[发明专利]快速锁频和周跳消除的线性区间拓展的方法

说明书

一种快速锁频和周跳消除的线性区间拓展的方法，将鉴相区间分为多个长度为2π的线性子区间，当相位偏差超过±π，则进行线性拓展，用于线性拓展的鉴频鉴相器和电荷泵输出代表±2π的恒定电流并将鉴相区间转化为与前相反的相位以保证输出电流正确并忽略±2π的相位误差信息以彻底避免周跳产生。本发明能够从根本上避免周跳现象产生。将线性鉴相区间拓展至±16π，同时增加恒定电流源的支路数量进行进一步拓展，而依此拓展线性区间并不会引起亚稳态。

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信领域的技术，具体是一种快速锁频和周跳消除的线性区间拓展的方法。

背景技术

在无线通信领域，锁相环(PLL,Phase Locked Loops)提供了精准的本地震荡信号用来进行信号的调制与解调，同时对PLL也提出了快速跳频的要求。常见的PLL通过对输入参考时钟以及反馈时钟进行对比鉴相得到控制电荷泵吸/吐电流的控制信号UP/DN，经过环路滤波器转化为驱动压控振荡器的电压信号，形成一个闭合的负反馈环路。传统的电荷泵(CP)拥有有限的鉴相区间，对于大的相位偏差，会产生较小的增益，使得锁定速度减慢。同时由于复位通路上死区时间的存在，在±2nπ处将会产生相反的鉴相结果，导致周跳发生，延缓PLL的锁定过程。现有技术通过对鉴频鉴相器(PFD,Phase Frequency Detector)复位通路上的死区时间进行调整，仅能缓解周跳产生，而不能避免其发生；一对额外的D触发器在传统PFD之前添加对UP/DN信号进行采样以拓展线性鉴相区间，但引起了亚稳态的情况发生。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种快速锁频和周跳消除的线性区间拓展的方法，能够从根本上避免周跳现象产生，并且拓展线性区间不会引起亚稳态。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明将鉴相区间分为多个长度为2π的线性子区间，当相位偏差超过±π，则进行线性拓展，用于线性拓展的鉴频鉴相器和电荷泵输出代表±2π的恒定电流并将鉴相区间转化为与前相反的相位以保证输出电流正确并忽略±2π的相位误差信息以彻底避免周跳产生。

所述的用于线性拓展的鉴频鉴相器中设有与门逻辑电路、与非逻辑电路和D触发器，并通过正相位拓展检测延时和负相位拓展检测延时以避免亚稳态发生，具体为：参考时钟信号和反馈时钟信号分别经对应的D触发器的信号输入端输入，在参考时钟信号下降沿对电荷泵吸电流信号采样得到鉴相区间吸电流沿拓展信号，若鉴相区间拓展信号为高电平，则相位偏差超过π，需要进行正向鉴相区间拓展；在参考时钟信号下降沿对电荷泵吸电流反信号和电荷泵吐电流信号经与门逻辑电路后的信号采样得到鉴相区间吐电流拓展信号，当鉴相区间吐电流拓展信号为1，则表示反馈时钟信号相位领先参考时钟信号超过π，进行负向线性区间拓展；鉴相区间吸电流沿拓展信号和鉴相区间吐电流拓展信号反相与非逻辑电路传输信号至鉴频鉴相器将在相位大于±π时，对相对应的D触发器输入置零，产生反相的鉴相结果，实现鉴相区间的拓展。

本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：具有线性区间拓展以及周跳消除功能的鉴频鉴相器、电荷泵、线性拓展计数器、压控振荡器、分频器，其中：线性区间拓展鉴频鉴相器和电荷泵、线性拓展计数器相连并传输电荷泵吸/吐电流信号UP/DN和鉴相区间吸/吐电流拓展信号UP_ext和DN_ext，线性拓展计数器和电荷泵相连并传输电荷泵控制信号UP_con3:0和DN_con3:0，电荷泵和压控振荡器相连并传输压控振荡器调谐信号，压控振荡器和分频器信号相连并传输高频本振信号，分频器与鉴频鉴相器相连并传输反馈时钟信号。

技术效果

本发明通过对UP/DN信号的再采样，检测并线性拓展鉴相区间，避免PFD工作在±2π的相位误差，从根本上消除了周跳现象的产生，从而加快了锁相环的锁定过程。