[发明专利]用于检测锁相环中锁相的系统和方法

说明书

本发明涉及用于检测锁相环中锁相的系统，它通过检测压控振荡器频率的相位来确定振荡频率的相位，更具体地，涉及到其检测方法，其中，按照输入参考频率与振荡频率的相位差别，以多重步骤来调整带宽，使振荡频率与输入的参考频率保持精确同相。

通常，PLL系统是一个反馈环，它用来从载波频率中提取基带信号，该PLL系统基本上包括了相位检波器和压控振荡器，其将输入的载波信号与压控振荡器的输出进行相位差别的比较，用该相位差控制压控振荡器的频率，使相位检波器的输出电压获得具有与输入信号基带相同的值。

图1是常规PLL的锁相检测系统的方框图。

按照图l，参考频率(F_ref)通过输入端104接收以使获得一振荡频率。该振荡频率被反馈到相位检波器100，它比较这两个频率之间的相位差别以产生差别信号。按照由相位检波器100检测的相位差别信号，充电激励器101控制输入到电流输入端105的电流量(I_pump)。环滤波装置102在滤波由所说充电激励器(charging pump)101提供的电流后产生DC控制电压。按照来自所说环滤波装置的DC控制电压，压控振荡器103确定振荡频率，它然后被反馈到所说相位检波器。振荡频率最终通过输出端106输出。

以上述方式形成的PLL的常规锁相检测器(lock detector)接收从输入端104来的参考频率被变化的载波，和压控振荡器103的振荡频率。相位检波器100比较两个信号间的相位差别。

下面具体地描述压控振荡器103。在比较上述两个信号之后，如果参考频率的相位领先于压控振荡器103输出的振荡频率，那么将输出理想值为“1”的“高”(“up”)信号。另一方面，如果参考频率的相位滞后于压控振荡器103输出的振荡频率，那么将输出理想值为“0”的“低”(“down”)信号到充电激励器101。按照相位检波器100发出的“高/低”(1/0)信号，充电激励器101控制电流量(I_pump)，它是通过电流输入端105输入的。该控制电压然后提供到环滤波器102。

换句话说，如果接收“高”信号，那么输入电流(I_pump)将不改变地被提供到环滤波器102。可是如果接收到“低”信号，那么在电流电平被减少某个量之后输入电流(I_pump)被提供到环滤波器102。环滤波器102对来自充电激励器101的变化的电流进行滤波，以产生要发送到压控振荡器103的对应电压。

另外，利用控制电压，压控振荡器改变发送到相位检波器100的振荡频率，并最终通过输出端106输出。因此，由于振荡频率由输入控制电压控制，追踪过程开始，以使参考频率(F_ref)和压控振荡器(103)的振荡频率精确同相。

在常规系统中，当上述两个频率精确同相时出现的锁相状态总是取决于PLL系统的带宽。从相位检波器到压控振荡器可顺序地控制带宽或通过充电激励器的输出电流来控制带宽。可是，如果PLL系统与多重电路连接，那么带宽(W)将具有这样的关系

因此，由于在充电激励器中包含电流，当常规系统含有宽的带宽时迅速跟踪是可能的。可是防止频率抖动的能力减弱。另一方面，反过来，当带宽窄时，迅速跟踪就很困难，锁相状态就容易丢失。而且，由于充电激励器引起的大量输入电流，不得不消耗大量电压。

本发明的目的是为了解决锁相检测系统中的上述问题，提供一种锁相检测系统以及PLL方法，它以迅速的锁相检测来控制系统的频率特性并获得阻止频率抖动的最大效果。

本发明的另一个目的是在多重电路情况下通过控制带宽的变化来提供在未锁相状态下的迅速跟踪。而且，在锁相状态可恢复由于抖动和切换引起的同步丢失。另外，本发明将提供简单的电路，它简化了带宽变化的控制，以迅速跟踪。

本发明最后的目的是减少由于充电激励器引起的大量电流所造成的电压消耗。