[發明專利]一種自動頻率調諧鎖相環及其自動頻率調諧方法

有效

• 申請號: 201310714310.5
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103746688B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 張娜娜;李永峰;李衛民;畢波;劉璐;文武;張佃偉;焦洋
• 申請（專利權）人: 北京時代民芯科技有限公司;北京微電子技術研究所
• 主分類號: H03L7/08
• 分類號: H03L7/08;H03L7/085;H03L7/099
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及無線通訊射頻技術領域，具體地，涉及一種自動頻率調諧鎖相環及其自動頻率調諧方法。

背景技術

鎖相環廣泛應用于各種無線通訊裝置中，隨著無線通訊技術的不斷發展，多標準、多通帶、大容量移動通信裝置越來越受歡迎。這就要求鎖相環具備很寬的頻率工作范圍、能克服工藝變化的影響、且能適應各種工作條件。隨著工藝電源電壓的不斷下降，調諧電壓范圍也相應地減小，而小的調諧電壓和寬的調諧范圍必然導致壓控振蕩器的增益變大，鎖相環的相位噪聲性能變差。針對這種情況，將壓控振蕩器的調頻曲線從一條擴展到多條，這樣既可以保證較寬的頻率調頻范圍，又能保證壓控振蕩器的增益不至于過大，相位噪聲性能不會變差。

針對多頻段壓控振蕩器的應用，自動頻率調諧電路被加入到鎖相環電路中。目前，已經存在的自動頻率調諧方法主要有兩種，一種是基于動態電壓比較的自動頻率調諧方法。如論文A?multi-band?single-loop?PLL?frequency?synthesizer?with?dynamically-controlled?switched?tuning?VCO[A].(Proc43^rd?IEEE?Midwest?Symp?Circ?and?Syst[C].Lansing,MI,USA.2000.818-821)中提出的基于動態電壓比較的自動頻率調諧方法，比較器的電壓定義了環路濾波器輸出電壓的工作范圍，一旦壓控振蕩器的控制電壓超出工作范圍，啟動壓控振蕩器的頻段變化，直到輸出正確的工作頻率。每次變化需要的時間等于鎖相環鎖定時間的倍數；此外，當分頻比變化時，壓控振蕩器的控制電壓波動較大，有可能使自調諧回路誤動作，調諧到錯誤的值。另外一種是基于依次比較計數差值的自動頻率調諧方法。如論文A?CMOS?self-calibrating?frequency?synthesizer[J].IEEE?J?Sol?Sta?Circ,2000,35(10):1437-1444中提出的基于依次比較計數差值的自動頻率調諧方法，斷開鎖相環模擬環路，設置壓控振蕩器初值，兩個計數器開始計數；當R計數器首先完成計數，調諧VCO的控制位，以加速R計數器，一旦V計數器首先完成計數，停止計數，調諧完成，自調諧電路停止工作，啟動模擬鎖相環路。它要求R和V計數器的計數長度必須足夠長，以避免初始相位的影響。在這種情況下，計數器計數長度不能靈活地控制；其次，頻率調諧是從最小值臺階式逐步向上調諧，最差調諧時間可能達到2^N次，N為數字控制比特長度。自調諧實現的頻率分辨率不能靈活地控制。

綜上所述，自動頻率調諧方法如果基于動態電壓比較的方法實現，則調諧時間過長，控制電壓波動較大，自調諧回路有可能產生誤動作；如果基于依次比較計數差值的方法實現，則容易受初始相位的影響，調諧時間過長，頻率分辨率不能靈活控制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對目前已經存在的自動頻率調諧電路及自動頻率調諧方法的不足，提出一種自動頻率調諧鎖相環及其自動頻率調諧方法。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案包括：