[發明專利]一種鎖相環

有效

• 申請號: 201910796823.2
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110601694B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 劉術彬;阮予;韓昊霖;朱樟明;楊銀堂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03L7/087
• 分類號: H03L7/087;H03L7/18
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明公開了一種鎖相環，所述鎖相環包括鑒頻鑒相器、雙模復用相位檢測器、第一邏輯電路、第二邏輯電路、可編程電荷泵、環路濾波器、壓控振蕩器、分頻器、第一延時電路、第二延時電路和鎖定檢測器。本發明通過雙模復用相位檢測器的設計，實現了鎖相環的快速鎖定和電荷泵的校準，相較于傳統的方法，大大縮短了鎖相環鎖定和校準時間。

技術領域

本發明屬于無線通信射頻收發系統電路設計技術領域，具體涉及一種鎖相環。

背景技術

鎖相環(Phase Locked Loop，簡稱PLL)是無線通信射頻收發系統的關鍵部件之一，鎖相環的優良性能是保證高質量通信的前提。鎖相環可以有效地降低信號誤碼率、降低相位噪聲、提高工作效率等，但鎖相環的鎖相速度和低激勵是高精度無線數據傳輸的重要問題。

目前，帶寬交換被廣泛應用于快速鎖定鎖相環，它在鎖相過程中使環路帶寬變寬，在環路達到鎖相狀態時將帶寬變窄，通過動態改變鎖相環電路中分頻器的分頻比來抑制或減少頻率超調問題，但是頻率調節是動態補償的，它對應的是分頻器的分頻比，而不是相位誤差，當鎖相環提供不同頻率時，會導致相位誤差補償的降低。可編程電荷泵(ChargePump，簡稱CP)作為鎖相環非線性的主要來源之一，其失配和不平衡會導致激勵和頻譜性能的惡化，一般通過鑒頻鑒相器(Phase Frequency Detector，簡稱PFD)檢測相位誤差，并在鎖相環的鎖定狀態下生成一組可編程電荷泵CP電流，采用微可編程補償電流對可編程電荷泵CP電流的失配和不平衡進行校準，其校準的大小由二進制鑒相器(Bang-bang PhaseDetector,簡稱BBPD)的鑒相誤差判別結果來控制，每次逼近校準周期，需延伸一段時間后再重建系統的鎖定狀態。

上述鎖相環，不管是帶寬交換法對鎖相環的鎖定、相位誤差校準中，還是BBPD法在鎖相環的鎖定、相位誤差校準中，均存在鎖相環的鎖定和校準時間長的問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種鎖相環。

本發明實施例提供了一種鎖相環，該鎖相環包括：

鑒頻鑒相器、雙模復用相位檢測器、第一邏輯電路、第二邏輯電路、可編程電荷泵、環路濾波器、壓控振蕩器、分頻器、第一延時電路、第二延時電路和鎖定檢測器，其中，

所述鑒頻鑒相器的輸入端與第一信號輸入端、第二信號輸入端連接，所述鑒頻鑒相器的輸出端與所述雙模復用相位檢測器的輸入端連接，所述雙模復用相位檢測器的輸出端與所述第一邏輯電路的輸入端、所述第二邏輯電路的輸入端、所述第一延時電路的輸入端、所述第二延時電路的輸入端、所述可編程電荷泵的輸入端連接，所述第一邏輯電路的輸出端、所述第二邏輯電路的輸出端分別與所述可編程電荷泵的輸入端連接，所述可編程電荷泵的輸出端與所述環路濾波器的輸入端連接，所述環路濾波器的輸出端與所述壓控振蕩器的輸入端連接，所述壓控振蕩器的輸出端與信號輸出端、所述分頻器的輸入端連接，所述分頻器的輸出端與所述鎖定檢測器的輸入端，所述鎖定檢測器的輸入端還與所述第一延時電路的輸出端、所述第二延時電路的輸出端連接，所述鎖定檢測器的輸出端與所述鑒頻鑒相器的輸入端、所述雙模復用相位檢測器的輸入端、所述第一邏輯電路的輸入端、所述第二邏輯電路的輸入端、所述可編程電荷泵的輸入端、所述環路濾波器的輸入端連接，所述第一延時電路的輸入端還與所述第一信號輸入端連接，所述第二延時電路的輸入端還與所述第二信號輸入端連接。

在本發明的一個實施例中，所述雙模復用相位檢測器包括延時電路Delay0～延時電路Delay13、觸發器DFF0～觸發器DFF13、緩存器Buffer1和緩存器Buffer2，其中，