頻率校正電路及方法
2023-08-04 15:34:31 2
頻率校正電路及方法
【專利摘要】本發明涉及一種頻率校正電路及方法。該頻率校正電路包括：鎖相環路和頻率調整電路；鎖相環路包括：壓控振蕩器和反饋電路；頻率調整電路，用於監測壓控振蕩器輸入的控制電壓，當控制電壓大於第一參考電壓時或控制電壓小於第二參考電壓時，初始化用於控制壓控振蕩器的輸出頻率的控制信號；壓控振蕩器，用於根據控制電壓和控制信號調整輸出頻率;反饋電路，用於根據輸出頻率調整所述控制電壓；頻率調整電路，還用於若調整後的控制電壓大於第三參考電壓，調整控制信號，以使壓控振蕩器根據控制信號將輸出頻率調大，若調整後的控制電壓小於第三參考電壓，調整控制信號，以使壓控振蕩器根據控制信號將輸出頻率調小。
【專利說明】頻率校正電路及方法【技術領域】
[0001]本發明涉及一種頻率校正電路及方法。
【背景技術】
[0002]目前，一般現有的頻率校正方法通常採用壓控振蕩器的輸出頻率作為校正反饋切入點進行頻率比較校正。其工作原理如下:校正開始時，強制斷開鎖相環路且將壓控振蕩器的控制電壓鉗制在其變化範圍的中間處；確定一定時間內壓控振蕩器的分頻反饋時鐘和參考時鐘的周期計數差，即分頻反饋時鐘和參考時鐘的頻率差，並將頻率差通過數模轉換器轉換成一個能調整壓控振蕩器的輸出頻率的模擬量，以調整壓控振蕩器的輸出頻率。
[0003]但現有技術存在以下缺點:I)校正過程中，需要斷開鎖相環路，在校正完成後再重新閉合環路，鎖相環路需要有一個重新建立鎖相過程，鎖相環路恢復工作的時間較長。2)校正完成後，控制電壓最終可能工作在上下臨界電壓，導致鎖相環路性能下降，並且無法及時進行重新校正。
【發明內容】
[0004]有鑑於此本發明提供一種頻率校正電路及方法，隨時監測壓控振蕩器的控制電壓，在對壓控振蕩器的輸出頻率進行校正的過程中，無需斷開該壓控振蕩器所在的鎖相環路，並且能夠避免控制電壓工作在上下臨界電壓。
[0005]在第一方面，本發明實施例提供一種頻率校正電路，該頻率校正電路包括:頻率調整電路和鎖相環路；所 述鎖相環路包括:壓控振蕩器和反饋電路；
[0006]所述頻率調整電路，用於監測輸入所述壓控振蕩器的控制電壓，當所述控制電壓大於第一參考電壓時或所述控制電壓小於第二參考電壓時，初始化用於控制所述壓控振蕩器的輸出頻率的控制信號，其中，所述第一參考電壓大於第二參考電壓；
[0007]所述壓控振蕩器，用於根據所述控制電壓和所述控制信號調整輸出頻率；
[0008]所述反饋電路，用於根據所述輸出頻率調整所述控制電壓；
[0009]所述頻率調整電路，還用於若所述調整後的控制電壓大於第三參考電壓，調整所述控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制信號將輸出頻率調大，若所述調整後的控制電壓小於第三參考電壓，調整所述控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制信號將輸出頻率調小，其中，所述第三參考電壓小於第一參考電壓且大於第二參考電壓。
[0010]在第一方面的第一種可能實現的方式中，所述頻率調整電路包括:第一比較器，第二比較器，控制器，逐次逼近寄存器及雙向開關；第一比較器，用於將所述控制電壓和第一參考電壓進行比較，或將所述控制電壓和第三參考電壓進行比較，並將比較結果發送至控制器；第二比較器，用於將所述控制電壓和所述第二參考電壓進行比較，並將比較結果發送至控制器；控制器，用於當所述鎖相環路上電或所述控制電壓大於第一參考電壓時或所述控制電壓小於第二參考電壓時，控制所述逐次逼近寄存器初始化所述控制信號，並向所述壓控振蕩器發送初始化後的控制信號；所述控制器還用於通過控制所述雙向開關使所述第一比較器將通過所述反饋電路根據所述初始化後的控制信號調整後的控制電壓和第三參考電壓進行比較，根據所述調整後的控制電壓與第三參考電壓的比較結果調整所述逐次逼近寄存器輸出的控制信號；所述控制器還用於當所述壓控振蕩器的控制電壓不大於第一參考電壓時且不小於第二參考電壓時，通過控制所述雙向開關使所述第一比較器將所述控制電壓和第一參考電壓進行比較。
[0011]結合第一方面或第一方面的第一種可能實現的方式，在第二種可能實現的方式中，所述壓控振蕩器根據所述控制信號通過調整接入所述壓控振蕩器的負載電容數調整所述壓控振蕩器的輸出頻率。
[0012]結合第一方面或第一方面的第一種可能實現的方式，在第三種可能實現的方式中，所述壓控振蕩器根據所述控制信號通過調整所述壓控振蕩器的輸入電流調整所述壓控振蕩器的輸出頻率。
[0013]結合第一方面或第一方面的第一種可能實現的方式或第一方面的第兒、二種可能實現的方式或第一方面的第三種可能實現的方式，在第四種可能實現的方式中，所述頻率調整電路調整控制信號的周期大於所述反饋電路調整所述控制電壓的周期。
[0014]在第二方面，本發明實施例提供一種頻率校正方法，該頻率校正方法包括:
[0015]監測輸入壓控振蕩器的控制電壓；
[0016]當所述控制電壓大於第一參考電壓時或所述控制電壓小於第二參考電壓時，初始化用於控制所述壓控振蕩器的輸出頻率的控制信號，其中，所述第一參考電壓大於第二參考電壓；
[0017]向所述壓控振蕩器發送初始化後的控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制電壓和所述初始化後的控制信號調整輸出頻率，從而使所述壓控振蕩器所在的鎖相環路中的反饋電路根據所述輸出頻率調整所述控制電壓；
[0018]若所述調整後的控制電壓大於第三參考電壓，調整所述控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制信號將輸出頻率調大；
[0019]若所述調整後的控制電壓小於第三參考電壓，調整所述控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制信號將輸出頻率調小；
[0020]其中，所述第三參考電壓小於第一參考電壓且大於第二參考電壓。
[0021]在第二方面的第一種可能實現的方式中，調整所述控制信號的周期大於所述鎖相環路調整所述控制電壓的周期。
[0022]通過上述方案，將鎖相環路與頻率調整電路相結合來調整壓控振蕩器的控制電壓和輸出頻率，無需斷開鎖相環路，因此可有效縮短鎖相環路恢復工作的時間，並且，可避免控制電壓工作在上下臨界電壓。除此之外，該頻率校正電路時刻監測壓控振蕩器的控制電壓，可隨時對壓控振蕩器的輸出頻率及控制電壓進行校正，從而避免鎖相環路性能下降。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明實施例一提供的一種頻率校正電路的結構示意圖；
[0024]圖2為本發明實施例一提供的一種頻率調整電路的結構不意圖；
[0025]圖3為本發明實施例二提供的一種頻率校正方法的流程示意圖。【具體實施方式】
[0026]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部份實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0027]下面以圖1為例詳細說明本發明實施例一提供的一種頻率校正電路。如圖1所示，其為本發明實施例一提供的一種頻率校正電路的結構示意圖。
[0028]該頻率校正電路包括:頻率調整電路110和鎖相環路120。
[0029]其中，鎖相環路120用於包括壓控振蕩器121和反饋電路122。
[0030]該反饋電路122可由鑑頻鑑相器1221，電荷泵1222，低通濾波器1223和分頻器1224組成。
[0031]頻率調整電路110用於監測壓控振蕩器121輸入的控制電壓，當鎖相環路120上電時或當控制電壓大於第一參考電壓時或控制電壓小於第二參考電壓時，初始化用於控制壓控振蕩器的輸出頻率的控制信號。
[0032]其中，第一參考電壓大於第二參考電壓。
[0033]壓控振蕩器121用於根據控制電壓和頻率調整電路110輸出的控制信號調整輸出頻率。
[0034]具體的，壓控振蕩器121根據頻率調整電路110輸出的控制信號通過調整接入壓控振蕩器121的負載電容數調整壓控振蕩器121的輸出頻率，或根據頻率調整電路110輸出的控制信號通過調整壓控振蕩器121的輸入電流調整壓控振蕩器121的輸出頻率。
[0035]反饋電路122用於根據壓控振蕩器121根據控制電壓和控制信號調整後的輸出頻率調整輸入壓控振蕩器121的控制電壓。
[0036]頻率調整電路110還用於若該調整後的控制電壓大於第三參考電壓，調整控制信號，以使壓控振蕩器121根據該控制信號將輸出頻率調大，若調整後的控制電壓小於第三參考電壓，調整控制信號，以使壓控振蕩器121根據該控制信號將輸出頻率調小。
[0037]其中，該第三參考電壓小於第一參考電壓且大於第二參考電壓。
[0038]如圖2所示，該頻率調整電路110包括:第一比較器111，第二比較器112，控制器113，逐次逼近寄存器114和雙向開關115。
[0039]第一比較器111用於將輸入壓控振蕩器121的控制電壓和第一參考電壓進行比較，或將輸入壓控振蕩器121的控制電壓和第三參考電壓進行比較，並將比較結果發送至控制器113。
[0040]第二比較器122用於將輸入壓控振蕩器121的控制電壓和第二參考電壓進行比較，並將比較結果發送至控制器113。
[0041]控制器113用於當鎖相環路120上電或輸入壓控振蕩器121的控制電壓大於第一參考電壓時或輸入壓控振蕩器121的控制電壓小於第二參考電壓時，控制逐次逼近寄存器114輸出初始化控制信號，並向壓控振蕩器121發送初始化後的控制信號。
[0042]控制器113還用於通過控制雙向開關115使第一比較器111將通過反饋電路122根據初始化後的控制信號調整後的控制電壓和第三參考電壓進行比較，根據該調整後的控制電壓與第三參考電壓的比較結果調整逐次逼近寄存器114輸出的控制信號。[0043]控制器113還用於當輸入壓控振蕩器121的控制電壓小於第一參考電壓時且大於第二參考電壓時，通過控制雙向開關115使第一比較器111將控制電壓和第一參考電壓進行比較。
[0044]其中，頻率調整電路110調整控制信號的周期大於反饋電路122調整控制電壓的
周期。。
[0045]在一個具體的例子中，設置第一參考電壓稍小於控制電壓的擺幅高臨界電壓，第二參考電壓稍高於控制電壓的擺幅低臨界電壓值，第三參考電壓則設定為控制電壓的理想期望電壓附近(一般為電源電壓的一半)。逐次逼近寄存器114為8位逐次逼近寄存器。逐次逼近寄存器114輸出的控制信號對應的二進位值越大，壓控振蕩器121的輸出頻率中由控制信號調整的部分越大。
[0046]具體的校正過程如下:
[0047]在鎖相環路120未上電時或輸入壓控振蕩器121的控制電壓小於第一參考電壓且大於第二參考電壓時，控制器113將雙向開關115置於第一參考電壓的接入端，以使第一比較器111將控制電壓與第一參考電壓進行比較，即控制器113通過第一比較器111和第二比較器112監測控制電壓是否滿足第二參考電壓<控制電壓<第一參考電壓，一旦不滿足或者鎖相環路120上電後，控制器113將雙向開關115置於第三參考電壓的接入端，以使第一比較器111將控制電壓與第三參考電壓進行比較。
[0048]控制器113中的時鐘啟動，在第一周期內，控制器113將逐次逼近寄存器114輸出的控制信號初始化為10000000，即最高位為高電平「I」。相應的，壓控振蕩器121的輸出頻率中由控制信號調整的部分被初始化為逐次逼近寄存器114輸出的控制信號為10000000時對應的頻率，則壓控振蕩器121的輸出頻率和控制電壓也發生相應的變化，其中控制電壓由反饋電路122根據輸出頻率進行調整。然後，控制器113根據變化後的控制電壓和第三參考電壓的比較結果確定是否需要變更逐次逼近寄存器114輸出的控制信號的最高位。如果變化後的控制電壓小於第三參考電壓，則需要減小輸出頻率，以通過反饋電路122增大控制電壓，那麼逐次逼近寄存器114輸出的控制信號的最高位變更為低電平「O」;如果變化後的控制電壓大於第三參考電壓，則需要增大輸出頻率，以通過反饋電路減小控制電壓，那麼保持逐次逼近寄存器114輸出的控制信號的最高位為高電平「I」。
[0049]由於控制器113中用於控制逐次逼近寄存器114的時鐘周期大於反饋電路1220調整控制電壓的周期，因此在控制器113中的時鐘的第二個周期時開始前，控制電壓已經被調整為第一個周期內最終確定的逐次逼近寄存器114輸出的控制信號對應的電壓。在第二個周期到來時，控制器113首先將控制信號的次高位變更高電平「1」，則輸出頻率發生變化，相應的，壓控振蕩器121的輸出頻率和控制電壓也發生變化。然後控制器113根據變化後的控制電壓和第三參考電壓的比較結果確定是否需要變更逐次逼近寄存器114輸出的控制信號的次高位，確定逐次逼近寄存器114輸出的控制信號的次高位的過程與在第一個周期確定逐次逼近寄存器114輸出的控制信號的最高位的過程相同，在此不再贅述。
[0050]以此類推，再經過6個周期後，確定出逐次逼近寄存器114輸出的控制信號的後6位。
[0051]當逐次逼近寄存器114的8位輸出信號確定後，控制電壓及輸出頻率校正完畢。控制器113將雙向開關115置於第一參考電壓的接入端。並且控制逐次逼近寄存器114停止工作。此時，頻率調整電路110處於監測狀態，即監測控制電壓是否滿足第二參考電壓<控制電壓<第一參考電壓，一旦不滿足或鎖相環路120被強制復位，下一次校正過程被觸發，重新執行上述校正過程。
[0052]通過利用本發明實施例一提供的頻率校正電路，將鎖相環路與頻率調整電路相結合來調整壓控振蕩器的控制電壓和輸出頻率，無需斷開鎖相環路，因此可有效縮短鎖相環路恢復工作的時間，並且，可避免控制電壓工作在上下臨界電壓。除此之外，該頻率校正電路時刻監測壓控振蕩器的控制電壓，可隨時對壓控振蕩器的輸出頻率及控制電壓進行校正，從而避免鎖相環路性能下降。
[0053]下面以圖3為例詳細說明本發明實施例二提供的一種頻率校正方法。如圖3所示，其為本發明實施例二提供的一種頻率校正方法的流程示意圖。該頻率校正方法由本發明實施例一提供的頻率校正電路實現。
[0054]步驟S201，監測輸入壓控振蕩器的控制電壓。
[0055]步驟S202，當控制電壓大於第一參考電壓時或控制電壓小於第二參考電壓時，初始化用於控制壓控振蕩器的輸出頻率的控制信號。
[0056]其中，第一參考電壓大於第二參考電壓。具體的，第一參考電壓可以稍小於控制電壓的擺幅高臨界電壓，第二參考電壓可以稍高於控制電壓的擺幅低臨界電壓值。
[0057]步驟S203，向壓控振蕩器發送初始化後的控制信號。
[0058]壓控振蕩器根據控制電壓和初始化後的控制信號調整輸出頻率，從而使該壓控振蕩器所在的鎖相環路中的反饋電路根據該輸出頻率調整控制電壓。
[0059]若調整後的控制電壓大於第三參考電壓，則執行步驟S204 ;若調整後的控制電壓小於第三參考電壓，則執行步驟S205。
[0060]其中，第三參考電壓小於第一參考電壓且大於第二參考電壓。具體的，第三參考電壓可以為電源電壓的一半。
[0061]步驟S204，若調整後的控制電壓大於第三參考電壓，調整控制信號，以使壓控振蕩器根據控制信號將輸出頻率調大。
[0062]壓控振蕩器所在的鎖相環路根據調大的輸出頻率將控制電壓調小。
[0063]步驟S205，若調整後的控制電壓小於第三參考電壓，調整控制信號，以使壓控振蕩器根據控制信號將輸出頻率調小。
[0064]壓控振蕩器所在的鎖相環路根據調小的輸出頻率將控制電壓調大。
[0065]其中，調整控制信號的周期大於壓控振蕩器所在的鎖相環路調整控制電壓的周期。
[0066]通過利用本發明實施例二提供的頻率校正方法，可同時調整壓控振蕩器的控制電壓和輸出頻率，無需斷開鎖相環路，因此可有效縮短鎖相環路恢復工作的時間，並且，可避免控制電壓工作在上下臨界電壓。除此之外，該方法可時刻監測壓控振蕩器的控制電壓，可隨時對壓控振蕩器的輸出頻率及控制電壓進行校正，從而避免鎖相環路性能下降。
[0067]專業人員應該還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬體、計算機軟體或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬體和軟體的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的範圍。
【權利要求】
1.一種頻率校正電路，其特徵在於，所述頻率校正電路包括:頻率調整電路和鎖相環路；所述鎖相環路包括:壓控振蕩器和反饋電路； 所述頻率調整電路，用於監測輸入所述壓控振蕩器的控制電壓，當所述控制電壓大於第一參考電壓時或所述控制電壓小於第二參考電壓時，初始化用於控制所述壓控振蕩器的輸出頻率的控制信號，其中，所述第一參考電壓大於第二參考電壓； 所述壓控振蕩器，用於根據所述控制電壓和所述控制信號調整輸出頻率； 所述反饋電路，用於根據所述輸出頻率調整所述控制電壓； 所述頻率調整電路，還用於若所述調整後的控制電壓大於第三參考電壓，調整所述控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制信號將輸出頻率調大，若所述調整後的控制電壓小於第三參考電壓，調整所述控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制信號將輸出頻率調小，其中，所述第三參考電壓小於第一參考電壓且大於第二參考電壓。
2.根據權利要求1所述的電路，其特徵在於，所述頻率調整電路包括:第一比較器，第二比較器，控制器，逐次逼近寄存器及雙向開關； 第一比較器，用於將所述控制電壓和第一參考電壓進行比較，或將所述控制電壓和第三參考電壓進行比較，並將比較結果發送至控制器； 第二比較器，用於將所述控制電壓和所述第二參考電壓進行比較，並將比較結果發送至控制器； 控制器，用於當所述鎖相環路上電或所述控制電壓大於第一參考電壓時或所述控制電壓小於第二參考電壓時，控制所述逐次逼近寄存器初始化所述控制信號，並向所述壓控振蕩器發送初始化後的控制信號； 所述控制器還用於通過控制所述雙向開關使所述第一比較器將通過所述反饋電路根據所述初始化後的控制信號調整後的控制電壓和第三參考電壓進行比較，根據所述調整後的控制電壓與第三參考電壓的比較結果調整所述逐次逼近寄存器輸出的控制信號； 所述控制器還用於當所述壓控振蕩器的控制電壓不大於第一參考電壓時且不小於第二參考電壓時，通過控制所述雙向開關使所述第一比較器將所述控制電壓和第一參考電壓進行比較。
3.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於，所述壓控振蕩器根據所述控制信號通過調整接入所述壓控振蕩器的負載電容數調整所述壓控振蕩器的輸出頻率。
4.根據權利要求1或2所述的電路，其特徵在於，所述壓控振蕩器根據所述控制信號通過調整所述壓控振蕩器的輸入電流調整所述壓控振蕩器的輸出頻率。
5.根據權利要求1-4任一所述的電路，其特徵在於，所述頻率調整電路調整控制信號的周期大於所述反饋電路調整所述控制電壓的周期。
6.一種頻率校正方法，其特徵在於，所述方法包括: 監測輸入壓控振蕩器的控制電壓； 當所述控制電壓大於第一參考電壓時或所述控制電壓小於第二參考電壓時，初始化用於控制所述壓控振蕩器 的輸出頻率的控制信號，其中，所述第一參考電壓大於第二參考電壓； 向所述壓控振蕩器發送初始化後的控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制電壓和所述初始化後的控制信號調整輸出頻率，從而使所述壓控振蕩器所在的鎖相環路中的反饋電路根據所述輸出頻率調整所述控制電壓； 若所述調整後的控制電壓大於第三參考電壓，調整所述控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制信號將輸出頻率調大； 若所述調整後的控制電壓小於第三參考電壓，調整所述控制信號，以使所述壓控振蕩器根據所述控制信號將輸出頻率調小； 其中，所述第三參考電壓小於第一參考電壓且大於第二參考電壓。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，調整所述控制信號的周期大於所述鎖相環路調整所述 控制電壓的周期。
【文檔編號】H03L7/099GK103825611SQ201410076027
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2014年3月4日
【發明者】李威, 李定, 肖靖帆 申請人:華為技術有限公司