[发明专利]锁相环

说明书

本发明涉及电子通信技术领域,公开了锁相环，包括调谐电压产生单元、调谐电压检测单元、双向子带计数单元、调节幅度控制单元和压控振荡器，在实际使用时是通过双向子带计数单元的输出信号来控制压控振荡器的输出频率子带，而双向子带计数单元的输出信号由计数方向和调节幅度决定，其中计数方向由调谐电压检测单元输入，调节幅度由调节幅度控制单元输入，因此在调节锁相环的频率时不用一级一级调整，可以根据参考频率与压控振荡器的输出频率的差值多级调整，进而缩短锁相环的子带选择时间。

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，具体涉及锁相环。

背景技术

锁相环是一种利用相位同步产生的电压，去调谐压控振荡器以产生目标频率的负反馈控制系统，其频率的纯净度非常高，常应用在无线电收发机的频率稳定、通信调制和解调等领域中。

由于现有的锁相环从启动到稳定需要稳定时间，所以对于接收机而言，稳定时间的长短对其快速响应至关重要。目前锁相环的稳定时间包括子带选择时间和锁相环本身特征决定的动态响应时间，其中子带旋转时间占锁相环的稳定时间的比例较多，因此现有技术大多通过基于调谐电压检测的方案或者基于数字计数的方案来降低子带选择时间。在低成本应用中第一种方案电路简单，而且其高可靠性赢得了大部分设计者得青睐，但是其主要问题在于检测的过程中需要很长的时间来检测电压是否稳定，且是一级一级往理想子带切换，消耗了很长的时间。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明是提供了锁相环，除了检测调谐电压之外，还通过计算压控振荡器的输出频率和参考频率的频偏来综合控制子带的切换过程，能够以合适的幅度调节压控振荡器的子带范围，从而缩小锁相环锁定过程中用于子带选择的时间。

为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：锁相环，包括调谐电压产生单元、调谐电压检测单元、双向子带计数单元、调节幅度控制单元和压控振荡器，调谐电压产生单元根据输入的参考频率和压控振荡器的输出频率的相位差产生调谐电压，调谐电压检测单元根据调谐电压的大小向双向子带计数单元输入计数方向控制信号，双向子带计数单元根据计数方向控制信号调节计数方向，调节幅度控制单元用于计算压控振荡器的输出频率与设定目标频率的差值，并根据差值向双向子带计数单元输入调节幅度控制信号，双向子带计数单元响应计数方向控制信号和调节幅度控制信号并向压控振荡器输入频率调节信号，压控振荡器响应频率调节信号并调节输出信号的频率。

可选的，在某种实施方式中，调谐电压产生单元包括鉴频鉴相器、电荷泵和环路滤波器，参考频率输入到鉴频鉴相器，压控振荡器的输出频率通过分频器输入到鉴频鉴相器，鉴频鉴相器与电荷泵电连接，电荷泵与环路滤波器电连接，环路滤波器输出调谐电压。

可选的，在某种实施方式中，调谐电压检测单元包括至少两路电压比较单元，调谐电压分别输入到每路电压比较单元，每路电压比较单元根据调谐电压的大小向双向子带计数器输入计数方向控制信号。

可选的，在某种实施方式中，双向子带计数单元包括加/减法器和寄存器，加/减法器的计数方向输入端输入计数方向控制信号，加/ 减法器的调节幅度输入端与调节幅度控制单元电连接，加/减法器的输出端与寄存器电连接，寄存器与压控振荡器电连接。

可选的，在某种实施方式中，调节幅度控制单元包括计数器、定时器和多路比较器，定时器用于定时，计数器在定时时间内对压控振荡器的输出信号进行计数，计数器的输出端与多路比较器的输入端电连接，多路比较器的输出端与加/减法器的调节幅度输入端电连接。

可选的，在某种实施方式中，压控振荡器包括电压电流转换器和电流控制环形振荡器，调谐电压输入到电压电流转换器的电压输入端，电压电路转换器根据寄存器的输出状态向电流控制环形振荡器输入相应大小的控制电流，电流控制环形振荡器根据控制电流的大小输出相应的频率。