[發明專利]一種應用于鎖相環的多段式VCO頻率校準方法

有效

• 申請號: 202110448664.4
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113285712B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 陳昌銳;謝翔宇;侯照臨;張文鋒;劉武廣;王楓
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H03L7/085
• 分類號: H03L7/085
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 賈年龍

本發明公開了一種應用于鎖相環的多段式VCO頻率校準方法，包括步驟：S1，校準開始；S2，開始后，控制單元的控制器判斷鎖相環是否鎖定；如果未鎖定，返回步驟S1；如果鎖定并且此時的校準次數k1，則進入步驟S3；如果鎖定并且此時k＝1，進入步驟S4；S3，將已鎖定的頻率值記錄在控制單元的存儲器中，該頻率值為校準后的頻段n的最高頻率F_{max_n}；S4，對校準次數k計數減1，并且賦值到k，覆蓋上一個k值，即k＝k?1等；本發明能夠保證不同批次間多段式VCO、全溫(高溫、低溫、常溫)狀態下同批次多段式VCO頻率分段均能完全覆蓋寬帶頻率范圍，并且提高頻率校準精度等。

技術領域

本發明涉及射頻微波領域，更為具體的，涉及一種應用于鎖相環的多段式VCO頻率校準方法。

背景技術

鎖相環電路是一個閉環系統，該系統最關鍵的三個器件是：鑒相器、環路濾波器、VCO。VCO是該電路的重要組成部分，近年來有一種多段式VCO開始應用于鎖相環，如圖1所示。

頻率多段式VCO與傳統寬帶VCO相比，具有更低的相位噪聲。頻率多段式VCO的最大特點是將頻率分成若干段，因此選擇合適的頻段組合完全覆蓋所有頻段是電路設計的關鍵點。但是存在一個無法避免的缺點，由于材料、工藝等的限制，不同批次的產品的頻段劃分情況會有差異，因此需要針對其不同頻段進行頻率校準。

現有的基于多段式VCO的鎖相環頻率校準電路原理框圖如圖2。該電路實現頻率校準功能必不可少的基本單元包括：控制單元、鑒相器、環路濾波器、多段式VCO。基于圖2的電路，現有的頻率校準方法可以對多段式VCO或常規寬帶VCO進行頻率校準。

對于多段式VCO，如果加工制造的誤差沒有超過某一頻段產品手冊標稱最高頻率和標稱最低頻率之差，該頻段實際最高頻率和實際最低頻率與產品手冊該頻段標稱最高頻率和標稱最低頻率的相對位置關系存在4種情況，如圖3所示。圖3中多段式VCO某一頻段實際最低頻率和實際最高頻率分別用SD和SG表示，多段式VCO某一頻段標稱最低頻率和標稱最高頻率分別用用BD和BG表示。

圖3場景A中，多段式VCO的實際最低頻率和實際最高頻率包含于標稱最低頻率和標稱最高頻率之間，即這種場景下，采用現有校準方法，選擇合適的比例因子，可以實現比較準確的頻率校準，對于這種場景，比例因子選擇越小，校準的頻率值越準確。

圖3場景B中，多段式VCO的實際最低頻率和實際最高頻率與標稱最低頻率和標稱最高頻率存在一個交集，即[SD,SG]∩[BD,BG]＝[SD,BG]。這種場景下，無論比例因子如何選擇，校準準確度都會存在一個系統誤差，無法通過減小比例因子來減小這個系統誤差，這個系統誤差的范圍是[BG,SG]。

圖3場景C中，多段式VCO的實際最低頻率和實際最高頻率與標稱最低頻率和標稱最高頻率存在一個交集，即[SD,SG]∩[BD,BG]＝[BD,SG]。這種場景下，無論比例因子如何選擇，校準準確度都會存在一個系統誤差，無法通過減小比例因子來減小這個系統誤差，這個系統誤差的范圍是[SD,BD]。

圖3場景D中，多段式VCO的標稱最低頻率和標稱最高頻率包含于實際最低頻率和實際最高頻率之間，即這種場景下，無論比例因子如何選擇，校準準確度都會存在一個系統誤差，無法通過減小比例因子來減小這個系統誤差，這個系統誤差的范圍是[SD,BD]∪[BG,SG]。

由上可知，已有多段式VCO的鎖相環頻率校準方法對于某些應用場景校準時存在系統誤差，本發明的主要目的在于消除這種系統誤差，優化流程。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種應用于鎖相環的多段式VCO頻率校準方法，能夠保證不同批次間多段式VCO、全溫(高溫、低溫、常溫)狀態下同批次多段式VCO頻率分段均能完全覆蓋寬帶頻率范圍，并且提高頻率校準精度等。

本發明的目的是通過以下方案實現的：