DE4498263C2 - Fraktionale N Frequenz Synthese mit Restfehlerkorrektur und Verfahren hierzu - Google Patents
Fraktionale N Frequenz Synthese mit Restfehlerkorrektur und Verfahren hierzuInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich
auf eine Frequenzsynthese, die fraktionale
Teilungstechniken verwendet.
Im allgemeinen enthalten Radiofrequenz (RF)-Kommunikati
onssysteme mindestens zwei Kommunikationseinheiten. Jede Kom
munikationseinheit besitzt einen Transceiver zum Senden und
Empfangen von RF Signalen über eine Vielzahl von RF Kanälen.
Jeder Transceiver enthält einen Frequenzsynthesizer zur Er
zeugung von RF Signalen.
Bei der Frequenzsynthese ist es wünschenswert, das aus
gewählte Frequenzsignal in kürzestmöglicher Zeit und mit mi
nimalen Fehlsignalen zu erhalten. Die in Frage kommenden
Fehlsignale sind gewöhnlich mit einem Phasendetektor verbun
den und sie treten bei der Betriebsfrequenz des Phasendetek
tors auf, die gleich ist dem Kanalabstand in einem nichtfrak
tionalen phasenverriegelten Kreis. Daher muß die Bandbreite
des phasenverriegelten Kreises klein sein im Verhältnis zum
Kanalabstand, um die Fehlsignale möglichst klein zu halten.
Eine Reduzierung der Bandbreite des Kreises erhöht die Zeit,
die erforderlich ist, um die ausgewählte Frequenz zu erhal
ten.
Fraktionale N Teilung kann diese Probleme überwinden, da
sie es dem Phasendetektor gestattet, bei gleichem Kanalab
stand mit einer viel höheren Frequenz zu arbeiten. Das ermög
licht eine viel größere Bandbreite des phasenverriegelten
Kreises und dadurch reduziert sich die erforderliche Zeit.
Zwei Beispiele fraktionaler Teilungssysteme sind im US-Patent
5,093,632 mit dem Titel "Latched Accumulator Fractional N
Synthesis with Residual Error Correction" von Hietala und anderen
und im US-Patent 5,166,642 mit dem Titel "Multiple Ac
cumulator Fractional N Synthesis with Series Recombination"
von Hietala beschrieben. Im begrenzten Fall kann das fraktio
nale Teilungsschema eine sehr große Fraktionalisierung ver
wenden, so daß die Restfehler als erweitertes Seitenband
rauschen erscheinen und nicht als einzelne Fehler.
Jedes fraktionale Teilungssystem oder Fraktionalteilungssystem ist nicht perfekt, da
Restfehler beim Frequenzschrittabstand auftreten oder ein er
höhtes Seitenbandrauschen im Fall der Begrenzung, wie das
oben erwähnt wurde. Das kommt daher, daß das fraktionale Sy
stem eine irgendwie zufällige Sequenz erzeugt, um den Haupt
kreisteiler zu verändern, so daß die mittlere Frequenz kor
rekt ist. Daher enthält die fraktionale Sequenz die ge
wünschte Frequenzoffsetinformation mit zusätzlichen Re
strauschtermen.
Eine Erhöhung der Zahl der Akkumulatoren und der Rate,
bei der die Akkumulatoren arbeiten, kann die Amplitude des
Restrauschens reduzieren und die fehlerhaften Ausgangssignale
an einer vorgegebenen Offset-Frequenz abbrechen. Schließlich
wird ein Punkt erreicht, an dem die Zahl der Akkumulatoren
und ihre Betriebsrate aus Gründen der Geschwindigkeitsbe
schränkung oder Beschränkungen des Teilers nicht mehr erhöht
werden kann. Daher errreicht jedes System eine Grenze der
Fehlfunktion, sogar wenn ein fraktionales Teilungsschema ver
wendet wird.
In einigen Fällen kann die Fehlergrenze nicht akzeptiert
werden. Diese Restfehler können weiter vermindert werden
durch Verwendung eines D/A Wandlers, um einige Kombinationen
der internen Inhalte der Akkumulatoren in eine analoge Form
umzuwandeln und dieses Analogsignal über einen Koppelkonden
sator an den Kreisfilter zu legen.
Ein solches Restfehlerkorrektursystem ist nicht gut ge
eignet für einen integrierten Schaltungsaufbau, da die Wahl
des Kondensators kritisch ist und sogar wenn man einen genau
en Kapazitätswert erzielt, wird die sich ergebende Schaltung
nicht die erforderliche Balance zwischen dem Teilungssteuereingang
und dem Restfehlerkorrektureingang temperatur-, her
stellungstolerenz- und alterungstabil halten.
Aus US 5 256 981 ist ein fraktionaler N-Synthesizer mit einer
Einrichtung zur digitalen Korrektur des durch den
Teilungsvorgang bestehenden Fehlers beschrieben. Diese
Einrichtung besteht aus einem Zähler und einem
Vergleicher, die von dem fraktionalen N-Teiler
angesteuert werden und ein digitales Signal erzeugen, das
einem Schleifenfilter 116
zugeführt wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Frequenzsynthesizer anzugeben, der in integrierter
Schaltkreisform verwirklicht werden kann.
Diese Aufgabe wird in erfindungsgemäßer Weise durch den
Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Fig. 1 ist eine genauere Darstellung eines Funktelefons
in Blockdiagrammform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Darstellung eines Frequenzsynthesizers
in Blockdiagrammform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine genaue Darstellung eines Frequenzsynthe
sizers in Blockdiagrammform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine genaue Darstellung einer Ladungspumpe in
Blockdiagrammform, die allgemein als Modulator bezeichnet
wird, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung betrifft einen Frequenzsynthesizer, in welchem
das Ausgangssignal eines variablen Oszillators in einen digi
talen Teiler eingegeben wird. Der digitale Teiler besitzt ein
digitales Teilungsverhältnis. Das Ausgangssignal des digita
len Teilers versorgt einen Eingang eines Phasenvergleichernetzwerkes.
Der andere Eingang des Phasenvergleichernetzwer
kes wird von einem Referenzoszillator versorgt. Das Ausgangs
signal des Phasenvergleichernetzwerkes wird gefiltert, um ex
terne Rauschkomponenten zu beseitigen und wird dann einem Re
geleingang eines variablen Oszillators zugeführt. Der Regel
eingang ist derart ausgeführt, daß die vom variablen Oszilla
tor ausgegebene Frequenz sich selbst so regelt, bis sie der
Referenzoszillatorfrequenz multipliziert mit dem digitalen
Teilungsverhältnis entspricht.
Das Teilungsverhältnis des digitalen Teilers wird zeit
lich geändert durch ein fraktionales N Teilungssystem mit
mehreren Akkumulatoren, so daß das tatsächliche Teilungsver
hältnis in nicht ganzzahligen Schritten verändert werden
kann. Das Teilungsverhältnis wird dann programmiert, um die
gewünschte Kanalfrequenz, die gewünschte Modulationswellen
form und irgendeinen automatischen Frequenzkorrekturoffset zu
verwirklichen.
Durch die zeitlich variable Teilungssequenz (Teilerangabe), die an den
digitalen Teiler angelegt wird, verbleibt ein Restfehlerpegel
auf dem Ausgangssignal des Synthesizers. Dieser Restfehlerpe
gel wird vermindert durch Erzeugung einer zweiten di
gitalen Sequenz (Mehrfachbit-Fehlerkorrektursequenzsignal), die basiert auf dem internen Zustand des
fraktionales N Teilungssystem mit mehreren Akkumulatoren, und
durch Anlegen dieser zweiten Sequenz direkt an eine Ladungs
pumpenschaltung.
In der integrierten Schaltkreistechnologie kann das Ver
hältnis zwischen zwei Komponenten mit hoher Genauigkeit be
stimmt werden. Der absolute Wert einer einzelnen Komponente
wird jedoch stark variieren zwischen den einzelnen Sätzen des
IC. So ein System, wie das des Standes der Technik,
eignet sich nicht zur Integration, da der absolute Wert
des Koppelkondensators festgehalten werden muß. Der hier of
fenbarte Frequenzsynthesizer eignet sich zur Integration, da
die Verstärkung des restlichen Korrekturterms verglichen mit
der Verstärkung des Phasendetektors durch das Verhältnis zweier
Widerstandswerte (180, 181 von Fig. 4) bestimmt wird. Wenn
der Basisstrom der Ladungspumpe durch Fabrikationsunregelmä
ßigkeiten ansteigt (und damit die Verstärkung des Phasendetektors
steigt), dann steigt der Strom der Restkorrektur um
einen proportionalen Betrag und gibt somit immer noch den
korrekten Korrekturpegel beim neuen Ladungspumpenstrompegel
an.
Fig. 1 ist eine detailliertere Darstellung eines Funktele
fons 101 in Form eines Blockdiagramms. Das Funktelefon 101
umfaßt einen Sender 102, einen Empfänger 103, ein Steuersy
stem 104, ein Benutzerinterface 105 und einen Synthesizer
107. Der Synthesizer 107 versorgt den Empfänger 103 und den
Sender 102 mit Signalen, die auf eine gewünschte Frequenz
eingestellt sind, um den Empfang und das Senden von Daten von
einem Benutzerinterface 105 zu einem entfernten Transceiver
des Funktelephonkommunikationssystems zu ermöglichen. Zusätz
lich versorgt der Synthesizer 107 das Benutzerinterface 105
und die Steuerlogik 104 mit den notwendigen Taktsignalen für
ein korrektes Funktionieren der logischen Schaltkreise, die
in diesen Blocks enthalten sind.
Fig. 2 ist eine Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Fre
quenzsynthesizers 107 in Form eines Blockdiagramms. Der
Synthesizerausgang 115 ist mit dem Eingang eines programmier
baren Teilers 108 verbunden, der programmierbare Teiler ist
wiederum mit dem Eingang eines Phasendetektors 109 verbunden.
Ein zweites Eingangssignal für den Phasendetektor 109 erhält
man von einem Referenzoszillator 116. Das Ausgangssignal des
Phasendetektors 109 ist proportional dem Phasenfehler zwi
schen den zwei Eingangssignalen. Das Ausgangssignal des Pha
sendetektors 109 wird einer Ladungspumpe 110 zugeführt. Die
Ladungspumpe 110 liefert Strompulse zum Laden oder Entladen
eines Kreisfilters 113. Das Kreisfilter 113 erzeugt eine Aus
gangsspannung, die als Steuereingangssignal für einen span
nungsgesteuerten Oszillator 114 dient. Schließlich wird das
Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 114 als
Synthesizerausgabesignal 115 verwendet und komplettiert somit
den phasenverriegelten Kreis.
Der Programmiereingang des programmierbaren Teilers
108 wird durch eine digitale Sequenz von N3 Bits ge
steuert, die durch ein fraktionales Teilungssteuersystem 112
erzeugt werden. Die digitale Sequenz liefert eine nicht ganz
zahlige Teilungsrate an den programmierbaren Teiler 108 und
reduziert somit die minimale Schrittgröße des Synthesizier
ausgangs 115.
Zusätzlich arbeitet ein Restfehlerkorrektursequenzgenerator
111 auf N1 internen Bits des Teilungssteuersystems 112, um
eine digitale Sequenz zu erzeugen, die die Rauschterme der
digitalen Sequenz darstellen. Die N2 Bits Ausgangssignal des
Restfehlerkorrektursequenzgenerators 111 werden dann direkt zur La
dungspumpe 110 geführt. Die N2 Bits verursachen eine zeitli
che Modulation des Stroms, um die Restrauschterme des Tei
lungssteuersystems 112 zu löschen.
Die Terme N1, N2 und N3 sind eine Bezeichnungsart, die
verwendet wird, um drei digitale Sequenzen darzustellen, die
drei verschiedene Bitweiten enthalten. In der bevorzugten
Ausführungsform ist N1 = 4 Bit weit, N2 = 8 Bit weit und N3 =
8 Bit weit. Die spezielle Zahl stellt keinen wichtigen Teil
der beanspruchten Erfindung dar und kann in Abhängigkeit von
der Realisierung der Erfindung in einem speziellen System va
riiert werden.
Fig. 3 ist eine genaue Darstellung einer spezifischen
Ausführungsform des Frequenzsynthesizers 107 in Block
diagrammform. In der bevorzugten Ausführungsform ist das im
Frequenzsynthesizer verwendete Mehrfachakkumulatorsystem im
US-Patent 5,166,642 beschrieben. Es kann jedoch jedes gleich
wertige Mehrfachakkumulatorsystem verwendet werden, das ein
ähnliches mathematisches Ergebnis ergibt.
Daten 120, die dem Frequenzoffset entsprechen, werden in
den ersten Akkumulator 121 eingegeben. Jeder Akkumulator nach
dem ersten Akkumulator wird mit den Inhalten des Akkumulators
der nächstniedrigen Reihenfolge versehen. Auf diese Art führt
jeder Akkumulator eine digitale Integration der Inhalte des
Akkumulators mit der nächst niedrigeren Ordnung durch, wobei
der erste Akkumulator 121 eine digitale Integration der ein
gegebenen Daten 120 durchführt. Dadurch führt der zweite Ak
kumulator 122 eine doppelte Integration der eingegebenen Da
ten 120 durch, der dritte Akkumulator 123 führt eine dreifa
che Integration der eingegebenen Daten 120 durch und der
vierte Akkumulator 124 führt eine vierfache Integration der
eingegebenen Daten 120 durch.
Das Ausgangssignal jedes Akkumulators ist das Übertrags-
oder Überlaufausgangssignal. Diese Ausgangssignale stellen
die Frequenzoffsetdaten 120 und Integrale dieser Daten dar.
Ein digitales Ableitnetzwerk bestehend aus Verzögerungsele
menten 125 und Addierer 126 ist mit dem Übertragsausgang des
vierten Akkumulators 124 verbunden. Das Ausgangssignal dieses
Ableitnetzwerkes wird kaskadiert durch zwei weitere digitale
Ableitnetzwerke, die aus Verzögerungselementen 130 und 137
und Addierern 131 und 138 zusammengesetzt sind. Der Nutzef
fekt ist der, daß das Ausgangssignal des vierten Akkumulators
124 nachdem es durch die drei digitalen Ableitungen hindurch
gegangen ist, eine Korrektur hoher Ordnung des Frequen
zoffsets darstellt und zum Ausgangssignal des ersten Akkumu
lators 121 im Addierer 138 hinzuaddiert werden kann.
Die Übertragsausgangssignale des zweiten Akkumulators
122 und des dritten Akkumulators 123 werden in der digitalen
Ableitungskaskade an den richtigen Punkten aufaddiert, so daß
diese Übertragsausgangssignale auch als Korrekturen hoher
Ordnung des Frequenzoffsets dienen können. Verschiedene zu
sätzliche Verzögerungselemente sind dieser Struktur hinzuge
fügt, um zu gewährleisten, daß die Übertragsausgangssequenzen
richtig aneinandergereiht sind und daß die im digitalen Ab
leitungsnetzwerk verwendeten Addierer voneinander isoliert
sind, so daß sich die Verzögerungen der Addierer nicht addie
ren und somit die maximale Operationsfrequenz verlangsamen.
Die ganzen digitalen Ableitungsnetzwerke und die verbundenen
Verzögerungselemente werden als digitales Ableitungssystems
200 bezeichnet.
Das Ausgangssignal des digitalen Ableitungssystems 200
wird im Addierer 146 zu den programmierbaren Teilerfrequenzdaten
hinzuaddiert. Die sich ergebende N3 Bit Datensequenz (Teilerangabe)
wird zum programmierbaren Teiler 148 geführt. Die Datense
quenz stellt den gewünschten Frequenzoffset dar und enthält einen Re
strauschterm dar.
In einem oben beschriebenen allgemeinen Nth Ordnungssy
stem kann das Datensequenzausgangssignal des Bruchteilsteuer
systems im linearen Z-Transformationsmodell abgeleitet werden
als:
DO = z-2NDI + z-N(1 - z-1)NQN,
wobei DI die Eingangsfrequenzoffsetdaten 120 darstellt
und QN den Restrauschterm.
Die internen Inhalte jedes der Akkumulatoren können ab
geleitet werden zu:
DI(X) = z-xDI - z-xQ1 - z-(x-1)Q2 - z-(x-2)Q3 - . . . - z-1QX,
wobei X die Ordnung des Akkumulators darstellt.
Wenn die Inhalte dieses Akkumulators von den Inhalten
des nächstniedrigeren Akkumulators abgezogen werden, erhält
man folgenden Ausdruck:
DI(X) - z-1DI(X - 1) = -z-1QX.
Es kann daher der Restfehlerterm in digitaler Form wie
derhergestellt werden, indem die verzögerten Inhalte des Ak
kumulators zweithöchster Ordnung von den Inhalten des Akkumu
lators höchster Ordnung abgezogen und das Ergebnis N - 1mal
abgeleitet wird.
In Fig. 3 werden die 4 signifikantesten Bits des Akkumu
lators 123 zweithöchster Ordnung einmal verzögert durch das
Verzögerungselement 155 und dann subtrahiert von den 4 signi
fikantesten Bits des Akkumulators 124 höchster Ordnung im Ad
dierer 156. Dies ergibt einen Term gleich -z-1Q4 am
Ausgang des Addierers 156. Die Verzögerungselemente 157, 158
und der Addierer 159 bilden ein digitales Ableitungsnetzwerk.
Das Ausgangssignal des Addierers 159 wird sein -z-2(1 - z-1)Q4.
Die Verzögerungselemente 160, 161 und der Addierer 162 bilden
ein zweites digitales Ableitungsnetzwerk. Das Ausgangssignal
des Addierers 162 ist -z-3(1 - z-1)2Q4. Verzögerungselemente
163, 164 und ein Addierer 165 bilden ein drittes digitales
Ableitungsnetzwerk. Das Ausgangssignal des Addierers ist
-z-4(1 - z-1)3Q4. Schließlich wird das Ausgangssignal des Addie
rers 165 durch ein digitales Verzögerungselement 167 geführt,
was zu dem Ergebnis -z-5(1 - z-1)3Q4 führt. Dieser Ausdruck
wird dann an die Ladungspumpe mit einer effektiven Verstär
kung von KØ, restlich gegeben.
Man geht nun zur Sequenz zurück, die an den Teiler 148
gelegt wird. Wenn der Phasendetektor 152 die Phase und nicht
die Frequenz vergleicht, so wird das Ausgangssignal vom Tei
ler 148 tatsächlich integriert, indem es durch den Phasende
tektor 152 hindurchläuft. Somit kann der Phasenausdruck am
Ausgang des Phasendetektors in der Z-Transformations Form an
gegeben werden als:
wobei Kϕ die Mischverstärkung des Phasendetektors ist
und NL die mittlere Teilung (N.P + A + Num/Dem).
Dazu muß eine weitere Verzögerung addiert werden, wegen
der Verzögerung durch die Programmierung des Teiles 148 bis
das Ausgangssignal des Teilers 148 zum Phasendetektor 152 ge
sandt wird.
Der restliche Rauschkorrekturausdruck vom Verzögerungs
element 167 kann in Form der Z-Transformation dargestellt
werden als:
ϕ02 = -(z-5(1 - z-1)3Kϕ , restlich)Q4
Wenn der Wert von Kϕ , restlich gewählt wird zu Phasende
tektorverstärkung geteilt durch die mittlere Kreisteilung,
dann kann man ein vollständiges Löschen aller restlichen
Rauschterme erreichen.
Fig. 4 zeigt eine genaue Darstellung der Ladungspumpe
153 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in
Blockdiagrammform.
Diese Ladungspumpe wird mit einem Zweizustands-Phasendetektor
verwendet. (Andere, ähnliche Schaltungen können für Dreizu
stands Phasendetektoren definiert werden). Die Stromquelle
169 ist ständig angeschaltet. Die Stromsenke 170 ist zu 50%
der Zeit angeschaltet, wenn der Phasenverriegelungskreis ver
riegelt ist und einen Strom aufweist, der zweimal so groß
ist, wie der Strom der Stromquelle 169. Dies ergibt eine
Stromrechteckwelle am Ausgang 168 mit einem Nettola
dungstransfer von Null zum Kreisfilter, wenn der Kreis ver
riegelt ist.
Zu dieser Basisstruktur wird eine "R-2R Leiterschal
tung" zum Steuerpfad der Stromsenke 170 hinzugefügt. Diese
Struktur erzeugt einen Strom in jeder "Sprosse der Leiter",
der halb so groß ist, wie der Strom in der nächst höheren
"Sprosse". Es kann dadurch ein binäres Wort in so eine Struk
tur eingegeben werden, um einen analogen Strom basierend auf
einem digitalen Wort zu programmieren. In der schematischen
Darstellung wird jede Sprosse der Leiter durch einen Inverter
182 gesteuert, der den Strom in der Sprosse durch einen der
beiden Pfade führt, die durch die Übertragungsgates 183 ge
schaltet werden. Jeder der Inverter 182 wird durch ein Bit
der Datensequenz, die durch den Restkorrektursequenzgenerator
171 bis 179 festgelegt wird, gesteuert. Ein Ausgangssignal
der beiden möglichen Pfade der Leiterströme wird zur Strom
senke 170 addiert. Der andere Pfad wird durch den Transistor
184 mit Erde verbunden. Daher modulieren die Eingangssignale
171 bis 179 den Strompegel der Stromsenke 170 und liefern ein
Verfahren, um das Restfehlerkorrektursignal zum Ausgangssi
gnal des Phasendetektors zu addieren.
Die Restfehlerkorrekturverstärkung muß gleich der Pha
sendetektorverstärkung Kϕ geteilt durch das mittlere Tei
lungsverhältnis sein, um eine Löschung zu erreichen. Die Pha
sendetektorverstärkung beträgt IØ/2Π, so daß der maximale
Strom, der aus der Leiterstruktur herausfließt, dem Ladungs
pumpenstrom entspricht, der von der normalen Schleife geteilt
durch 2ΠNL benötigt wird. Eine Hälfte dieses Stroms muß
subtrahiert werden vom nominalen Strom der Stromeinstellwi
derstände der Stromsenke 170. Dies ergibt die für die Wider
stände 180, 181 und 185 gewählten Widerstandswerte.
Der Widerstand 185 entspricht normalerweise R/2, so daß
der Strom in der Stromsenke 170 (= 2.(VDN - VBE)/R) doppelt so
groß ist wie der Strom in der Stromquelle 169. Im Restkorrek
turschema wird, wie hier gezeigt, ein zusätzlicher Strom
durch die R-2R Leiterstruktur geführt. Der Gesamtstrom in der
Leiter beträgt dann (VDN - VBE)/πNR. Um die Ladungspumpe im
gleichen Zustand wie dem ohne Fehlerkorrektur zu halten, muß
dieser Strom subtrahiert werden vom Hauptstrompfad, so daß
die Summe der beiden Ströme wiederum 2.(VDN - VBE)/R ergibt.
Dadurch erhält man 2.(VDN - VBE)/R - (VDN - VBE)/πNR = (VDN -
VBE).(2/R - 1/πNR). Daraus und unter Berücksichtigung des ohm
schen Gesetztes erhält man den Wert des Widerstands zu R/(2 -
1/πN)).
Der minimale Strom durch die Widerstandsleiter ist 0,
was 00000000 oder der maximalen negativen Korrektur ent
spricht. Der maximale Strom durch die Leiter ist
2.(VDN - VBE)/πNR, was 11111111 oder dem maximalen positiven Strom ent
spricht. Wenn der Restfehler positiv ist, dann ist eine Ein
heit 10000001, wenn er negativ ist, dann ist eine Einheit
01111111, womit das erste (MSB) Bit als Zeichen für die
Stromkorrektur verwendet wird.
Claims (4)
1. Frequenzsynthesizer (107) mit einem steuerbaren Oszillator (114, 150) zum Erzeugen eines
Ausgangssignals mit einer Frequenz, wobei der Frequenzsynthesizer aufweist:
ein Fraktionalteilungssteuersystem (112) mit einem Mehrfachakkumulatorsys tem (121 bis 124), wobei das Fraktionalteilungssystem ein digitales Teilungssequenzsignal erzeugt, das eine Teilerangabe (N3) und eine Fehlerangabe (N1) enthält;
einen programmierbaren Teiler (108, 148), der mit dem steuerbaren Oszillator (114, 150) und dem Fraktionalteilungssteuersystem (112) gekoppelt ist, wobei der programmierbare Teiler ein geteiltes Signal durch Teilen der Frequenz des Ausgangssignals entsprechend der Teilerangabe in dem digitalen Teilungssequenzsignal bildet;
einen Phasendetektor (109, 152), der mit dem programmierbaren Teiler (108, 148) gekoppelt ist, wobei der Phasendetektor dazu dient, die Phase des geteilten Signals in bezug auf ein Referenzsignal zu detektieren und ein Phasendifferenzsignal zu erzeugen;
einen Restfehlerkorrektursequenzgenerator (111), der mit dem Mehrfachakkumu latorsystem enthält, wobei der Generator mit dem (121 bis 124) des Fraktionalteilungssteuersystems (112) gekoppelt ist, wobei der Generator dazu dient, ein digitales Mehrfachbit-Fehlerkorrekturse quenzsignal (N2) zu erzeugen, indem der Fehler, der in dem geteilten Signal enthalten ist, angenähert wird entsprechend der Fehlerangabe (N2), die in dem vom Fraktionalteilungssteuersystem erzeugten digitalen Teilungs sequenzsignal enthalten ist; und
eine Ladungspumpe (110, 153) in Form eines Stromerzeugungsschaltkreises, wobei die Ladungspumpe mit dem Phasendetektor (109, 152) und dem Restfehlerkorrektursequenzgene rator (111) gekoppelt ist und dazu dient, das Phasendifferenz signal mit einem Strom zu modulieren, der in dem Stromerzeugungsschaltkreis erzeugt wurde, wobei dies in Antwort auf das digitale Mehrfachbit-Fehlerkorrektursequenzsignal (N2) geschieht, am ein moduliertes Signal zu erzeugen, welches einen verminderten Restfehler aufweist, wobei das modulierte Signal dazu dient, den steuerbaren Oszillator anzusteuern und wobei der Stromerzeugungsschaltkreis eine Stromquelle (169) und eine damit verbundene Stromsenke (170) und einem dazwischenliegenden, mit dem steuerbaren Oszillator (144; 150) verbundenen Ausgang (168), und einen mehrgliedrigen R-2R-Leiterschaltkreis aufweist, wobei dieser aus einer Anzahl von Gliedern besteht, die der Anzahl der Bits des Mehrfachbit-Fehlerkorrektursignals (N2) entspricht, wobei jedes Glied einen Inverter (182) enthält, der von dem jeweiligen Bit angesteuert wird und einen Transistor (183) ansteuert, durch den der in dem Glied fließende Strom entweder der Stromsenke (170) zusätzlich zum über einen Widerstand (185) geleiteten Phasendifferenz signal zugeführt wird oder auf Masse ab geleitet wird.
ein Fraktionalteilungssteuersystem (112) mit einem Mehrfachakkumulatorsys tem (121 bis 124), wobei das Fraktionalteilungssystem ein digitales Teilungssequenzsignal erzeugt, das eine Teilerangabe (N3) und eine Fehlerangabe (N1) enthält;
einen programmierbaren Teiler (108, 148), der mit dem steuerbaren Oszillator (114, 150) und dem Fraktionalteilungssteuersystem (112) gekoppelt ist, wobei der programmierbare Teiler ein geteiltes Signal durch Teilen der Frequenz des Ausgangssignals entsprechend der Teilerangabe in dem digitalen Teilungssequenzsignal bildet;
einen Phasendetektor (109, 152), der mit dem programmierbaren Teiler (108, 148) gekoppelt ist, wobei der Phasendetektor dazu dient, die Phase des geteilten Signals in bezug auf ein Referenzsignal zu detektieren und ein Phasendifferenzsignal zu erzeugen;
einen Restfehlerkorrektursequenzgenerator (111), der mit dem Mehrfachakkumu latorsystem enthält, wobei der Generator mit dem (121 bis 124) des Fraktionalteilungssteuersystems (112) gekoppelt ist, wobei der Generator dazu dient, ein digitales Mehrfachbit-Fehlerkorrekturse quenzsignal (N2) zu erzeugen, indem der Fehler, der in dem geteilten Signal enthalten ist, angenähert wird entsprechend der Fehlerangabe (N2), die in dem vom Fraktionalteilungssteuersystem erzeugten digitalen Teilungs sequenzsignal enthalten ist; und
eine Ladungspumpe (110, 153) in Form eines Stromerzeugungsschaltkreises, wobei die Ladungspumpe mit dem Phasendetektor (109, 152) und dem Restfehlerkorrektursequenzgene rator (111) gekoppelt ist und dazu dient, das Phasendifferenz signal mit einem Strom zu modulieren, der in dem Stromerzeugungsschaltkreis erzeugt wurde, wobei dies in Antwort auf das digitale Mehrfachbit-Fehlerkorrektursequenzsignal (N2) geschieht, am ein moduliertes Signal zu erzeugen, welches einen verminderten Restfehler aufweist, wobei das modulierte Signal dazu dient, den steuerbaren Oszillator anzusteuern und wobei der Stromerzeugungsschaltkreis eine Stromquelle (169) und eine damit verbundene Stromsenke (170) und einem dazwischenliegenden, mit dem steuerbaren Oszillator (144; 150) verbundenen Ausgang (168), und einen mehrgliedrigen R-2R-Leiterschaltkreis aufweist, wobei dieser aus einer Anzahl von Gliedern besteht, die der Anzahl der Bits des Mehrfachbit-Fehlerkorrektursignals (N2) entspricht, wobei jedes Glied einen Inverter (182) enthält, der von dem jeweiligen Bit angesteuert wird und einen Transistor (183) ansteuert, durch den der in dem Glied fließende Strom entweder der Stromsenke (170) zusätzlich zum über einen Widerstand (185) geleiteten Phasendifferenz signal zugeführt wird oder auf Masse ab geleitet wird.
2. Frequenzsynthesizer nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Schleifenfilter
(113, 154), der mit der Ladungspumpe (110, 153) und dem steuerbaren Oszillator (114, 150) gekoppelt ist.
3. Frequenzsynthesizer nach Anspruch 1, wobei das Fraktionalteilungssteuersystem (112)
aufweist:
eine Einrichtung (120) zum Empfangen eines Frequenz-Offset-Signals;
einen ersten Akkumulator (121) zum Integrieren des Frequenz-Offset-Signals, um ein erstes integriertes Signal und ein erstes Übertrags-Signal zu bilden;
einen zweiten Akkumulator (122) zum Integrieren des ersten integrierten Signals, um ein zwei tes integriertes Signal und ein zweites Übertrags-Signal zu bilden;
eine erste Einrichtung zum Ableiten (132-135) des zweiten Übertrags-Signal, um ein abgeleitetes zweites Übertrags-Signal zu erzeugen;
eine Einrichtung zum Kombinieren (138) des abgeleiteten zweiten Übertrags-Signals mit dem ersten Übertrags-Signal, um ein erstes kombiniertes Signal zu erzeugen;
eine Einrichtung zum Ableiten (145) des ersten kombinierten Signals, um ein erstes abge leitetes kombiniertes Signal zu erzeugen; und
eine Einrichtung zum Kombinieren (146) des ersten abgeleiteten kombinierten Signals mit einem programmierbaren Teilerfrequenzteilungssignal, um die digitale Teiler angabe (N3) zu erzeugen.
eine Einrichtung (120) zum Empfangen eines Frequenz-Offset-Signals;
einen ersten Akkumulator (121) zum Integrieren des Frequenz-Offset-Signals, um ein erstes integriertes Signal und ein erstes Übertrags-Signal zu bilden;
einen zweiten Akkumulator (122) zum Integrieren des ersten integrierten Signals, um ein zwei tes integriertes Signal und ein zweites Übertrags-Signal zu bilden;
eine erste Einrichtung zum Ableiten (132-135) des zweiten Übertrags-Signal, um ein abgeleitetes zweites Übertrags-Signal zu erzeugen;
eine Einrichtung zum Kombinieren (138) des abgeleiteten zweiten Übertrags-Signals mit dem ersten Übertrags-Signal, um ein erstes kombiniertes Signal zu erzeugen;
eine Einrichtung zum Ableiten (145) des ersten kombinierten Signals, um ein erstes abge leitetes kombiniertes Signal zu erzeugen; und
eine Einrichtung zum Kombinieren (146) des ersten abgeleiteten kombinierten Signals mit einem programmierbaren Teilerfrequenzteilungssignal, um die digitale Teiler angabe (N3) zu erzeugen.
4. Frequenzsynthesizer nach Anspruch 3, wobei der Restfehlerkorrektursequenzge
nerator (111) aufweist:
eine Einrichtung zum Kombinieren (156) des ersten integrierten Signals mit dem zweiten integrierten Signal, um ein zweites kombiniertes Signal zu erzeugen; und
eine Einrichtung zum Ableiten (157) des zweiten kombinierten Signals, um ein digitales Fehlerkorrektursequenzsignal zu erzeugen.
eine Einrichtung zum Kombinieren (156) des ersten integrierten Signals mit dem zweiten integrierten Signal, um ein zweites kombiniertes Signal zu erzeugen; und
eine Einrichtung zum Ableiten (157) des zweiten kombinierten Signals, um ein digitales Fehlerkorrektursequenzsignal zu erzeugen.
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