[发明专利]一种全数字锁相环的快速锁定方法

摘要

一种全数字锁相环的快速锁定方法，用于对设有包括鉴相鉴频器，时间数字转换器，数字滤波器，数控振荡器和分频器构成的全数字锁相环在短时间内锁定频率，其特征在于：通过设计的算法找到控制数控振荡器频率的一个控制字，受该控制字控制的数控振荡器输出的时钟经过分频后得到分频时钟，该分频时钟频率与参考时钟频率相近，然后基于鉴相鉴频器鉴出的参考时钟和分频时钟之间的相位差，来控制数控振荡器进行锁定；该全数字锁相环设有快速频率捕获和锁相两个环路，两个环路交替工作，首先由快速频率捕获环路完成频率捕获，然后再由锁相环路完成精确锁定。

主权项

1、一种全数字锁相环的快速锁定方法，用于对设有包括鉴相鉴频器，时间数字转换器，数字滤波器，数控振荡器和分频器构成的全数字锁相环在短时间内锁定频率，其特征在于：通过设计的算法找到控制数控振荡器频率的一个控制字，受该控制字控制的数控振荡器输出的时钟经过分频后得到分频时钟，该分频时钟频率与参考时钟频率相近，然后基于鉴相鉴频器鉴出的参考时钟和分频时钟之间的相位差，来控制数控振荡器进行锁定；当鉴相鉴频器和时间数字转换器之前鉴出的相位差均为0，则当数控振荡器周期为T1时，时间数字转换器输出的数字相位差e1可以由下式表示：${\mathrm{MT}}_1-T_{\mathrm{ref}}=\frac{e_1}{K_d}---\left(1\right);$其中，Tref为参考时钟的周期，Kd为时间数字转换器的增益；基于延时单元组成的数控振荡器中，有如下公式成立：Tosc＝tmax-KoWosc(2)；其中，tmax是控制字为0时数控振荡器的周期，Ko为数控振荡器的增益，Wosc是当数控振荡器周期为Tosc时对应的控制字；当全数字锁相环锁定时，数控振荡器的周期为Td，相应的控制字为Wd，联合公式(2)，有如下公式成立：Tref＝MTd＝M(tmax-KoWd)(3)；定义参数Kf为：$K_f=\frac{1}{{\mathrm{MK}}_o{K}_d}---\left(4\right);$联合公式(1)，(2)，(3)和公式(4)，可得到下式：Wd＝W1+Kfe1(5)；如(5)式所示，只要知道控制字W1及其相对应的数字化误差e1，就可以找到锁定时的控制字Wd。