CN103346787A - 一种带有自动频率校正的锁相环频率综合器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有自动频率校正电路的锁相环频率综合器电路结构，它通过对流片生产后的锁相环电路的各个频带范围进行测量，得出对压控振荡器选择不同频带的控制编码对应的实际频率范围，由于实际中锁相环频率综合器通过改变反馈回路的分频比来控制输出信号的频率，得到控制编码对应的实际频率范围之后据此建立分频比编码到频带控制编码的查找表，相比已有的锁相环频率综合器，可以实现通过一次测试校正之后，在运行时实现快速获得正确的频带控制编码。
Description
技术领域
本发明涉及一种改进的带自动频率校正电路的锁相环频率综合器结构，尤其涉及一种能够使电路对工艺偏差更不敏感及使自动频率校正电路更快速地确定压控振荡器的控制编码的电路。
背景技术
随着CMOS工艺特征尺寸不断减小，CMOS电路对工艺偏差的敏感性越来越强，这使得实际生产出的电路性能发布不均匀，从而导致设计压力增大、功耗提高、良率降低。具体到锁相环频率综合器电路中，由于工艺偏差的存在，使得实际制造的电容与设计值存在差距，这会导致锁相环对应的频带实际范围与设计不一致。另外，为了获得较好的相位噪声性能，压控振荡器的Kvco值必须足够小，又由于压控振荡器的输出频率必须覆盖足够大的范围，所以通常采用通过数字位（即控制编码）选通不同大小的电容来实现不同输出频带的切换。由于工艺偏差使得频带实际范围变化，因此需要自动频率校正电路对实际制造出的电路进行校正，在运行时选择合适控制编码才能输出预想的频率的信号。
发明内容
为了实现在存在一定工艺偏差的条件下快速找到合适的压控振荡器控制编码。
本发明所采用的技术方案是：一种带有自动频率校正的锁相环频率综合器结构，其特征在于，整个电路由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频器、频率计数器、查找表电路、多路选择器、控制电路构成；其中鉴频鉴相器的两路输入信号为参考频率信号和压控振荡器输出经过分频器分频之后的信号，输出信号作为电荷泵的输入信号；电荷泵的输入信号为鉴频鉴相器的输出信号，输出信号作为低通滤波器的输入信号；低通滤波器的输入信号为电荷泵输出信号，输出信号经过可控开关作为压控振荡器的输出信号；压控振荡器有三个输入信号，分别为低通滤波器的输出信号、多路选择器输出的控制编码、通过可控开关选通的电源/地电位，压控振荡器的输出信号同时是整个电路的输出信号、分频器输入信号、计数器输入信号，压控振荡器输出经过可控开关之后作为计数器输入信号；分频器的输入信号包括压控振荡器的输出信号和外加的分频比编码，输出信号作为鉴频鉴相器的一路输入；计数器的输入信号由压控振荡器经过可控开关加入，输出信号作为查找表输入；查找表电路的两个输入信号分别为计数器输出和分频器分频比编码，输出信号作为多路选择器的一路输出信号；多路选择器的一路输入为查找表输出，另一路为控制电路输出的测试用控制编码，选择信号来自控制电路，输出作为压控振荡器的控制编码；控制电路输出包括测试用压控振荡器控制编码、多路选择器选择信号、整个电路中的所有可控开关。
本发明的有益效果是，本发明提出了一种新的带有自动频率校正的锁相环频率综合器结构，能够以比现有的锁相环电路更短的时间完成对合适的压控振荡器控制编码的搜索，实现更加快速的频率切换。
附图说明
图1是本发明新型自动频率校正锁相环频率综合器结构***框图。
具体实施方式
本发明的原理是：通过实用测试用控制编码对流片后的锁相环频率综合器电路进行测试，获得各个控制编码对应频带的实际频率范围，据此建立分频比编码到压控振荡器控制编码的查找表，从而实现快速控制编码的快速确定，进而实现比现有锁相环频率综合器电路更快速的频率切换。
下面结合附图对本发明的方法进一步说明。
图1所示为新型自动频率校正锁相环频率综合器结构***框图，整个电路由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频器、频率计数器、查找表电路、多路选择器、控制电路构成；其中鉴频鉴相器的两路输入信号为参考频率信号和压控振荡器输出经过分频器分频之后的信号，输出信号作为电荷泵的输入信号；电荷泵的输入信号为鉴频鉴相器的输出信号，输出信号作为低通滤波器的输入信号；低通滤波器的输入信号为电荷泵输出信号，输出信号经过可控开关作为压控振荡器的输出信号；压控振荡器有三个输入信号，分别为低通滤波器的输出信号、多路选择器输出的控制编码、通过可控开关选通的电源/地电位，压控振荡器的输出信号同时是整个电路的输出信号、分频器输入信号、计数器输入信号，压控振荡器输出经过可控开关之后作为计数器输入信号；分频器的输入信号包括压控振荡器的输出信号和外加的分频比编码，输出信号作为鉴频鉴相器的一路输入；计数器的输入信号由压控振荡器经过可控开关加入，输出信号作为查找表输入；查找表电路的两个输入信号分别为计数器输出和分频器分频比编码，输出信号作为多路选择器的一路输出信号；多路选择器的一路输出为查找表输出，另一路为控制电路输出的测试用控制编码，输出作为压控振荡器的控制编码；控制电路输出包括测试用压控振荡器控制编码和整个电路中的所有可控开关。
本发明中使用的各个模块，除了控制电路之外，均可使用现有的实现方式。本发明中使用的控制电路的实现，需要根据实际实现时的具体技术指标要求和其他模块的参数才能确定，控制电路的实现可以根据工作原理的描述，通过verilog HDL或VHDL等硬件描述语言进行描述并综合出电路图，这对于从事集成电路设计的技术人员是不难做到的。
本发明中提出的锁相环频率综合器工作过程为：开始运行前，首先要对压控振荡器各频带实际频率范围进行测试：低通滤波器与压控振荡器之间的可控开关断开，多路选择器选通控制电路产生的测试用控制编码，压控振荡器与计数器之间的可控开关闭合，控制电路控制计数器在某一固定时间内对压控振荡器产生的正弦波进行计数，与此同时，控制开关逐个输出不同的控制编码，并先后通过可控开关来给压控振荡器控制电压加上电源电位或地电位，由此通过计数器对每个频带的最高和最低频率进行测量。根据测量到的实际频带频率范围、参考信号频率、分频比范围，通过简单的组合逻辑电路设计可以得出不同分频比编码对应的压控振荡器控制编码，据此建立查找表，至此测试过程结束，电路开始运行。多路选择器选通查找表输出的控制编码，压控振荡器与计数器之间的可控开关断开，控制电路输出到压控振荡器控制电压端的电源/地电位的可控开关断开，低通滤波器与压控振荡器之间的可控开关闭合，电路正常运行。现有的锁相环频率综合器在分频比改变后要重新搜索合适的控制编码，这会花费很长时间，难以实现快速锁定。本发明给出的新的锁相环电路结构可以完成测试后，在分频比改变时在极短的时间（仅为查找表传播延时）内确定合适的压控振荡器控制编码，实现快速的频率切换。
Claims (1)
1.一种带有自动频率校正的锁相环频率综合器结构，其特征在于，整个电路由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频器、频率计数器、查找表电路、多路选择器、控制电路构成；其中鉴频鉴相器的两路输入信号为参考频率信号和压控振荡器输出经过分频器分频之后的信号，输出信号作为电荷泵的输入信号；电荷泵的输入信号为鉴频鉴相器的输出信号，输出信号作为低通滤波器的输入信号；低通滤波器的输入信号为电荷泵输出信号，输出信号经过可控开关作为压控振荡器的输出信号；压控振荡器有三个输入信号，分别为低通滤波器的输出信号、多路选择器输出的控制编码、通过可控开关选通的电源/地电位，压控振荡器的输出信号同时是整个电路的输出信号、分频器输入信号、计数器输入信号，压控振荡器输出经过可控开关之后作为计数器输入信号；分频器的输入信号包括压控振荡器的输出信号和外加的分频比编码，输出信号作为鉴频鉴相器的一路输入；计数器的输入信号由压控振荡器经过可控开关加入，输出信号作为查找表输入；查找表电路的两个输入信号分别为计数器输出和分频器分频比编码，输出信号作为多路选择器的一路输出信号；多路选择器的一路输入为查找表输出，另一路为控制电路输出的测试用控制编码，选择信号来自控制电路，输出作为压控振荡器的控制编码；控制电路输出包括测试用压控振荡器控制编码、多路选择器选择信号、整个电路中的所有可控开关。
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