[發明專利]一種應用于自動頻率控制（AFC）的環路粗調算法

在審

• 申請號: 201611203874.2
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106817125A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 郭斌
• 申請（專利權）人: 長沙景嘉微電子股份有限公司
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明主要涉及射頻收發器時鐘系統設計領域，特別涉及一種應用于自動頻率控制系統的環路粗調算法，該算法使得自動頻率控制系統能夠快速完成環路粗調，進入微調環路鎖頻階段。

背景技術

在移動通信中，接收系統為了完成對接收到的射頻調制信號的解調，需要產生一個與射頻調制信號載波頻率一致的本地振蕩信號——本振信號。同時在通信過程可能對信道進行實時切換，時鐘系統必須快速進行跳頻，因此對自動頻率控制系統的環路鎖定時間要求非常嚴格，一般在50us左右。

作為接收機中的關鍵模塊，自動頻率控制系統主要提供一個精確的本振信號。由于各種非理想因素，自動頻率控制系統提供的本振信號會存在頻率偏差，其中多數非理想因素為工作環境溫度、工藝角偏差、電源不穩定等。如果本振信號頻率的精度不夠且自動頻率控制系統不能及時糾正，則輸入信號解調性能可能會嚴重惡化，導致誤碼率增加。

自動頻率控制系統能夠實時快速糾正本振信號頻率的漂移和偏差，使得本振信號頻率能夠穩定在目標頻率的一定偏差范圍內，保證接收到射頻信號能夠正確進行解調。對于傳統的自動頻率控制系統，主要采用鎖相環結構進行實現，環路鎖定與環路帶寬、電荷泵的充放電電流大小以及壓控振蕩器的頻率敏感參數相關。一般為了實現快速鎖頻，粗調環路會采用大的電荷泵電流，高帶寬的低通濾波器，進入粗調鎖頻誤差后，切換成小的電荷泵電流和低帶寬的低通濾波器進行微調，最后實現環路鎖定。由于電荷泵電流的失配、環路帶寬設計的約束性，導致鎖相環結構的自動頻率控制系統粗調速度慢，粗調誤差也不可能設置太小，從而使得對正常通信過程中不同信道進行跳頻時出現鎖頻時間長，相位噪聲性能差等現象。

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種應用于自動頻率控制系統的環路粗調算法。該算法主要采用數字邏輯進行實現，避免了傳統鎖相環結構粗調過程中粗調時間長，粗調誤差大等缺陷，使得跳頻過程中環路能夠快速把數控振蕩器（DCO）頻率牽引進入微調范圍內，然后切換到常規鎖相環微調環路，實現目標頻率的精確鎖定。

發明內容

本發明要解決的問題在于：針對現有技術存在的問題，本發明提一種應用于自動頻率控制系統的環路粗調算法，該算法保證自動頻率控制系統能夠快速達到粗調誤差，進入環路微調階段，保證在要求時間內完成環路鎖頻。

為實現上述技術問題，本發明提出的解決方案為：一種應用于自動頻率控制系統的環路粗調算法，其特征是：數控振蕩器（DCO）門陣列電容控制碼和對應有效容值一一對應，即：

其中a₀~a_n為門陣列電容控制碼，取值為0或1，C₀~C_n為帶不同權重的門陣列電容單元的容值；

數控振蕩器門陣列電容每個電容容值與單位電容容值C_unit比例為其對應的權重，即：

W₀=C₀/C_unit

W₁=C₁/C_unit

…..

W_n=C_n/C_unit

數控振蕩器（DCO）頻率和門陣列電容的有效容值一一對應，即：

其中L為數控振蕩器的LC諧振腔中的有效電感值，Fre_DCO為數控振蕩器的振蕩頻率。

上述的環路粗調算法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：設置第一DCO門陣列電容權重W_1(W_1=a_{0_1}*W₀+...+ a_{n_1}*W_n)，產生第一DCO振蕩頻率Fre_DCO1，即：

步驟二：設置第二DCO門陣列電容權重W_2(W_2=a_{0_2}*W₀+...+ a_{n_2}*W_n)，產生第二DCO振蕩頻率Fre_DCO2，即：

步驟三：獲取數控振蕩器門陣列電容權重關于數控振蕩器工作頻率的特征曲線，即：

步驟四：設置目標DCO頻率，通過門陣列電容權重關于頻率的特征曲線，獲得該目標頻率對應的門陣列電容權重W，最終獲得門陣列電容的控制碼；