JP2005537688A - 2重制御周波数合成器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の好適な実施形態による合成器100のモデルを示すブロック図である。合成器100は、充電ポンプ102、ループフィルタ104、ループ分周器106、積分器108、及び2重ポートVCO110を含む。3次ループに通常存在する雑音に加えて、本好適な実施形態では、入力雑音源M(s)と呼ばれ又これで表される積分器雑音を導入する。この導入された雑音は、合成器の雑音レベル未満に制御及び設計が可能である。従って、重ね合わせの理を用いて、2重ポートVCO110モデルには、ブロック114を介した低周波経路と、ブロック112を介した高周波雑音補正経路とが含まれる。ブロック112、114は、象徴的に示すだけであって、ブロック116で組み合わせられる個々の独立の周波数を生成しないが、その結果は、低周波及び高周波補正経路双方の合成成分を含む合成複合周波数と同一である。
。従って、利点として、スイッチ120、122からの電荷が整合され、また、意図しない突起や雑音成分が除去される。
器132の入力部に供給される。
84、186、及び188、190を含む。この出力相互コンダクタンスは、それぞれPFET186、190各々のゲートに接続された2つの個別の相互コンダクタンス制御バイアス電圧VCON1及びVCON2によって制御される。オプションとして、PFET184と186との間の接続点は、PFET188と190との間の接続点192に接続し得る。このオプションの接続で、PFET184、188は、単一のPFET(図示せず)で置き換え得る。
合成器ブロックのループ式は、下式で与えられる。
ゼロ=(K2/K1)(ωc/ax)
従って、積分器108の利得(定数a)を制限して、K1に対するK2の比よりかなり大きくすると、4次伝達関数の極限値は、下式のように近似し得る。
Claims (18)
- 周波数合成器であって、
差分信号を受信し、また、前記差分信号に応答して誤差補正充電サンプルを供給する充電ポンプと、
前記誤差補正充電サンプルをフィルタ処理して制御電圧を供給するループフィルタと、
前記ループフィルタから前記制御電圧を受信する2重ポート電圧制御発振器(VCO)と、
前記制御電圧を参照電圧と比較し、また、前記比較に応答して積分誤差補正電圧を前記2重ポートVCOに供給する積分器であって、前記2重ポートVCOは、前記制御電圧及び前記積分誤差補正電圧によって求められた出力周波数を供給する前記積分器と、
前記周波数出力を少なくとも1で除算する分周器であって、前記差分信号は、入力参照信号が前記分割周波数と組み合わせられた結果生じる前記分周器と、
が含まれる周波数合成器。 - 請求項1に記載の周波数合成器であって、前記2重ポートVCOには、
交差結合されて第1対の補間出力を供給する第1対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
交差結合されて第2対の補間出力を供給する第2対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器であって、前記第2対の補間出力は、前記第1対の補間出力に対して90度位相がずれている前記第2対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
前記第1対の出力部間に直列接続された第3対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器であって、前記第2対の出力部が前記第3対間に接続された前記第3対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
前記第2対の出力部間に直列接続された第4対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器であって、前記第1対の出力部が前記第4対間に接続され、前記第1及び第2対の増幅器の相互コンダクタンスが第1制御電圧で制御され、また、前記第3及び第4対の増幅器の相互コンダクタンスが第2制御電圧で制御される前記第4対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
が含まれる周波数合成器。 - 請求項2に記載の周波数合成器であって、
前記2重ポートVCOにおける2対の制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器が、対の反転器であり、前記反転器対の相互コンダクタンスが、反転器電源電圧を調整することによって制御される周波数合成器。 - 請求項3に記載の周波数合成器であって、前記2重ポートVCOにおける前記各制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器には、
高電源電圧Vhiと反転出力部との間に接続された第1電界効果トランジスタ(FET)であって、P型FET(PFET)である前記第1FETと、
低電源電圧と前記反転出力部との間に接続されたn型FET(NFET)と、
が含まれる周波数合成器。 - 請求項4に記載の周波数合成器であって、2つの他対の前記制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器には、更に、
Vhiと前記第1PFETとの間に接続された第2PFETであって、前記フィルタ処理された制御電圧が前記第2PFETの制御ゲートに供給される前記第2PFETと、
Vhiと前記出力部との間に直列接続された第3及び第4PFETであって、前記雑音差分電圧が、前記第4PFETの制御ゲートに供給される前記第3及び第4PFETと、
前記NFET、前記第1PFET、及び前記第3PFETの制御ゲートに接続されたV
CO位相と、
が含まれる周波数合成器。 - 請求項5に記載の周波数合成器であって、前記積分器には、
差動増幅器と、
前記差動増幅器出力部と前記差動増幅器への負入力部との間に接続されたコンデンサと、
前記積分器への入力部と前記差動増幅器の前記負入力部との間に接続された抵抗器であって、前記差動増幅器の出力部は、前記積分器の出力部である前記抵抗器と、
が含まれる周波数合成器。 - 請求項5に記載の周波数合成器であって、前記積分器には、
前記フィルタ処理された制御電圧と閾電圧とを比較する比較器と、
前記比較器の出力を受信するアップ/ダウンカウンタであって、前記比較器出力に応答して、インクリメント又はデクリメントする前記アップ/ダウンカウンタと、
前記アップ/ダウンカウンタの計数出力を積分器出力電圧に変換するデジタル−アナログ変換器と、
が含まれる周波数合成器。 - 請求項5に記載の周波数合成器であって、前記ループフィルタには、
前記充電ポンプの出力と参照電圧との間に接続された直列の抵抗器及びコンデンサ(RC)と、
前記直列のRCと並列のコンデンサと、
が含まれる周波数合成器。 - 請求項8に記載の周波数合成器であって、前記充電ポンプには、
前記ループフィルタに電荷をポンピングするための第1電流を供給する第1電流源と、
前記第1電流源を前記ループフィルタに選択的に接続するPFETと、
前記ループフィルタからの電荷をポンピングするための第2電流を供給する第2電流源と、
NFETであって、前記第2電流源を前記ループフィルタに選択的に接続し、これによって、前記充電ポンプが、前記フィルタ処理された制御電圧を前記ループフィルタに保持する前記NFETと、
が含まれる周波数合成器。 - 閉ループ周波数合成器であって、
差分信号を受信し、また、前記差分信号に応答して誤差補正充電サンプルを供給する充電ポンプと、
前記誤差補正充電サンプルをフィルタ処理して制御電圧を供給するループフィルタと、
前記ループフィルタから前記制御電圧を受信する2重ポート電圧制御発振器(VCO)と、が含まれ、前記2重ポートVCOには、
交差結合されて第1対の補間出力を供給する第1対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
交差結合されて第2対の補間出力を供給する第2対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器であって、前記第2対の補間出力は、前記第1対の補間出力に対して90度位相がずれている前記第2対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
前記第1対の出力部間に直列接続された第3対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器であって、前記第2対の出力部が前記第3対間に接続された前記第3対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
前記第2対の出力部間に直列接続された第4対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反
転増幅器であって、前記第1対の出力部が前記第4対間に接続され、前記第1及び第2対の増幅器の相互コンダクタンスが第1制御電圧で制御され、また、前記第3及び第4対の増幅器の相互コンダクタンスが第2制御電圧で制御される前記第4対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器と、
前記制御電圧を参照電圧と比較し、また、前記比較に応答して積分誤差補正電圧を前記2重ポートVCOに供給する積分器であって、前記制御電圧及び前記積分誤差補正電圧は、2対の前記電圧制御可能な相互コンダクタンス増幅器の相互コンダクタンスを制御し、前記2重ポートVCOは、前記制御電圧及び前記積分誤差補正電圧によって求められた出力周波数を供給する前記積分器と、
前記周波数出力を少なくとも1で除算する分周器であって、前記差分信号は、入力参照信号が前記分割周波数と組み合わせられた結果生じる前記分周器と、
が含まれる周波数合成器。 - 請求項10に記載の閉ループ周波数合成器であって、前記2重ポートVCOにおける前記各電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器には、
高電源電圧Vhiと反転増幅器出力部との間に接続された第1P型電界効果トランジスタ(PFET)と、
低電源電圧と前記反転増幅器出力部との間に接続されたn型FET(NFET)と、
が含まれる閉ループ周波数合成器。 - 請求項11に記載の閉ループ周波数合成器であって、前記2対の電圧制御可能な相互コンダクタンス反転増幅器には、更に、
Vhiと前記第1PFETとの間に接続された第2PFETであって、前記フィルタ処理された制御電圧が前記第2PFETの制御ゲートに供給される前記第2PFETと、
Vhiと前記出力部との間に直列接続された第3及び第4PFETであって、前記雑音差分電圧が、前記第4PFETの制御ゲートに供給される前記第3及び第4PFETと、
前記NFET、前記第1PFET、及び前記第3PFETの制御ゲートに接続されたVCO位相と、
が含まれる閉ループ周波数合成器。 - 請求項12に記載の閉ループ周波数合成器であって、
前記2対は、前記第1対及び前記第2対である閉ループ周波数合成器。 - 請求項12に記載の閉ループ周波数合成器であって、
前記2対は、前記第3対及び前記第4対である閉ループ周波数合成器。 - 請求項12に記載の閉ループ周波数合成器であって、前記積分器には、
差動増幅器と、
前記差動増幅器出力部と前記差動増幅器への負入力部との間に接続されたコンデンサと、
前記積分器への入力部と前記差動増幅器の前記負入力部との間に接続された抵抗器であって、前記差動増幅器の出力部は、前記積分器の出力部である前記抵抗器と、
が含まれる閉ループ周波数合成器。 - 請求項12に記載の閉ループ周波数合成器であって、前記積分器には、
前記フィルタ処理された制御電圧と閾電圧とを比較する比較器と、
前記比較器の出力を受信するアップ/ダウンカウンタであって、前記比較器出力に応答して、インクリメント又はデクリメントする前記アップ/ダウンカウンタと、
前記アップ/ダウンカウンタの計数出力を積分器出力電圧に変換するデジタル−アナログ変換器と、
が含まれる閉ループ周波数合成器。 - 請求項12に記載の閉ループ周波数合成器であって、前記ループフィルタには、
前記充電ポンプの出力と参照電圧との間に接続された直列の抵抗器及びコンデンサ(RC)と、
前記直列のRCと並列のコンデンサと、
が含まれる閉ループ周波数合成器。 - 請求項17に記載の閉ループ周波数合成器であって、前記充電ポンプには、
前記ループフィルタに電荷をポンピングするための第1電流を供給する第1電流源と、
前記第1電流源を前記ループフィルタに選択的に接続するPFETと、
前記ループフィルタからの電荷をポンピングするための第2電流を供給する第2電流源と、
NFETであって、前記第2電流源を前記ループフィルタに選択的に接続し、これによって、前記充電ポンプが、前記フィルタ処理された制御電圧を前記ループフィルタに保持する前記NFETと、
が含まれる閉ループ周波数合成器。
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