Un generador de frecuencia.

Un generador de frecuencias (100, 500) que comprende un oscilador (110,

510) que está adaptado paragenerar señales I y Q en una primera frecuencia con un desfase de 90 grados entre ellas, comprendiendo también elgenerador de frecuencias (100, 500) un predivisor (120, 520) que utiliza las señales I y Q desde el oscilador (110,510) como sus señales de entrada y escala la primera frecuencia de las señales de entrada mediante un factor,estando el generador de frecuencias (100, 500) caracterizado porque el predivisor comprende un generador defases de reloj (121) que tiene las señales I y Q del oscilador como su entrada y puede generar un númeropredeterminado de fases en forma de combinaciones de I y de Q, comprendiendo también el predivisor un banco deconmutadores (122) con un número de conmutadores (S0-S7), correspondiendo el número de conmutadores alnúmero de fases que pueden ser generadas por el generador de fases de reloj (121), de manera que cadaconmutador utiliza como su entrada una de las fases del generador de fases de reloj (121), comprendiendo tambiénel predivisor un componente de lógica de selección de reloj (124) y una máquina de estados (123) que puede asumirun número predeterminado de estados como su salida, siendo el estado de salida de la máquina de estados (123)utilizado como entrada al componente lógico de selección de reloj (124) para determinar qué conmutador del bancode conmutadores (122) utilizar como salida del banco de conmutadores (122) y como entrada a la máquina deestados (123), determinando por ello el factor de escala del predivisor, siendo una salida de la máquina de estados(123) una señal fsalida con una frecuencia deseada.

Un generador de frecuencia.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención describe un generador de nueva frecuencia.

ANTECEDENTES

El receptor y los transmisores de radio tal como se utilizan, por ejemplo, en los sistemas de comunicación celulares, requieren que una fuente de señal genere un oscilador local, LO (Local Oscillator, en inglés) y/o una señal portadora. Con el fin de obtener soluciones flexibles que puedan manejar un amplio intervalo de frecuencias, se desea que la fuente de señal deba ser capaz de cubrir un intervalo de frecuencias continuo y amplio.

Con una fuente “de núcleo” de señal que puede cubrir un octavo, es decir un factor dos, de un cierto intervalo de frecuencias, es posible generar cualquier frecuencia más baja añadiendo un número seleccionable de etapas de dividir por dos después de la fuente de núcleo.

Tradicionalmente, los generadores de núcleo de intervalo de frecuencias de octavo son realizados utilizando un único oscilador o utilizando varios osciladores, cada uno de los cuales cubre un subconjunto del intervalo de frecuencias de octavo. No obstante, existen algunos inconvenientes a estas soluciones:

Un inconveniente para el planteamiento de un único oscilador es que el oscilador necesita cubrir un intervalo de frecuencias relativamente grande (es decir un octavo) . Este intervalo de frecuencias grande o ancho de banda, resulta en un mal comportamiento del ruido de fase, que a su vez a menudo produce un comportamiento inaceptable del sistema.

El planteamiento con varios sub-osciladores resulta en soluciones grandes, inefectivas y caras. Las soluciones alternativas que combinan un generador con sucesivos multiplicadores y divisores para producir una frecuencia de salida deseada son conocidos, por ejemplo, del documento DE 199 46 467 A1. Además, el documento WO 01/191299 utiliza expansiones de series derivadas de una división seleccionada y mezcla de banda lateral para determinar una frecuencia de referencia para su uso en un PLL.

COMPENDIO

Como se desprende de la descripción anterior, existe una necesidad de un generador de frecuencias mejorado que pueda cubrir al menos un octavo de un intervalo de frecuencias, sin tener los inconvenientes de las soluciones conocidas.

Esta necesidad se cubre mediante la presente invención porque describe un generador de frecuencias que comprende un oscilador que está adaptado para generar señales I y Q en una primera frecuencia con un desfase de 90 grados entre ellas.

El generador de frecuencias comprende también un predivisor que utiliza las señales de I y Q del oscilador como señales de entrada y escala la primera frecuencia de las señales de entrada un predivisor que utiliza las señales de I y de Q del oscilador como señales de entrada y escala la primera frecuencia de las señales de entrada mediante un factor.

El predivisor comprende un generador de fases de reloj que tiene las mismas señales I y Q del oscilador como su entrada y pueden generar un número de fases predeterminado en forma de combinaciones de I y Q. Además, el predivisor comprende también un banco de conmutadores con un número de conmutadores. El número de conmutadores corresponde al número de fases que pueden ser generadas por el generador de fases de reloj, de manera que cada conmutador utiliza como su entrada una de las fases del generador de fases del reloj.

El predivisor comprende también un componente lógico de selección de reloj y una máquina de estados que pueda asumir un número predeterminad de estados como salida. El estado de salida de la máquina de estados se utiliza como entrada al componente de lógica de selección de reloj para determinar qué conmutador del banco de conmutadores utilizar como salida del conmutador y como entrada a la máquina de estados, determinando por ello el factor de escala del predivisor. Una salida de la máquina de estados es una señal fsalida con una frecuencia deseada.

En una realización, el número predeterminado de fases del generador de fases del reloj es ocho.

En una realización, el número predeterminado de estados que la máquina de estados puede asumir es ocho.

En una realización, la máquina de estados es un contador de tres bits.

En una realización, la máquina de estados es un contador de Johnson.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La invención se describirá con más detalle en lo que sigue, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales la Fig. 1 muestra una primera realización de la presente invención, y

la Fig. 2 muestra una tabla obtenida mediante la invención, y

la Fig. 3 muestra un detalle de la invención, y

la Fig. 4 muestra la entrada/salida de una parte del detalle de la Fig. 3, y

la Fig. 5 muestra una segunda realización de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La Fig. 1 muestra una primera realización 100 de un generador de frecuencias de la invención. Como puede verse en Fig. 1, el generador de frecuencias 100 comprende un oscilador 110, que en esta realización es un llamado oscilador de cuadratura, es decir, un oscilador que produce dos señales de salida en una y la misma frecuencia pero con un desfase de noventa grados entre ellas.

Debido al desfase de noventa grados, las dos señales de salida se denominan a menudo señales I y Q, en fase y en cuadratura de fase. Esto se muestra también en la Fig. 1, mostrándose las señales de salida del oscilador 110 como I y Q.

Como se indica en la Fig. 1, el generador de frecuencias 100 comprende un predivisor 120, es decir un componente que toma una señal de entrada que está en una cierta frecuencia y escala su frecuencia mediante un factor predeterminado. Un predivisor puede, por ejemplo, convertir una señal de 1 MHz en una señal de 100 kHz, de manera que escala la frecuencia mediante un factor de 10. En este caso, el escalado es una división mediante un factor predeterminado de 10, aunque el predivisor puede también ser utilizado para “escalar aumentando”, es decir, multiplicación por un factor predeterminado.

Como se indica en la Fig. 1, el predivisor 120 de la invención puede ser variable, de manera que, de un modo que se explicará con más detalle posteriormente, pueda utilizarse para escalar reduciendo la frecuencia de una señal de entrada mediante un factor variable, tal como los mostrados en la Fig. 1, es decir, 1, 25, 1, 5, 1, 75 y 2. Naturalmente, pueden obtenerse también otros factores de escala utilizando los mismos principios que los que se explicarán a continuación. Además, como resultará evidente para los expertos en la materia, el principio utilizado por la presente invención puede ser también utilizado para escalar aumentando la frecuencia del oscilador.

En una realización preferida del generador de frecuencias 100, el oscilador 110 es también variable, de manera que puede, por ejemplo, ser utilizado para generar señales de salida a una frecuencia que es superior al 25% por encima de una frecuencia nominal f0, es decir la frecuencia de la señal de salida del oscilador 110 estará en el intervalo de 1-1, 25%. Esta variación es controlada por medio, por ejemplo, de una señal de control de entrada al oscilador, aunque esta señal de control no se muestra en la Fig. 1.

Utilizando los factores de los ejemplos anteriores, la tabla de la Fig. 2 muestra qué frecuencias de salida, fsalida pueden ser obtenidas del generador por medio de los diferentes ajustes en el predivisor 120. Por ejemplo, utilizando el ajuste del predivisor de /1, 25, las posibles frecuencias de salida estarán en el intervalo de 0, 8 a 1, 0 de f0. El intervalo de frecuencia exacto en los modos de /1, 5, /1, 75 y /2 es ligeramente mayor que el mostrado en la tabla de la Fig. 2. En la Fig. 2, los números están redondeados para clarificar la cobertura de frecuencias continua.

La Fig. 3 muestra un ejemplo de un diseño de un predivisor 120: el predivisor 120 comprende un generador de fases de reloj 121, un banco de conmutadores 122 de 8 conmutadores, S0-S7, un contador 123 binario de 3 bits y un componente lógico de selección de reloj, 124. El factor de escala del predivisor 120 es controlado por medio de una señal de control para el componente lógico de selección de reloj 124.

La función del predivisor 120 es como sigue: el generador de fases del reloj 121 recibe las señales I-y Q-como entrada y genera las siguientes ocho posibles combinaciones de estas señales, como se indica en la Fig. 3:

I+Q, Q, - (I-Q) , -I, - (I+Q) , -Q, I-Q e I. Estas ocho señales pueden verse también representando ocho fases diferentes o posiciones de fase para una y la misma señal en un sistema de coordenadas de I-y Q-.... [Seguir leyendo]

1. Un generador de frecuencias (100, 500) que comprende un oscilador (110, 510) que está adaptado para generar señales I y Q en una primera frecuencia con un desfase de 90 grados entre ellas, comprendiendo también el generador de frecuencias (100, 500) un predivisor (120, 520) que utiliza las señales I y Q desde el oscilador (110, 510) como sus señales de entrada y escala la primera frecuencia de las señales de entrada mediante un factor, estando el generador de frecuencias (100, 500) caracterizado porque el predivisor comprende un generador de fases de reloj (121) que tiene las señales I y Q del oscilador como su entrada y puede generar un número predeterminado de fases en forma de combinaciones de I y de Q, comprendiendo también el predivisor un banco de conmutadores (122) con un número de conmutadores (S0-S7) , correspondiendo el número de conmutadores al número de fases que pueden ser generadas por el generador de fases de reloj (121) , de manera que cada conmutador utiliza como su entrada una de las fases del generador de fases de reloj (121) , comprendiendo también el predivisor un componente de lógica de selección de reloj (124) y una máquina de estados (123) que puede asumir un número predeterminado de estados como su salida, siendo el estado de salida de la máquina de estados (123) utilizado como entrada al componente lógico de selección de reloj (124) para determinar qué conmutador del banco de conmutadores (122) utilizar como salida del banco de conmutadores (122) y como entrada a la máquina de estados (123) , determinando por ello el factor de escala del predivisor, siendo una salida de la máquina de estados (123) una señal fsalida con una frecuencia deseada.

2. El generador de frecuencias (100) de la reivindicación 1, en el cual el número de fases predeterminado del generador de fases de reloj (121) es ocho.

3. El generador de frecuencias (100) de la reivindicación 1 ó 2, en el cual el número predeterminado de fases es ocho.

4. El generador de frecuencias (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en el cual el número de estados predeterminado que la máquina de estados (123) puede asumir es ocho.

5. El generador de frecuencias (100) de la reivindicación 4, en el cual la máquina de estados (123) es un contador de tres bits (123) .

6. El generador de frecuencias (100) de la reivindicación 4, en el cual la máquina de estados (123) es un contador de Johnson.