[发明专利]一种锁相环频率校正方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种锁相环频率校正方法及系统。

背景技术

无线射频收发信机中，广泛采用基于锁相环(PLL，Phase-Locked Loop)结构的频率综合器，用来产生本地振荡信号，简称本振(LO，Local Oscillator)，完成信号的频率搬移。

在现代无线通信中，要求射频收发信机能够工作在多个频段，因此，需要锁相环的输出信号能够覆盖足够宽的频率范围。

实现宽带锁相环，则锁相环中的核心器件压控振荡器(VCO，Voltage-Controlled Oscillator)也需要工作在足够宽的频率范围。由于压控振荡器受到噪声要求、工艺条件等限制，一般采用多频带设计结构，即采用多个子频带来覆盖足够宽的频率范围，但每个子频率仅需要覆盖相对较窄的频率。子频率通过数字码的方式实现控制。

在实际应用中，系统会要求锁相环输出一个特定的频率，对于多频带压控振荡器来说，则需要设置一个合适的子频带，满足系统对输出频率的要求，同时满足锁相环电路稳定工作的需要。

由于芯片制造工艺的波动，以及应用环境的不确定性，宽带压控振荡器各个子频带的输出频率并不是稳定不变的。即，很难根据系统设定的压控振荡器需要输出的目标频率值，直接得到压控振荡器子频带设置值。

下面介绍现有技术中利用系统给出的目标频率值得到压控振荡器子频带的方法。

参见图1，该图为现有技术中二进制搜索法示意图。

图1中是以16频带为例，4位(bit)控制，图中节点用二进制控制字表示。

图1中的up表示上行搜索的路径，dn表示下行搜索的路径。

二进制算法是从压控振荡器的中间子频带出发，通过频率计数器对压控振荡器的输出频率进行测量，获得的信息与系统设定的目标频率值进行比较，根据比较结果，选择搜索路径。

例如，图1中的一条搜索路径是：1000–>1100->1110->1101。1101即为搜索的目标子频带。1000为16频带的中间子频带。

在路径上的每个节点，频率计数器的计数时间长度都是R×T_REF，理论上可获得的频率计数精度为f_RES＝f_REF/R，其中，f_REF是计数的基准频率，该基准频率就是锁相环输入参考时钟的频率。f_RES是目标精度。由f_REF和f_RES便可以得出R。

R为计数时间基准参数。

因此，如果不计入其他开销，总校正时间长度为t_CAL＝NCT×R×T_REF。其中，NCT为压控振荡器子频带控制字的位宽。在图1中，NCT＝4。

图1所示的现有技术存在的主要问题是校正的时间较长。下面以无线射频收发机设计中常用的参数估算一下该技术的校正时间。

f_REF＝20MHz即TREF=1fREF=50ns;]]>

f_RES＝200kHz；

则R=fREFfRES=100;]]>

通常设计压控振荡器子频带控制字为NCT＝8，则不计入其他开销前提下，校正所需要的时间为：

t_CAL＝NCT×R×T_REF＝40us；

加上其他开销，校正时间一般会接近50us，对于无线射频收发信机来讲，校正时间太长，对系统的其他操作会带来时间压力。

因此，本领域技术人员需要提供一种锁相环频率校正方法，能够缩短校正时间。