模数混合型FIR噪声滤波器设计

　　一般的相位反馈系统中使用锁相环通过分频器的比例关系，可以输出一个频率是输入参考信号N倍的时钟。由于传统结构的分频比只能是整数限制，使得频率分辨率直接取决于输入信号频率。△-∑分数锁相环通过采用数字调制，实现了分数分频比，从而可以提供更高精度的频率分辨率，这为时钟信号的产生和频率规划带来更大的灵活性。然而，△-∑调制器的使用也引入了量化噪声，在低过采样率的环路中限制了带外相位噪声性能，需要加以解决。现有的量化噪声抑制技术仍然需要较大的硬件代价，并设法减小失配等非理想因素才能得到比较好的性能。由此可见，数字FIR噪声滤除技术具有结构简单，可靠性高的优点，但存在噪声增益问题。目前针对这一问题还投有很好的解决办法，本文结合模拟和数字实现各自的优点，设计出一种混合型FIR噪声滤波技术，该技术能有效地解决上述问题。

　　1 电路设计原理

　　混合型FIR噪声滤除电路的结构设计如图1所示。在△-∑锁相环或△-∑延时锁定环中，鉴相器输入端的2个信号之间存在受调制器控制的瞬时相位误差，电荷泵将这个数字控制的相位误差转换为模拟域电荷。为了实现对量化噪声的FIR滤波功能，结构中采用了多个鉴相器并联的形式。△-∑调制器的输出并不像传统结构中直接去控制分频器或相位选择器实现量化 *** 作，而是经过一个寄存器链实现一个或数个时钟周期的延时，并从中选出若干抽头分别去控制对应的分频器或相位选择器，量化所产生的瞬时相位误差经过各支路鉴相器后在一个多输入电荷泵中合成为模拟域误差电荷。

　　该结构对应的S域和Z域混合模型如图2所示。经过推导可以得到电荷泵的输出为：