[发明专利]一种恒定环路带宽的宽带锁相环

摘要

本发明公开了一种恒定环路带宽的宽带锁相环，包括电荷泵锁相环(1)和全数字自动校准电路(2)。电荷泵锁相环(1)包括鉴频鉴相器(3)、可编程电荷泵(4)、环路滤波器(5)、压控振荡器(6)、反馈分频器(7)、第一开关(8)和第二开关(9)。全数字自动校准电路(2)包括频率检测器(10)、时序控制单元(11)、锁相环环路带宽校准电路(12)、压控振荡器频率校准电路(13)和压控振荡器控制电压产生电路(14)。本发明通过使用多相位检测的方式可以快速测量压控振荡器的频率并用于压控振荡器的频率校准和锁相环环路带宽的校准，全数字自动校准电路可以有效的保证锁相环在宽频率范围内环路带宽的稳定，并有效的克服工艺、电压、温度等因素的影响。

主权项

一种恒定环路带宽的宽带锁相环，其特征在于：包括电荷泵锁相环(1)和全数字自动校准电路(2)；电荷泵锁相环(1)用于产生频率输出信号；全数字自动校准电路(2)负责校准电荷泵锁相环(1)的环路带宽，保证其在宽输出频率范围内都能正常工作；电荷泵锁相环(1)包括鉴频鉴相器(3)、可编程电荷泵(4)、环路滤波器(5)、压控振荡器(6)、反馈分频器(7)、第一开关(8)和第二开关(9)，其中，第一开关(8)负责实现锁相环环路的开环和闭环状态，并与第二开关(9)共同决定压控振荡器(6)控制电压的来源；第一开关(8)和第二开关(9)工作状态相反，即第一开关(8)闭合时第二开关(9)断开，反之亦然；压控振荡器采用粗调和细调相结合的方式，产生多根调谐曲线覆盖目标频率段，并具有较小的增益；全数字自动校准电路(2)包括频率检测器(10)、时序控制单元(11)、锁相环环路带宽校准电路(12)、压控振荡器频率校准电路(13)和压控振荡器控制电压产生电路(14)，频率检测器(10)通过对压控振荡器的多路输出信号及其反向信号的边沿变化的计数，测量压控振荡器(6)的频率值Ncnt，压控振荡器频率校准电路(13)利用频率检测器(10)的输出Ncnt选择压控振荡器(6)的工作频带，通过使用压控振荡器频率校准电路(13)和结合了粗调和细调方式的压控振荡器(6)，电荷泵锁相环(1)在获得宽输出频率范围的同时，可以将压控振荡器的输入调谐电压限定在一定的范围，减小压控振荡器在单根调谐曲线上的增益变化，在压控振荡器频率校准电路(12)工作完成之后，锁相环环路带宽校准电路(12)利用频率检测器(10)的输出Ncnt在片检测压控振荡器工作的调谐曲线的增益大小，并相应调整可编程电荷泵的输出电路大小，保证电荷泵锁相环(1)在宽工作频率范围内环路带宽恒定，时序控制单元(11)产生频率检测器(10)、锁相环环路校准(12)、压控振荡器校准电路(13)、第一开关(8)和第二开关(9)所需的时序，压控振荡器控制电压产生电路(14)产生在压控振荡器频率校准电路(12)工作中需要的电压VDD/2和在锁相环环路带宽校准电路(12)工作中需要的电压VH和VL，在全数字自动校准电路(2)工作过程中，第一开关(8)断开，第二开关(9)闭合，此时电荷泵锁相环(1)处于开环状态，第二开关(9)将压控振荡器控制电压产生电路(14)产生的控制电压连接到压控振荡器(6)的电压控制端，在全数字自动校准电路(2)完成校准之后，第一开关(8)闭合，第二开关(9)断开，此时电荷泵锁相环(1)处于闭环状态，第一开关(8)将环路滤波器(5)产生的控制电压连接到压控振荡器(6)的电压控制端。