning voltage U of the VCO, applied in a PLL according to Fig. 1. The current I1 is a constant adjustment current over the entire tuning range in a circuit without compensation, while with the Compensation according to the invention results in a current I2 which increases gradually as the tuning voltage increases in order to compensate for the non-linearities.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

VCO
VCO

22

Teiler
divider

33

Phasendetektor
phase detector

44

Ladungspumpe
charge pump

55

Schleifenfilter
loop filter

66

Puffer
buffer

77

Komparator
comparator

88th

Widerstand
resistance

99

Spannungsquelle
voltage source

1010

D-Flip-Flop
D flip-flop

1111

Transistorschalter
transistor switch

1212

Widerstand
resistance

1313

Stromspiegeltransistor
Current mirror transistor

1414

Transistor
transistor

1515

Stromquelle
power source

1616

Transistorschalter
transistor switch

1717

Widerstand
resistance

1818

weiterer Eingang
A Ausgangssignal
B Abstimmspannung
C Takteingang
D Dateneingang
E Bezugssignal
F Aktiviersignal
G Referenzsignal
further entrance
A output signal
B tuning voltage
C clock input
D Data input
E reference signal
F activation signal
G reference signal

Claims (10)

1. Phasenregelschleife, aufweisend
einen gesteuerten Oszillator (1), der an einem Ausgang ein Ausgangssignal (A) mit einer Frequenz in Abhängigkeit von einem an einem Eingang des Oszillators (1) anliegenden Ab­ stimmsignal (B) bereitstellt,
einen Phasenvergleicher (3), mit einem ersten Eingang, der mit dem Ausgang des Oszillators (1) gekoppelt ist und mit einem zweiten Eingang, dem ein Signal mit einer Bezugsfre­ quenz (E) zuführbar ist,
eine Steuerschaltung (4, 5), die an einem Ausgang des Pha­ senvergleichers (3) angeschlossen ist und an ihrem Ausgang in Abhängigkeit von einer Phasenabweichung zwischen dem Si­ gnal mit der Bezugsfrequenz (E) und einem vom Ausgangs­ signal des Oszillators (A) abgeleiteten Signal das Abstimm­ signal (B) bereitstellt, und die zu ihrer Ansteuerung einen Referenzsignaleingang aufweist,
einen Analog/Digital-Wandler (7, 8) mit einem Eingang, der zur Zuführung des Abstimmsignals (B) mit dem Ausgang der Steuerschaltung (4, 5) gekoppelt ist, und mit einem Ausgang zur Bereitstellung eines wertdiskreten Abstimmsignals und
einen Referenzsignalgenerator (11 bis 17), der eingangssei­ tig mit dem Ausgang des Analog/Digital-Wandlers (7, 8) ge­ koppelt ist und der an seinem Ausgang, der mit dem Refe­ renzsignaleingang der Steuerschaltung (4, 5) gekoppelt ist, in Abhängigkeit vom wertdiskreten Abstimmsignal ein Refe­ renzsignal (G) bereitstellt.
1. phase locked loop, having
a controlled oscillator ( 1 ) which provides an output signal (A) at a frequency with a frequency as a function of a tuning signal (B) present at an input of the oscillator ( 1 ),
a phase comparator ( 3 ) with a first input which is coupled to the output of the oscillator ( 1 ) and with a second input to which a signal with a reference frequency (E) can be fed,
a control circuit ( 4 , 5 ) which is connected to an output of the phase comparator ( 3 ) and at its output depending on a phase deviation between the signal with the reference frequency (E) and one derived from the output signal of the oscillator (A) Signal provides the tuning signal (B), and which has a reference signal input for driving it,
an analog / digital converter ( 7 , 8 ) having an input which is coupled to the output of the control circuit ( 4 , 5 ) for supplying the tuning signal (B), and having an output for providing a discrete-value tuning signal and
a reference signal generator ( 11 to 17 ), the input side is coupled to the output of the analog / digital converter ( 7 , 8 ) and at its output, which is coupled to the reference signal input of the control circuit ( 4 , 5 ), in Depending on the discrete-value tuning signal a reference signal (G) provides.
2. Phasenregelschleife nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/Digital-Wandler (7, 8) einen Steuereingang auf­ weist zu seiner Aktivierung mittels eines Aktiviersignals (F) während eines Einschwingvorgangs der Phasenregelschleife.2. Phase locked loop according to claim 1, characterized in that the analog / digital converter ( 7 , 8 ) has a control input for its activation by means of an activation signal (F) during a transient process of the phase locked loop. 3. Phasenregelschleife nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (10) mit dem Ausgang des Analog/Digital-Wandlers (7, 8) gekoppelt ist zum Speichern des wertdiskreten Abstimm­ signals.3. phase locked loop according to claim 1 or 2, characterized in that a memory ( 10 ) is coupled to the output of the analog / digital converter ( 7 , 8 ) for storing the discrete-value tuning signal. 4. Phasenregelschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (1) einen zwischen zumindest zwei Werteberei­ chen umschaltbaren Frequenzbereich hat und daß der Referenz­ signalgenerator (11 bis 17) einen weiteren Eingang (18) hat zur Bereitstellung des Referenzsignals (G) in Abhängigkeit vom eingestellten Frequenzbereich.4. phase locked loop according to one of claims 1 to 3, characterized in that the oscillator ( 1 ) has a switchable frequency range between at least two value ranges and that the reference signal generator ( 11 to 17 ) has a further input ( 18 ) for providing the reference signal (G) depending on the set frequency range. 5. Phasenregelschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pufferverstärker (6) zwischen den Ausgang der Steuer­ schaltung (4, 5) und den Eingang des Analog/Digital- Wandlers (7, 8) geschaltet ist.5. phase locked loop according to one of claims 1 to 4, characterized in that a buffer amplifier ( 6 ) between the output of the control circuit ( 4 , 5 ) and the input of the analog / digital converter ( 7 , 8 ) is connected. 6. Phasenregelschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/Digital-Wandler (7, 8) mehrere, parallel geschal­ tete Komparatoren (7) aufweist.6. phase locked loop according to one of claims 1 to 5, characterized in that the analog / digital converter ( 7 , 8 ) has a plurality of comparators ( 7 ) connected in parallel. 7. Phasenregelschleife nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Speichern der digitalisierten Abstimmspannung (B) je ein D-Flip-Flop (10) an je einen Ausgang je eines Komparators (7) angeschlossen ist.7. phase locked loop according to claim 6, characterized in that for storing the digitized tuning voltage (B) a D flip-flop ( 10 ) is connected to an output of a comparator ( 7 ). 8. Phasenregelschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Frequenz des Ausgangssignals (A) des Os­ zillators (1) ein Frequenzteiler (2) mit einstellbarem Tei­ lerverhältnis vorgesehen ist, der den Ausgang des Oszilla­ tors (1) mit dem ersten Eingang des Phasenvergleichers (3) koppelt. 8. phase locked loop according to one of claims 1 to 7, characterized in that for adjusting the frequency of the output signal (A) of the Os zillators ( 1 ), a frequency divider ( 2 ) is provided with adjustable Tei ler Ratio, the output of the Oszilla gate ( 1 ) couples to the first input of the phase comparator ( 3 ). 9. Phasenregelschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (4, 5) eine von dem als Phasendetektor ausgebildeten Phasenvergleicher (3) angesteuerte Ladungspum­ penschaltung (4), der zu ihrer Ansteuerung das Referenzsi­ gnal (G) zuführbar ist, mit nachgeschaltetem Schleifenfil­ ter (5) umfaßt.9. phase locked loop according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control circuit ( 4 , 5 ) one of the designed as a phase detector phase comparator ( 3 ) controlled charge pump circuit ( 4 ), the reference signal for their control signal (G) can be supplied is, with downstream Schleifenfil ter ( 5 ). 10. Phasenregelschleife nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Referenzsignalgenerator (11 bis 17) eine Abgleichtabelle abgelegt ist, die zum Abgleich von Nicht-Linearitäten der Ab­ stimmkennlinie des Oszillators (1) jeweils Intervallen des Abstimmsignals (B) je einen Wert des Referenzsignals (G) zu­ ordnet.10. phase-locked loop according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the reference signal generator ( 11 to 17 ) a comparison table is stored, which for matching non-linearities from the characteristic curve of the oscillator ( 1 ) each have intervals of the tuning signal (B) each assigns a value of the reference signal (G).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10242364A1 (en) * 2002-09-12 2004-03-25 Infineon Technologies Ag Phase-locked loop for frequency modulation of mobile radio transmitter, has correction signal produced in evaluation unit from control voltage and reference VCO gain supplied, and connected to input of charge pump
WO2005034356A2 (en) * 2003-10-03 2005-04-14 Analog Devices, Inc. Phase-locked loop bandwidth calibration circuit and method thereof
DE102010042315B4 (en) * 2009-10-13 2020-12-31 Intel Deutschland Gmbh Estimation and compensation of non-linearities of an oscillator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3526363A1 (en) * 1985-07-19 1987-01-22 Siemens Ag METHOD FOR PRODUCING AN ADJUSTABLE FREQUENCY GENERATOR
US5126692A (en) * 1987-08-03 1992-06-30 Western Digital Corporation Variable frequency system having linear combination of charge pump and voltage controlled oscillator
US5382922A (en) * 1993-12-23 1995-01-17 International Business Machines Corporation Calibration systems and methods for setting PLL gain characteristics and center frequency
US5973572A (en) * 1997-03-19 1999-10-26 Advantest Corp. Phase lock loop circuit with variable loop gain

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3526363A1 (en) * 1985-07-19 1987-01-22 Siemens Ag METHOD FOR PRODUCING AN ADJUSTABLE FREQUENCY GENERATOR
US5126692A (en) * 1987-08-03 1992-06-30 Western Digital Corporation Variable frequency system having linear combination of charge pump and voltage controlled oscillator
US5382922A (en) * 1993-12-23 1995-01-17 International Business Machines Corporation Calibration systems and methods for setting PLL gain characteristics and center frequency
US5973572A (en) * 1997-03-19 1999-10-26 Advantest Corp. Phase lock loop circuit with variable loop gain

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10242364A1 (en) * 2002-09-12 2004-03-25 Infineon Technologies Ag Phase-locked loop for frequency modulation of mobile radio transmitter, has correction signal produced in evaluation unit from control voltage and reference VCO gain supplied, and connected to input of charge pump
WO2004027997A1 (en) * 2002-09-12 2004-04-01 Infineon Technologies Ag Phase-locked loop
US7106141B2 (en) 2002-09-12 2006-09-12 Infineon Technologies Ag Phase locked loop
WO2005034356A2 (en) * 2003-10-03 2005-04-14 Analog Devices, Inc. Phase-locked loop bandwidth calibration circuit and method thereof
WO2005034356A3 (en) * 2003-10-03 2005-06-02 Analog Devices Inc Phase-locked loop bandwidth calibration circuit and method thereof
US7352249B2 (en) 2003-10-03 2008-04-01 Analog Devices, Inc. Phase-locked loop bandwidth calibration circuit and method thereof
CN1879304B (en) * 2003-10-03 2013-06-05 联发科技股份有限公司 Phase-locked loop bandwidth calibration circuit and method thereof
DE102010042315B4 (en) * 2009-10-13 2020-12-31 Intel Deutschland Gmbh Estimation and compensation of non-linearities of an oscillator

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