一种锁相环预加重系统的制作方法

1.本发明涉及集成电路相关技术领域，尤其涉及一种锁相环预加重系统。


背景技术：

2.pll(phase-locked loop，锁相环)是一种将输出相位与参考相位相比较，从而得到稳定的输出相位或者输出频率的系统。pll被广泛应用于电子学和通信领域中。
3.现有技术中已有的直接调制方式有开环发射和两点式调制发射等方式。
4.如图1所示，开环发射：
5.待锁相环锁定后，断开电荷泵与滤波器的连接，使滤波器锁定电压保持一段时间，在这段时间内，将调制信号输送给模数转换器来控制压控振荡器频率的变化。
6.开环发射这种方法存在如下问题：
7.滤波器保持电压的时间有限，意味着发送一帧的数据长度受到了限制；
8.开环后容易受到电源和地波动的干扰，引入杂散；
9.需要用到模数转换器，增加成本。
10.如图2所示，两点式调制：
11.待锁相环锁定后，通过两路改变其输出的频率。一路是带外调制，即通过模数转换器改变压控振荡器的输入电压来改变其频率。一路是带内调制，即通过数字调制模块改变分频器的分频值来改变频率。
12.这种方法存在如下问题：
13.带内带外需要严格的匹配，实际较难做到，因此影响精度；
14.需要用到模数转换器，增加成本。
15.有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种锁相环预加重系统，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

16.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种锁相环预加重系统。
17.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
18.一种锁相环预加重系统，包括锁相环电路和预加重调制电路，锁相环电路包括顺次串联的鉴频鉴相器、电荷泵、滤波器、压控振荡器和分频器，鉴频鉴相器接锁相环电路的输入端，参考频率接入锁相环电路的输入端，压控振荡器接锁相环电路的输出端，分频器将锁相环电路的输出频率分频后输入鉴频鉴相器形成环路；预加重调制电路包括数字滤波器、预加重模块和调制模块，数字调制信号通过数字滤波器并经过预加重模块预加重后与频道选择信号一起输入到调制模块，调制模块与锁相环电路的分频器相连接。
19.作为本发明的进一步改进，滤波器为二阶滤波器，二阶滤波器包括第一电容、第一电阻和第二电容，第一电容的第一端接滤波器的输入端，第一电容的第二端接地，第一电阻的第一端接滤波器的输出端，第一电阻的第二端接第二电容的第一端，第二电容的第二端
接地。
20.作为本发明的进一步改进，滤波器传递函数：
21.其中，wz为零点，w
p
为极点；
22.pll算相位噪声的闭环函数，计算从数字滤波器输出到压控振荡器输出：
[0023][0024][0025][0026]
其中，n为分频值，fref为参考频率，k
vco
为压控振荡器的输出频率与输入电压斜率比，i
cp
为电荷泵电流，w
loop
为闭环函数单位增益点；
[0027]
其中，z变换与s变换之间的近似转换关系：
[0028]
根据taylor级数：
[0029]
其中，f在锁相环中为参考频率；
[0030]
预加重即是它除参考频率以外表达式的倒数，化成z域，将s＝f(1-z-1
)代入得：
[0031]
[0032]
作为本发明的进一步改进，滤波器为三阶滤波器，三阶滤波器包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻和第二电阻，第一电容的第一端接滤波器的输入端，第一电容的第二端接地，第一电阻的第一端接第二电阻的第一端，第一电阻的第二端接第二电容的第一端，第二电容的第二端接地，第二电容的第一端和第二电阻的第一端汇合后接滤波器的输出端，第二电容的第二端接地。
[0033]
作为本发明的进一步改进，滤波器传递函数：
[0034]
其中，wz为零点，w
p
为极点；
[0035]
pll算相位噪声的闭环函数，计算从数字滤波器输出到压控振荡器输出：
[0036][0037][0038]
其中，n为分频值，fref为参考频率，k
vco
为压控振荡器的输出频率与输入电压斜率比，i
cp
为电荷泵电流，w
loop
为闭环函数单位增益点；
[0039]
其中，z变换与s变换之间的近似转换关系：
[0040]
根据taylor级数：
[0041]
其中，f在锁相环中为参考频率；
[0042]
预加重即是它除参考频率以外表达式的倒数，化成z域，将s＝f(1-z-1
)代入得：
[0043][0044]
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
[0045]
本发明锁相环预加重系统提供了一种新型的调制方式：即带内预加重调制方式；本发明只调带内不调带外，因此不需要带内带外的匹配；本发明发射数据包时，锁相环一直处于闭环状态，因此对数据帧长度没有限制；本发明不需要用到数模转换器，节省了面积和成本。
[0046]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0047]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0048]
图1是现有技术中开环发射的结构示意图；
[0049]
图2是现有技术中两点式发射的结构示意图；
[0050]
图3是本发明一种锁相环预加重系统的结构示意图；
[0051]
图4是图3中滤波器第一实施例的结构示意图；
[0052]
图5是图3中滤波器第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0053]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0054]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]
实施例
[0056]
如图3～图5所示，
[0057]
一种锁相环预加重系统，包括锁相环电路和预加重调制电路，锁相环电路包括顺次串联的鉴频鉴相器、电荷泵、滤波器、压控振荡器和分频器，鉴频鉴相器接锁相环电路的输入端，参考频率接入锁相环电路的输入端，压控振荡器接锁相环电路的输出端，分频器将锁相环电路的输出频率分频后输入鉴频鉴相器形成环路；预加重调制电路包括数字滤波器、预加重模块和调制模块，数字调制信号通过数字滤波器并经过预加重模块预加重后与频道选择信号一起输入到调制模块，调制模块与锁相环电路的分频器相连接。
[0058]
如图2，本发明第一实施例：滤波器为二阶滤波器，二阶滤波器包括第一电容、第一电阻和第二电容，第一电容的第一端接滤波器的输入端，第一电容的第二端接地，第一电阻的第一端接滤波器的输出端，第一电阻的第二端接第二电容的第一端，第二电容的第二端接地。
[0059]
滤波器传递函数：
[0060]
其中，wz为零点，w
p
为极点；
[0061]
pll算相位噪声的闭环函数，计算从数字滤波器输出到压控振荡器输出：
[0062][0063][0064]
其中，n为分频值，fref为参考频率，k
vco
为压控振荡器的输出频率与输入电压斜率比，i
cp
为电荷泵电流，w
loop
为闭环函数单位增益点；
[0065]
其中，z变换与s变换之间的近似转换关系：
[0066]
根据taylor级数：
[0067]
其中，f在锁相环中为参考频率；
[0068]
预加重即是它除参考频率以外表达式的倒数，化成z域，将s＝f(1-z-1
)代入得：
[0069][0070]
如图3，本发明第二实施例：滤波器为三阶滤波器，三阶滤波器包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻和第二电阻，第一电容的第一端接滤波器的输入端，第一电容的第二端接地，第一电阻的第一端接第二电阻的第一端，第一电阻的第二端接第二电容的第一端，第二电容的第二端接地，第二电容的第一端和第二电阻的第一端汇合后接滤波器的输出端，第二电容的第二端接地。
[0071]
滤波器传递函数：
[0072]
其中，wz为零点，w
p
为极点；
[0073]
pll算相位噪声的闭环函数，计算从数字滤波器输出到压控振荡器输出：
[0074][0075][0076]
其中，n为分频值，fref为参考频率，k
vco
为压控振荡器的输出频率与输入电压斜率比，i
cp
为电荷泵电流，w
loop
为闭环函数单位增益点；
[0077]
其中，z变换与s变换之间的近似转换关系：
[0078]
根据taylor级数：
[0079]
其中，f在锁相环中为参考频率；
[0080]
预加重即是它除参考频率以外表达式的倒数，化成z域，将s＝f(1-z-1
)代入得：
[0081][0082]
本发明锁相环预加重系统提供了一种新型的调制方式：即带内预加重调制方式；本发明只调带内不调带外，因此不需要带内带外的匹配；本发明发射数据包时，锁相环一直处于闭环状态，因此对数据帧长度没有限制；本发明不需要用到数模转换器，节省了面积和成本。
[0083]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指咧所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0084]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接：可以是机械连接，也可以是电连接：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通.对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0085]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。