展频频率产生器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种展频频率产生器，包括有一频率比较器，用来根据一参考讯号及相关于一输出频率讯号的一频率讯号，产生一补偿讯号；一三角波产生器，用来根据一频率控制讯号，产生一三角波讯号；一加法器，耦接于该三角波产生器及该频率比较器之间，用来将该补偿讯号补偿至该三角波讯号，以产生一加法结果；以及一频率合成器，耦接于该频率比较器及该加法器，用来产生该输出频率讯号，并根据该加法结果调整该输出频率讯号，以降低该输出频率讯号的频率偏移。
【专利说明】展频频率产生器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种展频频率产生器，尤其涉及一种可校正输出频率讯号的频率偏移量的展频频率产生器。
【背景技术】
[0002]于已知技术中，展频频率产生器可利用模拟式频率产生器或数字式频率产生器来产生展频频率讯号。模拟式频率产生器的频宽设计受限于展频频率规格，需要额外增加电路面积以达成展频效果，不仅如此，模拟式频率产生器还需要一锁相回路来完成高分辨率的频率合成，因而容易因为制程的变异而影响展频的幅度。而数字式频率产生器虽已包括一锁相回路，但其未通过锁相回路内的回授路径来产生展频频率讯号，因此，所产生的展频讯号容易产生频率飘移。
[0003]请参考图1，图1为已知一展频频率产生器10的示意图。展频频率产生器10包括有一频率合成器100及一三角波产生器102。频率合成器100包括有一第一除频器104、一相位侦测器106、一回路滤波器108、一电压控制振荡器110、一第二除频器112、一第三除频器114及一第一三角积分调变器116。第一除频器100用来对一参考频率fin进行除频，以产生一参考讯号Sin。相位侦测器106稱接于第一除频器104,用来根据参考讯号Sin及一第一回馈讯号Sfb，产生一相位差讯号Sph。回路滤波器108耦接于相位侦测器106，用来根据相位差讯号Sph,产生一滤波电压讯号Sflt。电压控制振荡器110稱接于回路滤波器108,用来根据滤波电压讯号 Sflt，产生电压输出讯号Sv。。第三除频器114耦接于电压控制振荡器110及第二除频器112之间，用来对电压输出讯号Sv。进行除频，以产生输出频率讯号S。”第二除频器112耦接于相位侦测器106及第三除频器114之间，用来根据输出频率讯号Stjf，产生第一回馈讯号Sf^第一三角积分调变器116耦接于第二除频器112与三角波产生器102之间，用来控制第二除频器112的一除频倍率!\。至于三角波产生器102则耦接于频率合成器100的第一三角积分调变器116,用来根据一频率控制讯号ftw,产生一三角波讯号Stw。
[0004]在频率合成器100中，第二除频器112为一整数运算，通过第一三角积分调变器116来控制第二除频器112的运作，可使第二除频器112的除频倍率T1为一时变整数，因而使除频倍率T1的一平均值为一非整数值，以达成高分辨率的频率合成运作，接着将三角波产生器102产生的三角波形输出至具有高分辨率的频率合成器100后，即可完成展频需求。然而，频率合成器100于不同的频率、电压、温度等等环境下都可能造成增益的变化，展频时输出的频率讯号亦会出现上下不对称的情况。因此，如何减少不同环境因素对展频时输出的频率讯号造成的频率偏移，已成为业界所努力的目标之一。
【发明内容】
[0005]因此，本发明主要提供一种展频频率产生器，其可提供一频率补偿量以减少输出频率讯号的频率偏移量。
[0006]本发明公开一种展频频率产生器，包括有一频率比较器，用来根据一参考讯号及相关于一输出频率讯号的一频率讯号，以产生一补偿讯号；一三角波产生器，用来根据一频率控制讯号，产生一三角波讯号；一加法器，耦接于该三角波产生器及该频率比较器之间，用来将该补偿讯号补偿至该三角波讯号，以产生一加法结果；以及一频率合成器，耦接于该频率比较器及该加法器，用来产生该输出频率讯号，并根据该加法结果调整该输出频率讯号，以降低该输出频率讯号的偏移。
[0007]本发明还公开一种产生一展频频率的方法，该方法包括有由一频率比较器根据一参考讯号及相关于一输出频率讯号的一频率讯号，以产生一补偿讯号；由一三角波产生器根据一频率控制讯号，以产生一三角波讯号；由一加法器将该补偿讯号补偿至该三角波讯号，以产生一加法结果；以及由一频率合成器产生该输出频率讯号，并根据该加法结果来调整该输出频率讯号，以降低该输出频率讯号的偏移。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为已知一展频频率广生器的不意图。
[0009]图2为本发明实施例一展频频率产生器的示意图。
[0010]图3为本发明实施例一展频频率产生器的示意图。
[0011]图4为本发明实施例一展频频率产生器的示意图。
[0012]图5为本发明实施例一展频频率产生器的示意图。
[0013]其中，附图标记说明如下:
[0014]10、20、30、40、50展频频率产生器
[0015]100频率合成器
[0016]102三角波产生器
[0017]104第一除频器
[0018]106相位侦测器
[0019]108回路滤波器
[0020]110电压控制振荡器
[0021]112第二除频器
[0022]114第三除频器
[0023]116第一三角积分调变器
[0024]200、300、400频率比较器
[0025]202加法器
[0026]402第四除频器
[0027]404第二三角积分调变器
[0028]fin参考频率
[0029]ftw频率控制讯号
[0030]Sin参考讯号
[0031]Sfb第一回馈讯号
[0032]Sph相位差讯号
[0033]Sflt滤波电压讯号
[0034]Svo电压输出讯号[0035]Sof输出频率讯号
[0036]Stw三角波讯号
[0037]Scomp补偿讯号
[0038]R加法结果
[0039]Sd除频讯号
[0040]T1^T2除频倍率
【具体实施方式】
[0041]本发明主要精神是利用频率比较器来比较展频频率产生器的参考讯号及相关于输出频率讯号的频率讯号，再将比较结果补偿至展频频率产生器的三角波讯号，进而控制展频频率产生器的频率合成器的运作，以调整展频频率产生器的输出频率讯号。其中，频率讯号可选择展频频率产生器的回馈讯号，亦可以选择展频频率产生器的输出频率讯号，又或者是选择对输出频率讯号进行除频后的讯号。参考讯号与相关于输出频率讯号的频率讯号皆可依照系统的需求做调整，例如倍率调整，而不限于此。
[0042]请参考图2，图2为本发明实施例一展频频率产生器20的示意图。展频频率产生器20是建立于已知的展频频率产生器10之上，故相同组件延用相同名称及符号表示。展频频率产生器20相较于展频频率产生器10增加了一频率比较器200及一加法器202。加法器202耦接于三角波产生器102与频率合成器100之间，而频率比较器200则耦接于频率合成器100与加法器202 之间。
[0043]详细来说，频率比较器200用来比较第一除频器100所产生的参考讯号Sin及第二除频器112所产生的第一回馈讯号Sfb，并据以产生一补偿讯号S_p。加法器202用来将补偿讯号Sramp补偿至三角波讯号Stw，以产生一加法结果R。接着，第一三角积分调变器116利用加法结果R来控制第二除频器112的除频倍率T1,以调整频率合成器100的输出频率讯号S。,。换句话说，通过频率比较器200的比较动作以及加法器202的补偿动作，展频频率产生器20可将频率比较器200所产生的补偿量补偿至三角波讯号Stw，以进一步地控制第二除频器112的除频倍率T1，并据以调整频率合成器100的输出频率讯号Stjf,因而达成降低输出频率讯号Stjf的平均频率偏移的目的。至于展频频率产生器20的频率合成器100的运作已于先前技术中详细说明，于此不再赘述。
[0044]简言之，展频频率产生器20利用频率比较器200来对参考讯号Sin及第一回馈讯号Sfb进行比较，再通过加法器202将比较结果补偿至用来展频的三角波讯号Stw，进而调整频率合成器100的输出频率讯号Stjf,以减少不同环境因素对输出频率讯号Stjf造成的频率偏移。
[0045]展频频率产生器20主要以第二除频器112所产生的第一回馈讯号Sfb作为相关于输出频率讯号Stjf的频率讯号，并将其与参考讯号Sin进行比较，进而补偿三角波讯号Stw，及调整输出频率讯号Sf除此之外，亦可直接将输出频率讯号Stjf与参考讯号Sin进行比较，亦可达成相似效果。
[0046]请参考图3，图3为本发明实施例一展频频率产生器30的示意图。展频频率产生器30是建立于展频频率产生器20之上，二者结构大致相同，差别在于展频频率产生器30以一频率比较器300取代展频频率产生器20的频率比较器200。频率比较器300不同于频率比较器200之处在于频率比较器300是用来根据参考讯号Sin及输出频率讯号Stjf,以产生一补偿讯号S_p。至于其它部份的运作方式皆如图2的说明，于此不再赘述。
[0047]值得一提的是，频率比较器300是针对参考讯号Sin及输出频率讯号Stjf进行比较，再将比较结果补偿至用来展频的三角波讯号Stw，进而调整频率合成器100的输出频率讯号S0fo换句话说，频率比较器300、加法器202及频率合成器100形成一回路，且该回路包括有频率合成器100的锁相回路(由相位侦测器106、回路滤波器108、电压控制振荡器110、第二除频器112、第三除频器114所组成)，由此可知，频率比较器300产生的补偿讯号S_p会回馈至频率合成器100的锁相回路，并于频率合成器100产生输出频率讯号Stjf时，将频率比较器300的补偿结果生效于输出频率讯号Sf也就是说，每一次的展频运作皆可通过补偿动作来影响下一次的展频运作。
[0048]简言之，展频频率产生器30利用频率比较器300的比较结果来调整频率合成器100的输出频率讯号Stjf，如此一来，不仅可以减少不同环境因素对输出频率讯号Stjf造成的频率偏移，亦可以将频率比较器300的补偿结果可生效于输出频率讯号Stjft5
[0049]另一方面，本发明还可采用对输出频率讯号Stjf进行除频后的讯号作为相关于输出频率讯号Stjf的频率讯号。请继续参考图4，图4为本发明实施例一展频频率产生器40的示意图。展频频率产生器40相较于展频频率产生器30增加了一第四除频器402及一第二三角积分调变器404，并以一频率比较器400取代频率比较器300。第四除频器402耦接于第三除频器114与频率比较器400之间，用来对输出频率讯号Stjf进行除频，以产生一除频讯号Sd，并将除频讯号Sd输出至频率比较器400。第二三角积分调变器404则耦接于第四除频器402，通过用来产生三角波讯号Stw的频率控制讯号ftw来控制第四除频器402的一除频倍率T2。再者，频率比较器400不同于频率比较器300之处是根据参考讯号Sin及除频讯号Sd来产生补偿讯号Scotp，使得参考讯号Sin及除频讯号Sd于相同倍率下进行比较。另夕卜，第四除频器402为一整数运算，通过第二三角积分调变器404来控制第四除频器402的运作，可使第四除频器402的除频倍率T2为一时变整数，因而使得除频倍率T2的一平均值为一非整数值。至于其它部份的运作方式皆如图3所述，于此不再赘述。
[0050]值得一提的是，第四除频器402及第二三角积分调变器404是用来将参考讯号Sin及输出频率讯号Stjf调整至相同倍率，因此，若是通过第四除频器402已可使相关于输出频率讯号Stjf的除频讯号Sd与参考讯号Sin具有相同倍率，则可省略第二三角积分调变器404，如图5的展频频率产生器50所示。同理，若通过第三除频器114已可使输出频率讯号Stjf与参考讯号Sin具有相同倍率，则可省略第四除频器402及第二三角积分调变器404，如图3所示。
[0051]简言之，展频频率产生器40与展频频率产生器30的运作方式大致相同，不同之处在于展频频率产生器40当将参考讯号Sin与输出频率讯号StjfX法调整至相同倍率时，将不同倍率的参考讯号Sin与输出频率讯号Stjf调整至相同倍率，使频率比较器400可正常执行比较动作。因此，展频频率产生器40如同展频频率产生器30仍可达到减少不同环境因素对输出频率讯号Stjf造成的频率偏移的目的，亦可将频率比较器400的补偿结果生效于输出频率讯号Stjft5
[0052]由上述的展频频率产生器20、30及40可归纳出一种产生一展频频率的方法，该方法是由频率比较器(其可为频率比较器200、频率比较器300或频率比较器400 )根据参考讯号Sin及相关于输出频率讯号Stjf的频率讯号，以产生补偿讯号Scotp，再由三角波产生器102根据频率控制讯号ftw，以产生三角波讯号Stw，接着由加法器202将补偿讯号Scotp补偿至三角波讯号Stw，以产生加法结果R，再由频率合成器100产生输出频率讯号Stjf,并根据加法结果R来调整输出频率讯号Stjf,以降低输出频率讯号Stjf的频率偏移。其中，相关于输出频率讯号Stjf的频率讯号可选择第一回馈讯号Sfb，或是输出频率讯号Stjf，又或者是对输出频率讯号Stjf除频后的除频讯号Sd。至于此方法的详细说明如前所述，于此不赘述。
[0053]于已知技术中，展频频率产生器并未通过其锁相回路内的回授路径来产生展频频率讯号，因此，所产生的展频讯号容易产生飘移，而且，展频频率产生器的频率合成器于不同的频率、电压、温度等等环境下都可能造成增益的变化，展频时输出的频率讯号亦会出现上下不对称的情况。相较之下，本发明于展频频率产生器外还加上一频率比较器来针对频率合成器的参考讯号及输出频率讯号进行比较，再通过一加法器将比较结果补偿至用来展频的三角波讯号，进而调整展频频率产生器的输出频率讯号，以减少不同环境因素对输出频率讯号造成的频率偏移。
[0054]综上所述，通过频率比较器及加法器的运作，本发明的展频频率产生器可利用频率比较器产生的补偿结果来补偿用来展频的三角波讯号，以减少不同环境因素对展频频率产生器的输出频率讯号造成的频率偏移。
[0055]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种展频频率产生器，包括有: 一频率比较器，用来根据一参考讯号及相关于一输出频率讯号的一频率讯号，产生一补偿讯号； 一三角波产生器，用来根据一频率控制讯号，产生一三角波讯号； 一加法器，耦接于该三角波产生器及该频率比较器之间，用来将该补偿讯号补偿至该三角波讯号，以产生一加法结果；以及 一频率合成器，耦接于该频率比较器及该加法器，用来产生该输出频率讯号，并根据该加法结果调整该输出频率讯号，以降低该输出频率讯号的偏移。
2.如权利要求1所述的展频频率产生器，其特征在于，该频率合成器包括有: 一第一除频器，用来对一参考频率进行除频，以产生该参考讯号； 一相位侦测器，耦接于该第一除频器，用来根据该参考讯号及一第一回馈讯号，产生一相位差讯号； 一回路滤波器，耦接于该相位侦测器，用来根据该相位差讯号，产生一滤波电压讯号；一电压控制振荡器，耦接于该回路滤波器，用来根据该滤波电压讯号，产生该输出频率讯号； 一第二除频器，耦接于该相位侦测器及该电压控制振荡器之间，用来根据该输出频率讯号，产生该第一回馈讯号； 一第三除频器，耦接于该电压控制振荡器及该第二除频器间，用来对该输出频率讯号进行除频，以产生该输出频率讯号；以及 一第一三角积分调变器，耦接于该第二除频器与该加法器之间，用来根据该加法结果，控制该第二除频器的一第一除频倍率。
3.如权利要求2所述的展频频率产生器，其特征在于，相关于该输出频率讯号的该频率讯号是该第一回馈讯号。
4.如权利要求2所述的展频频率产生器，其特征在于，相关于该输出频率讯号的该频率讯号是该输出频率讯号。
5.如权利要求4所述的展频频率产生器，其还包括有一第四除频器，用来对该输出频率讯号进行除频，以产生一除频讯号作为该频率讯号。
6.如权利要求5所述的展频频率产生器，其还包括有一第二三角积分调变器，耦接于该第四除频器，用来控制该第四除频器的一第二除频倍率。
7.如权利要求5所述的展频频率产生器，其特征在于，该第四除频器是一整数除频器，且该第二除频倍率为一时变整数，使该第二除频倍率的一平均值为一非整数值。
8.如权利要求2所述的展频频率产生器，其特征在于，该第一除频器是一整数除频器，且该第一除频倍率为一时变整数，使该第一除频倍率的一平均值为一非整数值。
9.一种产生一展频频率的方法，该方法包括有: 由一频率比较器根据一参考讯号及相关于一输出频率讯号的一频率讯号，产生一补偿讯号； 由一三角波产生器根据一频率控制讯号，以产生一三角波讯号； 由一加法器将该补偿讯号补偿至该三角波讯号，以产生一加法结果；以及 由一频率合成器产生该输出频率讯号，并根据该加法结果来调整该输出频率讯号，以降低该输出频率讯号的偏移。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，由该频率合成器根据该加法结果来调整该输出频率讯号的步骤包括有: 对一参考频率进行除频，以产生该参考讯号； 根据该参考讯号及一第一回馈讯号，产生一相位差讯号； 对该相位差讯号进行滤波，以产生一滤波电压讯号； 根据该滤波电压讯号，产生该输出频率讯号； 根据该加法结果，决定一第一除频倍率；以及 根据该第一除频倍率对该输出频率讯号进行除频，以产生该第一回馈讯号。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，相关于该输出频率讯号的该频率讯号是该第一回馈讯号。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，相关于该输出频率讯号的该频率讯号是该输出频率讯号。
13.如权利要求12所述的方法，其还包括有根据一第二除频倍率对该输出频率讯号进行除频。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该除频运算是一整数除频运算，且该第二除频倍率为一时变整数，使该第二除频倍率的一平均值为一非整数值。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该除频运算是一整数除频运算，且该第一除频倍率为一时变整数，使该第一除频倍率的一平均值为一非整数值。
【文档编号】H03B5/04GK103904997SQ201210572505
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月26日 优先权日:2012年12月26日
【发明者】许宏远 申请人:联咏科技股份有限公司