[发明专利]一种自动频率校准电路

说明书

本发明公开了一种自动频率校准电路，包括AFC模块、计数模块、加法器、分频器、鉴相器和数控振荡器，其中，AFC模块分别连接数控振荡器、计数模块和加法器，鉴相器通过加法器连接至数控振荡器，数控振荡器通过分频器连接计数模块，计数模块分别连接AFC模块和鉴相器；AFC模块用于根据计数模块获取的计数值，对输入的目标频率控制字FCW进行高位或中位校准，每个周期校准一位，最终实现粗调和中调，控振荡器根据校准后的校准频率控制字产生频率信号，分频器对频率信号进行分频，计数模块对分频器分频后的频率信号的上升沿和下降沿进行计数，并在粗调和中调时将计数值送给AFC模块，在精调时将计数值送给鉴相器，鉴相器根据计数值实现精调。本发明校准速度快，校准精度高。

技术领域

本发明涉及数字电路技术，尤其涉及一种自动频率校准电路。

背景技术

自动频率校准电路是一种使锁相环可以快速锁定的模块，可以用来确定锁相环的粗调(或包含中调)控制字。在深亚微米工艺下，MOS管的电容-电压曲线相对于传统工艺曲线相比，线性区要更加的狭窄，斜率ΔC/ΔV变大，高电容区和低电容区更加平坦。根据这一原理，可以通过离散的电压信号来控制MOS管电容值。数控振荡器(DCO)就是通过一系列独立的MOS管电容组成一个变容阵列，这些MOS管的电容值可以根据各自的数字控制字来控制。等权重的电容阵列只有单一的频率分辨率，为了实现大的输出频率范围，就需要大量的电容阵列，会占用大的芯片面积，所以现如今DCO一般采用多个电容子阵列的设计方法。

自动频率校准的概念是从模拟锁相环中引入而来，在模拟锁相环中，为了实现锁相环的快速锁定，会采用二分法的方法，每次选取调谐子带的中间子带，将VCO的输出频率与参考频率进行比较，频率偏高则以二分法向下选取中间子带，否则向上选取。与模拟锁相环不同，数字锁相环可能会因有不同的电容子阵列而有多个频率分辨率，传统自动频率校准的方法并不适合，为了实现数字锁相环的快速锁定。目前通常采用的做法是DCO增益归一化法，具体操作为通过比较理想情况与实际情况的DCO增益(输出频率变化量与频率控制字之比)，来调整输出的频率控制字，这种方法的缺点是需要多比特的除法器，且校准精度受TDC精度制约。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种对校准速度快、校准精度高的自动频率校准电路。

技术方案：本发明所述的自动频率校准电路包括AFC模块、计数模块、加法器、分频器和鉴相器，其中，AFC模块分别连接数控振荡器、计数模块和加法器，鉴相器通过加法器连接至数控振荡器，数控振荡器通过分频器连接计数模块，计数模块分别连接AFC模块和鉴相器；其中，所述AFC模块用于根据计数模块获取的计数值，对输入的目标频率控制字FCW进行高位校准或中位校准，每个周期校准一位，最终实现粗调和中调，控振荡器用于根据校准后的校准频率控制字产生频率信号，分频器用于对频率信号进行分频，所述计数模块用于对分频器分频后的频率信号的上升沿和下降沿进行计数，并在粗调和中调时将计数值送给AFC模块，在粗调和中调完成后进行精调时将计数值送给鉴相器，鉴相器用于根据计数值实现精调。