[发明专利]一种自动频率控制电路及锁相环电路

说明书

本发明适用于射频集成电路领域，公开了自动频率控制电路和锁相环电路，锁相环电路包括自动频率控制电路，自动频率控制电路包括两个8分频器、两个采样器和自动频率控制器；一个8分频器接收参考信号，并对参考信号进行降频后输出分频信号；另一个8分频器接收压控振荡器输出的分频后的信号，并对压控振荡器输出的分频后的信号进行降频后输出分频信号；两个采样器分别利用锁相环电路的8/9分频器输出的分频信号作为时钟信号对两个8分频器输出的分频信号进行采样；自动频率控制器根据两个采样器的输出信号寻找目标频率所在的压控振荡器子带，并输出压控振荡器子带控制位信号给压控振荡器，该锁相环电路的整体工作速度能够得到提高。

技术领域

本发明涉及射频集成电路领域，尤其涉及一种自动频率控制电路及锁相环电路。

背景技术

锁相环(PLL)是接收机中的重要模块之一，混频器需要的本地振荡频率信号就来自于锁相环。其中压控振荡器(VCO)是PLL的核心模块，它直接影响整个PLL的输出频率范围和相位噪声。最新的第六代无线标准要求无线电需要支持多频段和多标准，因此需要锁相环来实现宽频率范围和快速锁定以满足无线通信协议的要求。

常见的实现宽频率范围的方法有三种：一种是增加VCO的增益，可以提高频率和调谐电压的比值；一种是增加VCO的数量，实际应用中通常是增加VCO子频带的数量；一种是利用开关电容器组，同时实现低调谐灵敏度(Kvco)和宽调谐范围。第一种会严重的恶化相位噪声，所以基本不会采用，第二种会无限的增大芯片面积并增加了设计的复杂度，实际应用中投入成本较高。相比前两种方式，第三种不仅节省芯片面积，而且对相位噪声几乎没有影响。利用开关电容器组的方法必须首先为可切换电容器组寻找最佳的频率子带，然后开始模拟锁相环校准。

为了实现自动寻找最佳子频带，自动频率控制(自动频率控制器)应运而生。自动频率控制器既是一个辅助器，协助VCO使其能够正常工作，又是一个监测器，监测PLL是否能正常工作，并且随时调整。自动频率控制器性能的优劣直接决定PLL以及整个射频系统的性能。自动频率控制器在设计时会面临以下问题：利用二叉树方法比较寻找最佳子带时，对于频率十分接近的两个信号有可能需要花费较长的时间才能比较出他们之间的差值，这会无限延长锁相环的锁定时间；而且需要的目标频率可能会被多个VCO子带覆盖，目标频率跳变时，自动频率控制器要控制VCO子频带快速而准确地变化。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种自动频率控制电路，其应用于锁相环电路中，可以实现锁相环电路的自动选择目标频率对应的压控振荡器子带并锁定。

为达到上述目的，本发明提供的方案是：

一种自动频率控制电路，用于锁相环电路中以实现锁相环电路的自动选择目标频率对应的压控振荡器子带并锁定，所述自动频率控制电路包括第一8分频器、第二8分频器、第一采样器、第二采样器和自动频率控制器；所述第一8分频器接收片外晶体振荡器产生的参考信号，并对参考信号进行降频后输出分频信号；所述第二8分频器接收压控振荡器输出的分频后的信号，并对压控振荡器输出的分频后的信号进行降频后输出分频信号；所述第一采样器利用锁相环电路的8/9分频器输出的分频信号作为时钟信号对所述第一8分频器输出的分频信号进行采样；所述第二采样器利用锁相环电路的8/9分频器输出的分频信号作为时钟信号对所述第二8分频器输出的分频信号进行采样；所述自动频率控制器根据所述第一采样器的输出信号和所述第二采样器的输出信号寻找目标频率所在的压控振荡器子带，并输出压控振荡器子带控制位信号给压控振荡器。

优选地，所述自动频率控制器对所述第一采样器的输出信号和所述第二采样器的输出信号使用二叉树方法逐次进行比较计数并判断得到的差值以得到压控振荡器子带控制位信号。