专利名称：根据两点原理动作锁相回路之补偿方法及备有补偿装置之锁相回路的制作方法
技术领域：
本发明关于根据两点原理作用之一锁相回路之一补偿方法以及根据两点调制原理设计且备有一补偿装置之一PLL回路。
一传输器概念可被执行以小复杂性用于无线系统中的无线电话机而藉由具有根据已知两点调制的原理作用的一调制器之传输器被提供。一PLL(锁相回路)电路系被使用于此范例中作为一频率合成器，且系被使用于一高频率信号之相或频率调制。
调制信号系经常经由包含在PLL回路之回馈路径上之一可程序化的频率除法器被注入PLL回路。一数字调制信号系被使用于此例中，且用于不停地改编数字频率除法器。此调制方式，其亦被参考如单点调制，系为已知如从专利说明书US 4,965,531，US 6,008,703以及US 6,044,124。
为了达成低噪声的PLL回路，电路的带宽系比调制量据传输所需更小。因此，除了纯粹数字调制，一模拟调制亦被使用以补偿被限制的带宽。同时注入一数字调制信号以及一模拟调制信号到一PLL回路系被参考如两点调制。
注入数字以及模拟调制信号发生在PLL回路之两不同的点。重要的是对于两点调制操作其中的方式系，除了相被同步化之外，所使用的两调制信号振幅之一高程度的一致系被需求。然而，由于模拟调制组件的制造容限，变动发生在调制梯度以及调制振幅级数。为此原因，需要在模拟调制信号与数字调制信号之间执行一振幅补偿一旦PLL回路已经被制造。
如果温度影响必须被额外地考虑的话，此一补偿必须被实施在美一个传输操作之前。
一两点调制器以及具有一PLL回路之一相与频率调制的方法系被描述于德国公开专利申请DE 199 29 167 A1。在此案中的调制在第一实例中发生在PLL回路之一点上，其调制频率之高通量的传输特性系被获得。此外，调制发生在PLL回路之一第二点，其上调制频率之低通量传输特性系被获得。具有低通量传输特性的调制量位地发生在PLL回路中的回馈路径上之一频率除法器。
一已知以两点调制补偿一PLL回路的方法包含在稳定状态下强迫电路之两点调制且使用一外部的测量接收器以接收且解调被传送的信号。根据所得的解调结果，数字以及模拟调制信号之一补偿系被执行。然而，由于震荡产生组件的非线性作用-一电压控制的震荡器VCO-PLL回路中关于频率作为控制电压的函数，此补偿必须被执行于每一个频道。对于一相对大量的频道，此导致一相关的长测量时间。此外，补偿资料必须被储存在一内存中。其可被视为一进一步的缺点，温度改变的影响在此方法中系不被考虑。
PLL回路所产生的信号之接收与解调亦可藉由无线电话之接收部分被执行。然而，此增加此一不利的方式电路上的复杂性，因为此将需要一完全的第二PLL电路在接收器中。
本发明的目的系提供一PLL电路的补偿方法，以其迅速且精确的振幅补偿可被达成于数字调制信号与模拟调制信号之间。再者，本发明以提供一具有一补偿装置的PLL回路为目的，其中一迅速且精确的调节信号振幅补偿可以一相对简单的电路配置被达成。
本目的系藉由一补偿方法其具有如权利要求第1项所述之步骤而被达成，且藉由一具有一补偿装置之PLL回路，其具有如权利要求第9项所述之特性而达成。
在一PLL回路之一补偿方法的例子中，其作用根据两点调制的原理，PLL回路系藉由注入一第一数字调制信号被调谐到一第一频率。随后，一第二数字调制信号系被注入PLL回路中，PLL回路被调谐到一第二频率，其不同于第一频率。一差动信号，为PLL回路之一频率产生单元之一控制信号的改变的特性，其藉由两数字调制信号来引起，系被产生且自PLL回路耦合输出。差动信号系被与一比较信号比较，其系为一模拟调制信号之一调制振幅的特性，且，依赖比较所决定的偏差，调制振幅系被改变为消除偏差。
此允许效果被达成于根据本发明之补偿方法，藉由PLL所产生的输出信号之解调为了补偿目的系不在被需要，因为补偿依赖于两数字调制信号之间的偏差其藉由一差动信号来表示偏差的特性。再者，此允许效果被达成的是一相对精确且迅速的补偿可被实施。
根据本发明补偿方法之一有利的范例实施例特征在于第一数字调制信号系被注入PLL回路中以此方式被调谐到一第一频率，其系藉由从一频道中心频率减去一易变的可选择的，数字调制振幅之一频率而形成。如果第二数字调制信号之注入接着造成PLL回路被调谐为一第二频率，其系藉由加入易变的可选择的，数字调制振幅之频率以及频道中心频率而形成，组态之一较佳的变化特征在于对应模拟调制信号之一电压值藉由一系数为2被放大与对应差动信号之电压值作比较。此允许效果被达成的是一对应差动信号之模拟电压值可为相对地高且，结果，数字调制与模拟调制之间的偏差可被相对精确地补偿。
根据一较佳的设计，促成控制信号产生的一补偿路径系与PLL回路之一主要路径平行连接。在此例中，一有利的变化特征在于补偿路径系至少在注入第二数字调制信号期间被达成。
再者，其可能被提供于一有利的方式中为PLL回路之主要路径系在第一数字调制信号注入之后被禁能，其中在主要路径中一第一电荷帮浦所产生的一电流系被设定数值为零。此达成一对应第一数字调制信号在一VCO之调谐输入之电压维持大致上为常数在接下来的步骤期间(第二注入步骤以及，如果适当，补偿的步骤)。
然而，保持在第一注入步骤期间在VCO之调谐输入之电压一般上亦可以一不同的方式被达成。一更加有利的实施例特征系在于PLL回路之主要路径在注入第一数字调制信号之后系保持激活且一电流系被PLL回路之主要路径中的电荷帮浦以此方式设定而使电压在VCO之调谐输入口被维持大致上常数。此可达成效果为在VCO之调谐输入口由于漏电流在主要路径中之电压的改变(在第一注入步骤期间产生)在补偿期间被预防。
本发明再一观念系关于一PLL回路，其系被形成用于注入一模拟调制信号以及一数字调制信号根据两点调制的原理。与PLL回路之主要路径平行连接的是一补偿路径，其包含一耦合输出装置用以产生一差动信号，其系为不同的数字调制信号被注入到PLL回路时，一频率产生单元之一控制信号改变之特性。再者，补偿路径包含一比较单元用以比较差动信号与一比较信号，其系为一模拟调制信号之一调制振幅之特性，以及一调制单元，其依赖于比较单元之一输出信号改变调制振幅。
根据本发明之PLL回路，具有主要路径以及补偿路径平行连接，提供一相对简单且低复杂性的电路配置，藉其数字调制信号以及模拟调制信号之一迅速且精确的补偿可被实施。
在一有利的实施例中，可能提供的是差动信号可藉由一第一开关的方式被使用于PLL回路之一VCO之一调制输入。再者，可能提供的是补偿路径具有一第二开关，在其关闭的位置，补偿信号系出现在比较单元之一输入口。
补偿方法以及PLL回路之另外有利的优点系说明于附属权利要求中。
本发明系更加详细地被解释于下，基于一实施例参考图标，其中第1图显示一根据本发明具有一补偿装置之PLL回路之一方块图，以及第2图显示根据本发明补偿方法之一概略流程图。
一PLL回路1(第1图)根据两点调制原理作用系电连接到一调制装置2以及一补偿路径3。PLL回路1具有一相侦测器11(PFD)在其主要路径中，一第一电荷帮浦(CP1)12，一第一回路过滤器(LP1)13以及一电压控制震荡器(VCO)14。回路过滤器13系被装配作为一低通量过滤器，藉其较高频率的信号组件系被缓和。VCO14代表震荡产生组件在PLL回路1中且具有一累积点141以及一频率产生单元142。PLL回路1系被一回馈路径关闭，其自VCO14输出口延伸到PFD11的输入口且其中一可程序化的频率除法器(DIV)15系被配置。DIV15可能被配置例如作为一分率-N频率除法器，藉其一非整数的频率除法亦为可能。
对于一调制信号MS之前处理，调制装置2具有一编制程序单元21以及一数字/模拟转换器(DAC)22。
与PLL回路1之主要路径平行连接的是补偿路径3。补偿路径3具有一第二电荷帮浦(CP2)33以及一第二回路过滤器(LP2)连接于电荷帮浦33之下游。再者，一补偿单元31以及一模拟调制单元32系被配置于补偿路径3中。基于实施的补偿操作，比较单元31以及模拟调制单元32系藉由一第一开关35电连接到PLL回路1之VCO14之一调制输入口ME。藉由一第二开关36，模拟调制单元32之输出可被回馈到比较单元31之一第二输入。此介于调制单元32以及比较单元31之间的信号路径亦具有一增倍放大器37。
在两点调制中，一模拟调制信号以及一数字调制信号系被强加于PLL回路1上经由调制装置2。因为模拟调制信号系被漂移与容限所影响，与数字调制信号相比之下，其不具有任何容限由于其抽象本质，其必须去补偿两调制信号之振幅。
一调制信号MS，其在实施例中以一数字信号的形式出现，系被加入于一累积点4到一载体信号TS，其上PLL频率合成作为基准点。结果信号5系出现在程序化单元21之一输入口。
程序化单元21，其在实施例中被配置作为一σ-Δ调制器，产生在其输出口，一第一数字调制信号6，其系出现在DIV15之一第二输入口。数字调制信号6在此例中说明一除法器比例为1N1，其中N1系一整数。结果，调制信号MS系被注入以一(变量)频率除法比率，由调制决定，经由DIV15进入回馈路径。一第一频率除法信号7，其系出现在PFD11之第一输入口，被产生在DIV15之输出口。
在PFD11之一第二输入，有一参考信号具有一对应的参考频率FREF。参考频率FREF可能被产生例如藉由一震荡器晶体，其系不被表达。结果，一信号为参考信号以及第一频率除法信号7之间频率以及/或相不同的特性系被产生在PFD11的输出点。PFD11之此输出信号9系被使用于驱动电荷帮浦12。一电流依赖信号9而驱动电荷帮浦12系被产生于电荷帮浦12中。以产生于电荷帮浦12中的电流，回路过滤器13系被充电。回路过滤器13之输出信号系为一电压信号且出现在VCO14之调谐输入TE。
一输出信号AS，其系出现于DIV15之第一输入口且被第一数字调制信号6所调制，被产生于VCO14之输出点。
补偿方法系被解释于下以根据第1图之PLL回路为基础。
在一第一步中，第一数字调制信号6，具有一第一常数除法器比率为1N1，被输入。除法器比率1N1系因此PLL回路1被调谐为一第一频率F1，其对应一频道中心频率f差一数字调制振幅ΔfDig。
调谐PLL回路1到频率F1＝F-ΔfDig产生一电压值V1其对应此频率F1于VCO14之调谐输入TE，例如在VCO14之一线性频率电压特征的例子中系与此频率F1成比例。
在此PLL回路1之调谐到频率F1期间，补偿路径3被禁能，第二回路过滤器(LP2)34被重新充电到固定的电压值为零。开关35以及36系在第1图所示的位置，两开关35以及36均被参考为关闭。
一旦PLL回路1调谐到频率F1已经完成，PLL回路1之主要路径于第二步骤中系被禁能，其中来自电荷帮浦12之电流系被设定为固定值为零且控制回路系因此而被打开。在过程中其系由回路过滤器13之整体动作确认电压V1在VCO14之调谐输入口TE或者在一累积点141维持垂直未变。此适用于至少在随后的补偿操作期间。再者，补偿路径3，那就是说第二电荷帮浦33以及第二回路过滤器34，系接着被激活且，因此，控制回路藉由补偿路径3的方式被关闭。两开关35以及36的开关位置藉此维持未变。
随后，程序化单元21被改编，因此一第二数字调制信号6’，其指示一第二常数除法比率1∶N2，系被产生在程序化单元21之输出。
第二除法器比率1∶N2系设定为输出信号AS在VCO14具有一第二频率F2＝f+ΔfDig。PLL回路系因此调谐到第二频率F2。因为电压值V1仍然出现在调谐输入点TE，一对应两队数字调制振幅2ΔfDig之电压值V2系被产生于VCO14之调制输入点ME。
此电压值V2起因于在VCO14的输出频率对应第二频率F2，PLL回路1调谐到该频率。因此，在频率产生单元142有一控制信号SS，其电压V3产生此频率F2。由于总和状况在累积点141以及固定电压V1在调谐输入TE，一电压值为V2(2ΔfDig)＝V3(f+ΔfDig)-V1(f-ΔfDig)系因此在调制输入ME被获得。
为了比较第二低通量过滤器34之输出点的差动信号9’与一模拟调制信号，在一第三步骤中，调制信号MS系藉由DAC22转换成一模拟调制信号8且出现在模拟调制单元32之一第二输入。模拟调制信号8引起一频率F3＝f+ΔfAna在VCO的输出。在补偿状态下，对应此频率F3的电压值在调制输入ME必须为电压值V2的一半。为了与电压值V2比较，此电压值再调制单元32之输出点系被取走且，在倍增放大器37两倍放大之后，作为一比较信号8’被使用到比较单元31之一第二输入。
差动信号9’之电压值V2系同时出现在比较单元31之一第一输入点，其在实施例中被装配作为一比较器。开关位置仍然未变，那就是说比较单元31以及模拟调制单元32从VCO14之调制输入ME藉由第一开关35之开关位置被去耦。
在差动信号9’之电压值V2以及对应作比较信号8’之电压值之间的一偏差被决定于比较单元31中而被消除，其中模拟调制信号之调制振幅在模拟调制单元32之输出点系被改变。
二者择一地，电压V2在比较单元31之输入点，对应差动信号9’，可能被储存，例如藉由一电容器，以及随后与比较信号8’之电压值比较。
一旦补偿操作已经完成，开关35被转接，开关36被打开且电荷帮浦33以及回路过滤器34系被禁能。PLL回路1之主要路径系被激活。
两点调制之PLL回路1系接着被补偿且可以开始其操作。数字调制信号以及模拟调制信号在此例中系被累叠，且PLL回路1之频率无关的传输特性系被获得为所述补偿操作之结果。
比较信号8’的产生亦可能被实施在比较单元21中或者在模拟调制单元32中。
如果一模拟信号被使用作为调制信号MS，调制装置2亦可能被装配例如以DAC22不被需求的方式，但却有一对应的信号转换被执行于数字调制路径中。
信号的补偿使用于补偿单元31可能被执行例如在一反复相的程序中。在此例中，以交替的更新补信号8’之一近似的补偿调制振幅以及发生改变的输出信号之估计接着从比较单元31被获得。当在电压的差异已经在比较单元31被消除，数字调制振幅以及模拟调制振幅的补偿即被达成。
亦可能提供的是，在补偿期间，PLL回路1之主要路径系维持激活，其中第一电荷帮浦12系以一小电流被操作。由于第一电荷帮浦12之减少的电流，PLL回路1之主要路径不能跟随调制且在VCO14之调谐输入口TE的电压维持常数。此允许效果被达成的是漏电流所引起在VCO14之调谐输入TE之一电压损失，其可能发生在一禁能的主要路径的例子中而被补偿。
在第2图中，一概略的流程图呈现补偿的方法。在第一方法步骤S1中，PLL回路1(第1图)系被调谐到一频率F1＝f-ΔfDig，其中第一数字调制信号6系被注入PLL回路1之主要路径。在随后的第二方法步骤S2中，第二数字调制信号6’系被注入到PLL回路1且PLL回路系被调谐到频率F2＝f+ΔfDig。一输出信号9从PLL回路1被耦合输出且一差动信号9’被产生，该差动信号为一控制信号SS在频率产生单元142之输入点之电压改变的特性，其系由两数字调制信号6以及6’所引起。差动信号9’系被与比较信号比较，其系与模拟调制信号8成比例，根据方法步骤S3。比较中所决定的差动信号9’以及比较信号8’之间的偏差被消除，其中模拟调制振幅以对应方法步骤S4的方式被改变。
权利要求
1.一种PLL回路(1)之补偿方法，其根据两点调制原理作用，具有下列步骤(a)注入一第一数字调制信号(6)到该PLL回路(1)，后者被调谐到一第一频率(F1)；(b)注入一第二数字调制信号(6’)到该PLL回路(1)，后者被调谐到一第二频率(F2)，其系不同于该第一频率；(c)耦合输出一差动信号(9’)，其系为该PLL回路(1)之一频率产生单元(142)之一控制信号(SS)改变的特性，其系由该两调制信号(6，6’)所引起，(d)比较该差动信号(9’)与一比较信号(8’)，其系为一模拟调制信号之一调制振幅(ΔfAna)的特性，以及(e)改变该调制振幅(ΔfAna)之方式，系在该差动信号(9’)以及决定于该比较之比较信号(8’)之间的偏差系被消除。
2.根据权利要求第1项所述之方法，其特征在于该第一数字调制信号(6)之注入造成该PLL回路(1)被调谐到一第一频率(F1)，其系由一频道中心频率(f)减掉一可变易选择的，数字的调制振幅(ΔfDig)之频率而形成。
3.根据权利要求第1项或第2项所述之方法，其特征在于该第二数字调制信号(6’)之注入造成该PLL回路(1)被调谐到一第二频率(F2)，其系由加入该可变易选择的，数字调制振幅(ΔfDig)之频率以及该频道中心频率(f)所形成。
4.根据前述权利要求其中一项所述之方法，其特征在于对应该模拟调制振幅之一电压值(V2)系藉由一系数为2来放大与对应该差动信号(9’)的电压值作比较。
5.根据前述权利要求其中一项所述之方法，其特征在于提供控制信号产生之一补偿路径(3)系被与该PLL回路(1)之一主要路径平行连接，其步骤为-激活该补偿路径(3)至少在该第二数字调制信号(6’)注入期间。
6.根据权利要求第5项所述之方法，其特征在于步骤-禁能该PLL回路(1)之主要路径在该第一数字调制信号(6)注入之后，其中一电流藉由一第一电荷帮浦(12)产生于该主要路径而被设定数值为零。
7.根据权利要求第5项所述之方法，其特征在于该PLL回路(1)之主要路径在补偿期间系维持激活且一电流系被该PLL回路(1)之主要路径中的一电荷帮浦(12)设定，以此方式该电压(V1)在该PLL回路(1)之一VCO(14)之一调谐输入(TE)系维持大致上为常数。
8.根据前述权利要求其中一项所述之方法，其特征在于该第一数字调制信号(6)以及该第二数字调制信号(6’)系经由配置在该PLL回路(1)之回馈路径之一频率除法器DIV(15)来注入。
9.一PLL回路，其系被设计用于根据两点调制原理之一模拟调制信号以及一模拟调制信号之注入，其特征在于与该PLL回路(1)之一主要路径平行连接的是一补偿路径(3)，其-包含一耦合输出装置(33，34)用以产生一差动信号(9’)，其系为该PLL回路(1)之一频率产生单元(142)之一控制信号(SS)改变的特性，当不同的数字调制信号(6，6’)被注入该PLL回路(1)时，-包含一比较单元(11)用以比较该差动信号(9’)与一比较信号(8’)，其系为一模拟调制信号(8)之一调制振幅(ΔfAna)之特性，以及-包含一调制单元(32)，其改变该模拟调制信号(8)之调制振幅(ΔfAna)而依赖该比较单元(31)之一输出信号。
10.根据权利要求第9项所述之PLL回路，其特征在于该耦合输出装置(33，34)包含一电荷帮浦(33)以及一回路过滤器(34)连接在该电荷帮浦(33)的下游。
11.根据权利要求第9项或第10项所述之PLL回路，其特征在于一第一开关(35)，藉由该开关，该差动信号(9’)可被使用于该PLL回路(1)之一VCO(14)之一调制输入(ME)。
12.根据权利要求第9项至第11项其中一项所述之PLL回路，其特征在于一第二开关(36)，在其关闭位置时，比较信号(8’)系出现于该比较单元(31)之一输入。
全文摘要
一PLL回路(1)系藉由使用一第一数字调制信号(6)被调谐到一第一频率(F1)且随后藉由使用一第二数字调制信号(6’)被调谐到一第二频率(F2)。一差动信号(9’)，其系为VCO(14)之一控制信号(SS)之电压改变的特性，是由调制信号所引起，而与一比较信号(8’)来比较，其系为模拟调制振幅之特性，且模拟调节振幅系以此藉由比较所决定的一偏差被消除方式而被改变。
文档编号H03L7/089GK1559104SQ02818991
公开日2004年12月29日 申请日期2002年7月24日 优先权日2001年9月28日
发明者C·格雷温格, M·哈姆梅斯, A·汉克, G·利普马, C 格雷温格, 章, 访匪 申请人:因芬尼昂技术股份公司