[發明專利]一種快速鎖定的全數字鎖相環及實現方法

有效

• 申請號: 201410469836.6
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104242931B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 顏曉軍;李亞琭;游立;劉民;吳康;李君
• 申請（專利權）人: 北京東方計量測試研究所
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司11129
• 代理人: 王鍵

1.一種快速鎖定的全數字鎖相環，其特征在于，所述鎖相環在一個周期內達到鎖定狀態；包括鑒相器、相位誤差計數器、分頻器、脈沖控制器和除N計數器，所述鑒相器將輸入頻率f_i和比較頻率f_com進行鑒相，將產生的誤差信號v_o輸入給所述相位誤差計數器；所述相位誤差計數器對誤差信號v_o進行計數，產生計數值N_x輸入給所述脈沖控制器；所述分頻器對外部時鐘2Nf_c進行二分頻，產生頻率相同、相位相差180°的兩路頻率信號f₁和f₂也輸入給所述脈沖控制器；所述脈沖控制器根據計數值N_x，對頻率信號f₁、f₂、2Nf_c進行選擇性輸出，將產生的倍頻信號f_mul輸入給所述除N計數器；所述除N計數器對脈沖控制器輸出的倍頻信號f_mul進行N倍分頻，產生與輸入頻率f_i頻率相同、相位一致的比較頻率f_com；所述外部時鐘2Nf_c中的N為除N計數器的分頻數，f_c為環路中心頻率，且f_c≈f_i，

2.一種如權利要求1所述的快速鎖定的全數字鎖相環的實現方法，其特征在于，通過持續插入外部時鐘脈沖來改變比較頻率的相位大小，包括以下步驟：

1)通過鑒相器對輸入頻率f_i和比較頻率f_com進行鑒相，產生誤差信號v_o；

2)再通過相位誤差計數器對誤差信號v_o進行計數，產生計數值N_x；

3)通過分頻器對外部時鐘2Nf_c進行二分頻，產生頻率相同、相位相差180°的兩路頻率信號f₁和f₂；

4)脈沖控制器根據計數值N_x的大小和奇偶性，對頻率信號f₁、f₂、2Nf_c選擇性輸出，控制脈沖控制器輸出的倍頻信號f_mul的輸出狀態，改變倍頻信號f_mul的頻率大小，從而使分頻后比較頻率f_com的相位與輸入頻率f_i一致；

5)除N計數器對脈沖控制器輸出的倍頻信號f_mul進行N倍分頻，產生與輸入頻率f_i頻率相同、相位一致的比較頻率f_com；

所述外部時鐘2Nf_c中的N為環路中除N計數器的分頻數，f_c為環路中心頻率，且f_c≈f_i，

3.根據權利要求2所述的快速鎖定的全數字鎖相環的實現方法，其特征在于，對輸入頻率和比較頻率進行鑒相；所述步驟1)中，使用邊沿觸發鑒相器對輸入頻率f_i與比較頻率f_com進行鑒相，產生誤差信號v_o；所述誤差信號v_o為上升沿觸發信號，在輸入頻率f_i與比較頻率f_com的上升沿進行觸發，即當輸入頻率f_i為上升沿時置位、比較頻率f_com為上升沿時復位，否則其輸出狀態保持不變。

4.根據權利要求3所述的快速鎖定的全數字鎖相環的實現方法，其特征在于，對輸入頻率和比較頻率的相位差進行量化；所述步驟2)中，通過外部時鐘2Nf_c對誤差信號v_o的置位電平進行計數，得到計數值N_x，其范圍為0≤N_x<2N，即當環路處于鎖定狀態時，計數值N_x＝0，當環路失鎖時，計數值N_x為一個不超過相位誤差容值2N的正整數；并且通過計數值N_x，可得輸入頻率與比較頻率的相位差為πN_x/N。