[實用新型]應用于鎖相環系統的鎖相加速電路及鎖相環系統

有效

• 申請號: 201921661180.2
• 申請日: 2019-10-07
• 公開（公告）號: CN210469271U
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 韓懷宇;邵要華;趙偉兵
• 申請（專利權）人: 珠海市一微半導體有限公司
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開應用于鎖相環系統的鎖相加速電路及鎖相環系統，該鎖相環系統包括鑒頻鑒相器、電荷泵、鎖相加速電路、低通濾波器、壓控振蕩器和分頻器，并依次連接形成的一個反饋環路，鎖相加速電路包括偏移電壓產生模塊和電流注入控制模塊；偏移電壓產生模塊的信號輸出端產生一個大于其輸入端電壓的偏移電壓，用于在鎖相環系統在接近穩定或已經穩定狀態下，切斷鎖相加速電路工作；電流注入控制模塊，通過比較低通濾波器的信號輸入端的電壓值和偏移電壓產生模塊的信號輸出端的電壓值，來確定鎖相加速電路的工作狀態，從而達到鎖相加速的目的。

技術領域

本實用新型屬于鎖相環的技術領域，尤其涉及應用于鎖相環系統的鎖相加速電路及鎖相環系統。

背景技術

鎖相環（PLL）是一種十分重要的功能系統，如在一個芯片系統中提供一種或多種頻率要求的時鐘、在接收機中產生本振信號、在通信系統中保持同步等。對于這些系統鎖相環的快速鎖定一直是追求目標，但是受到穩定性、動態響應、精度和噪聲等因素相互制約，鎖相速度難以進一步提高。

在鎖相環中，鑒頻鑒相器、電荷泵、低通濾波器、壓控振蕩器和分頻器形成一個反饋環路，壓控振蕩器的高頻輸出信號經分頻后，反饋時鐘信號Ffb與晶體振蕩器產生的參考時鐘信號Fref輸入鑒頻鑒相器，鑒頻鑒相器比較兩輸入信號的相位差，產生輸出電壓，輸出電壓控制電荷泵產生充電或放電電流Icp，此電流對低通濾波器進行充電或放電，導致低通濾波器輸出的控制電壓Vc增大或減小，Vc作為壓控振蕩器的輸入，調整壓控振蕩器的輸出信號頻率，經過分頻器分頻輸出反饋時鐘信號Ffb，再將反饋時鐘信號Ffb傳送給鑒頻鑒相器，環路的負反饋特性使參考時鐘信號Fref 和反饋時鐘信號Ffb相位一致時，或者相差一個固定的值，將鎖相環鎖定。因此通過鎖相環電路，可產生頻率和相位被鎖定到固定頻率和相位的輸出信號Fout。通過鑒頻鑒相器對參考時鐘Fref和反饋時鐘信號Ffb進行比較，調節壓控振蕩器的控制電壓以改變輸出頻率，直到鎖相穩定為止，一般的這一過程需要較長的時間。

現有加速鎖定方案包括改變電荷泵內部的電流，但此方案涉及的電路結構比較復雜，不僅容易給鎖相環系統帶來噪聲，而且改變鎖相環環路參數，從而難以廣泛應用于各種鎖相環系統；另外還有一種鎖相加速方案是通過預先配置電壓來進行控制鎖相環快速鎖相，但是此方案需要額外復雜的控制電路，雖然在變頻鎖相環系統中具有較好效果，但是控制電路需求面積大，需要數模混合設計，以及優秀的算法支持，也難以廣為適用。

實用新型內容

為了克服上述技術缺陷，本實用新型公開的一種應用于鎖相環系統的鎖相加速電路，在傳統鎖相環基礎上增加鎖相加速電路，利用鎖相加速電路中的電流注入控制模塊控制低通濾波器提供給壓控振蕩器的控制電壓的變化速度，從而加快鎖相穩定的速度，同時利用鎖相加速電路中的偏移電壓產生模塊，在鎖相環接近穩定或者已經穩定階段下控制鎖相加速電路處于關斷狀態，避免因鎖相加速電路注入電流所帶來的波動，使得本提案的鎖相加速電路能夠在不改變鎖相環的環路參數的前提下，通用于不同的鎖相環系統中。