[實用新型]一種寬帶高低溫防失鎖鎖相環電路

有效

• 申請號: 201420501208.7
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN204145457U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 顧敏
• 申請（專利權）人: 無錫華測電子系統有限公司
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 無錫華源專利事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 林弘毅;聶漢欽

技術領域

本實用新型涉及通信技術領域，尤其涉及一種適用于寬帶以及惡劣環境下的鎖相環電路。

背景技術

鎖相環技術是通信技術內一種非常普遍的技術，寬帶鎖相環是該技術領域內的一個研究重點，因為在寬帶條件下，環路帶寬很難適應大帶寬的要求，往往會存在兩端失鎖(即低頻率處或高頻率處)的情況，而且即使能全部鎖住，此時的環路帶寬往往很寬，相位噪聲往往不是最佳值。尤其是在高低溫下，由于環路參數的以及VCO的偏移，環路指標會大大惡化，基本無法完全鎖住。所以對于能滿足寬帶要求同時符合惡劣環境下的鎖相環是該技術的難點。

鎖相環由四部分組成，它們分別是鑒相器(PLL)、環路濾波器(LPF)、VCO(壓控振蕩器)、預分頻和反饋分頻器。圖1為簡單的單環鎖相環，其中僅用到一個VCO與一組環路濾波器，在這種電路下，如果想達到寬帶且能滿足高低溫下指標是很難實現的。

為了解決上述問題，近幾年設計師們想出了一種用多環的方法，其電路框圖如圖2所示。將原來寬帶鎖相環分成了若干窄帶鎖相環。如原來8GHz-12GHz寬帶，分成8-9，9-10，10-11，11-12。最后通過開關選擇的方法輸出。每個環路都包含鑒相器、環路濾波器、VCO、預分頻和反饋分頻器。該多路鎖相環有效的解決了寬帶下鎖相環鎖定的問題。同時由于將頻率分成了若干段，環路參數就能相對選擇一個合適的值保證相位噪聲的指標。但是該設計也存在一定的局限性。如：1、需要增加大量的成本，原來一個環的成本增加到了N倍(圖2的實施例中成本增加4倍)，成本大大提高；2、大大增加了空間體積，原來一個環路的體積增加到了N倍，大大占用了空間體積；3、為了保證高低溫下不失鎖及指標，需要進行高低溫摸底測試，確保高低溫下是否需要再增加環路的數量。

實用新型內容

針對上述問題，申請人經過研究改進，提供一種靈活可控的寬帶高低溫防失鎖鎖相環電路，本實用新型基于溫度控制下，通過FPGA控制多個環路切換實現高低溫下防失鎖，保證指標，同時大大節約了空間與成本。

本實用新型的技術方案如下：

一種寬帶高低溫防失鎖鎖相環電路，包括鑒相器、兩個4選1開關、多個環路濾波器、VCO、預分頻和反饋分頻器；所述多個環路濾波器并聯在兩個4選1開關之間，其中一個4選1開關連接至鑒相器的電荷泵輸出，另一個4選1開關連接至VCO調諧端；所述預分頻和反饋分頻器連接在鑒相器和VCO之間。

本實用新型的有益技術效果是：

1)常溫下通過FPGA控制多個環路濾波器之間的切換從而實現寬帶鎖相環，同時可以保證相位噪聲的指標。

2)高低溫下，通過熱敏電路上變化的電壓進入A/D后轉化為數字信號傳輸給FPGA，FPGA通過傳輸的溫度信息查找對于的環路濾波器，實現環路的切換，保證高低溫下鎖相環不失鎖，同時保證指標。

3)成本低廉，電路簡單。該電路與單環鎖相環相比僅增加幾個環路濾波器就可以實現寬帶高低溫下的性能，增加的額外成本相當低廉(僅需幾個電阻與電容即可)，同時節省了空間體積。

附圖說明

圖1是鎖相環電路框圖。

圖2是多環路鎖相環電路框圖。

圖3是本實用新型的電路框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步說明。

如圖3所示，本實用新型的電路結構如下：包括一個鑒相器PLL、兩個4選1開關、4個環路濾波器LPF1～LPF4、一個壓控振蕩器VCO、一個預分頻和反饋分頻器(圖3中統稱分頻器)。其中，4個環路濾波器LPF1～LPF4并聯在兩個4選1開關之間，環路濾波器輸入端的4選1開關連接至鑒相器的電荷泵輸出，環路濾波器輸出端的4選1開關連接至VCO調諧端。預分頻和反饋分頻器連接在鑒相器PLL和壓控振蕩器VCO之間。

如圖3所示，本實用新型采用的是寬帶VCO，本實施例中是8-12GVCO。采用了多個環路濾波器，根據輸出頻率的需要將輸出分成若干段，本實施例分為4段，分別是8-9G，9-10G，10-11G，11-12G(實施例中的頻率帶寬分配只是舉例，具體要實際調試時分配)。通過4選1開關選通其中一路輸出。這樣可以有效的把一個寬帶鎖相環分解成了多個窄帶鎖相環而電路的復雜程度與成本基本沒有提高。每個環路濾波器僅需幾個電阻與電容即可。而相對成本較高的VCO、分頻器與鑒相器則完全沒有增加。