[發明專利]一種全數字鎖相環及其快速鎖相方法

有效

• 申請號: 201810798046.0
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108923782B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 鄧小鶯;李華章;朱明程
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099;H03L7/18
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種全數字鎖相環的快速鎖相方法，其特征在于，包括如下步驟：

檢測當前輸入的參考信號的下降沿是否到來，當參考信號的下降沿到來時數控振蕩器輸出重構信號；

對所述重構信號進行分頻后將其與參考信號的頻率進行對比，并根據對比結果輸出相應的電平信號；

根據所述電平信號按預設規則粗調頻率控制字的值以調節重構信號的輸出頻率；

當粗調次數達到預設次數時，根據重構信號和參考信號的相位關系對頻率控制字的值進行細調使得分頻后的所述重構信號的頻率與參考信號的頻率相等，全數字鎖相環進入鎖定狀態；

所述對所述重構信號進行分頻后將其與參考信號的頻率進行對比，并根據對比結果輸出相應的電平信號的步驟具體包括：對所述重構信號進行分頻后將其與參考信號的頻率進行對比，當參考信號的頻率大于重構信號的頻率時輸出高電平信號；當參考信號的頻率小于重構信號的頻率時輸出低電平信號；

所述根據所述電平信號按預設規則粗調頻率控制字的值以調節重構信號的輸出頻率的步驟具體包括：當輸出高電平信號時，按預設規則將頻率控制字的值增大；當輸出低電平信號時，按預設規則將頻率控制字的值減小，以調節重構信號的輸出頻率；

所述當輸出高電平信號時，按預設規則將頻率控制字的值增大的步驟具體包括：當輸出高電平信號時，將頻率控制字的值增大，其中增大的量為頻率控制字最大值與當前頻率控制字的值的差值的一半，并將更新后的頻率控制字的值賦值給頻率控制字最小值；

所述當輸出低電平信號時，按預設規則將頻率控制字的值減小的步驟具體包括：當輸出低電平信號時，將頻率控制字的值減小，其中減小的量為當前頻率控制字的值與頻率控制字最小值的差值的一半，并將更新后的頻率控制字的值賦值給頻率控制字最大值；

根據輸入的參考信號和數控振蕩器輸出的重構信號進行頻率對比后，根據比較結果，以數控振蕩器的所有頻率控制字為搜索范圍，以當前的頻率控制字和最大或最小頻率控制字之間差的一半為步長，進行頻率跳變，對目標頻率進行逼近，使得鎖定時間則與環路帶寬無關，與目標頻率距離起始頻率的大小無關，僅與輸出的頻率范圍和數控振蕩器的分辨率。

2.根據權利要求1所述的全數字鎖相環的快速鎖相方法，其特征在于，所述檢測當前輸入的參考信號的下降沿是否到來，當參考信號的下降沿到來時控制數字振蕩器輸出重構信號的步驟之前還包括：檢測當前是否接收到復位信號，若否，則檢測當前輸入的參考信號的下降沿是否到來。

3.根據權利要求1所述的全數字鎖相環的快速鎖相方法，其特征在于，所述根據所述電平信號按預設規則粗調頻率控制字的值以調節重構信號的輸出頻率的步驟之后還包括：

每完成一次頻率控制字跳變則跳變次數加一，判斷當前跳變次數是否大于等于預設次數，若是則輸出模式切換信號進入細調模式，否則輸出模式保持信號繼續保持粗調模式。

4.根據權利要求3所述的全數字鎖相環的快速鎖相方法，其特征在于，所述當粗調次數達到預設次數時，根據重構信號和參考信號的相位關系對頻率控制字的值進行細調使得分頻后的所述重構信號的頻率與參考信號的頻率相等，全數字鎖相環進入鎖定狀態的步驟包括：

當粗調次數達到預設次數時，判斷重構信號和參考信號的相位關系是否變化，若是則記錄若干次相位關系變化時對應的頻率控制字的值；

計算若干次相位關系變化時對應的頻率控制字的平均值，將其作為當前頻率控制字的值；

根據重構信號和參考信號的相位關系對頻率控制字的值進行細調使得分頻后的所述重構信號的頻率與參考信號的頻率相等，全數字鎖相環進入鎖定狀態。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的全數字鎖相環的快速鎖相方法，其特征在于，所述預設次數為10次。

6.一種采用如權利要求1所述的快速鎖相方法鎖相的全數字鎖相環，其特征在于，包括：

數控振蕩器，用于在參考信號的下降沿到來時輸出重構信號；

分頻模塊，用于對所述重構信號進行分頻；

頻率比較模塊，用于將分頻后的重構信號與參考信號的頻率進行對比，并根據對比結果輸出相應的電平信號；

控制模塊，用于根據所述電平信號按預設規則粗調頻率控制字的值以調節重構信號的輸出頻率；以及當粗調次數達到預設次數時，根據重構信號和參考信號的相位關系對頻率控制字的值進行細調使得分頻后的所述重構信號的頻率與參考信號的頻率相等，全數字鎖相環進入鎖定狀態。