[发明专利]一种带频移的频率锁定环

权利要求书

1.一种带频移的频率锁定环(FLL)或简称锁频环是一个控制系统或电路，其特征在于输出信号频率能跟随输入信号频率，保持频率之差不变；

所说锁频环由混频器、频率-电压幅度变换部件、检波器、调整放大器、和压控振荡器组成；

所说混频器接受输入参考信号和来自压控振荡器的本地信号实现混频；

所说频率-电压幅度变换部件典型地是一个低通滤波器，其过渡带特性用作频率-电压幅度变换特性，混频器输出的差频信号将落入所说的过渡带中；

所说的检波器将频率-电压变换部件输出的差频信号检波变成直流电压；

所说调整放大器用来对检波器输出的直流进行放大和调整，放大器的输入电路包含有对压控振荡器初始振荡频率的设置电路；

所说压控振荡器产生输出信号，其振荡频率接受调整放大器输出电压的控制；

当锁频环闭合时会发生反馈作用，使得回路状态收敛到一个定点，只有在这个定点上，由压控振荡器输出频率-混频器-频率电压幅度变换部件-检波器-调整放大器产生的输出电压，正好等于压控振荡器输出频率需要的输入电压，即实现频率锁定；在频率锁定的状态上，混频器输出的差频必定处于频率-电压幅度变换器的过渡带上。

2.属于权利要求1的带频移锁频环，一种具体电路是升频式锁频环，其特征在于：所说的调整放大器整体上是一个正向放大器；在锁频环状态收敛的定点上，压控振荡器输出频率高于锁频环输入频率；通过调整放大器输入电路进行初始化设置时，压控振荡器初始化频率需高于锁频环输入频率。

3.属于权利要求1的带频移锁频环，一种具体电路是降频式锁频环，特征在于：所说的调整放大器是一个差动放大器；在锁频环状态收敛的定点上，压控振荡器输出频率低于锁频环输入频率；通过调整放大器输入电路进行初始化设置时，压控振荡器初始化频率需低于锁频环输入频率。

4.属于权利要求1的带频移锁频环，特征在于，在权利要求第1、第2、第3条主张的锁频环组成成分基础上，增添以下成分不改变锁频环的工作机制，因而也属于权利要求范围：在基本锁频环回路中的任何部件之前或之后添加放大器、衰减器、分流电路、开关电路等，当锁频环回路闭合时，该回路的输出频率跟踪输入频率的频率锁定机制未改变；典型地，在混频器前增添接收信号低噪声放大器；在混频器后增添中频放大器，该放大器的带宽需包含低通滤波器的过渡带；在压控振荡器输出端设置功分器或耦合器，将大部分功率作为锁频环的输出，而小部分功率送给混频器，以保证锁频环的工作。

5.属于权利要求1的一种带频移锁频环，其一种直接应用形式是作为频移器，特征在于：锁频环中压控振荡器输出信号利用功分器或耦合器将主要部分用作频移器的输出，而小部分振荡信号送给混频器以保证锁频环的工作。所说频移器的频移量的大小主要地决定于低通滤波器过渡带的频率位置，并且能够通过调整锁频环中调整放大器的增益对频移量进行精细微调。

6.属于权利要求1的一种带频移锁频环，其一种应用形式为双频信号产生器，特征在于：锁频环的输入信号频率称为第一频率，由一个独立振荡器产生；锁频环中压控振荡器产生的信号频率是第二频率；两个振荡器产生的两个频率信号，其主要功率可以各自独立输出，使用功分器或耦合器分出小部分功率来保持锁频环的工作机制。

7.属于权利要求1的一种带频移锁频环，其一种应用形式为锁频接收机，特征在于：锁频环的输入信号是经由天线、低噪声放大器送来的接收信号；锁频环中混频器的输出端后可能添加一个信号放大器，其带宽大于后续频率-电压幅度变换用低通滤波器的带宽；锁频接收机的输出信号可以取自低通滤波器之前或之后；锁频环可以是升频式或降频式；如果使用升频式锁频环，压控振荡器的初始化频率需高于希望捕捉的输入信号频率；如果使用降频式锁频环，压控振荡器的初始化频率需低于希望捕捉的输入信号频率。

8.属于权利要求1的一种带频移锁频环，其整体或部分电路适合于集成专用芯片，特征在于：整体锁频环芯片由权利要求第1到第7条描述的完整成分组成，具有指定的专用性；而通用的锁频环芯片只包含完整组成成分中的一个部分，例如只包含低通滤波器、检波器、和调整放大器；所说低通滤波器能够设计成固定带宽或带宽可设置两种形式；所说调整放大器及其附属初始化电路能够设计成适合升频式或降频式锁频环，或者两种模式可选。