CN1404226A - 一种自动频率控制辅助捕获方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动频率控制辅助捕获的方法及其装置，该方法主要是：在环路初始捕获时，选择环路滤波器参数的控制信号值，将鉴频器的输出信号送入累加器累加，同时送入第一倍乘器倍乘；将累加器的输出信号送入第二倍乘器倍乘，将第一、二倍乘器的输出信号将相加后送给环路滤波器的下一级电路；通过选择环路滤波器参数的控制信号值，能够使AFC电路具有从开始捕获到环路稳定的时间缩短，而且捕获后稳态频差较小的优点。采用该装置可以简化电路设计，改善环路性能。
Description
技术领域
本发明属于通信技术中同步应用技术领域，更具体地涉及自动频率控制(AFC)电路的辅助捕获方法及其装置.
技术背景
为了降低环路暂态时间，需提高环路的增益或增加环路带宽，但是加大环路增益或环路带宽，会增大环路稳态频差，因此，在锁相环中，常用变环路参数辅助捕获方法来实现快速捕获，其基本思路是在初始捕获时，增大环路带宽或环路增益以加快捕获，在环路锁定后，降低环路带宽或环路增益，以降低稳态频差抖动，参考文献[1]和[2]{[1].Floyd M.Gardner，锁相技术(第二版)，1979，John Wiley出版；[2]张厥盛，郑继禹，万心平，锁相技术，1994年6月，西安电子科技大学出版社}公开了这方面的技术内容，本发明将这种技术应用于AFC电路中。在AFC电路和锁相环电路中，环路滤波器一般采用一阶理想滤波器这种滤波器结构在变带宽前后环路滤波器中积分器的值不变，使得环路在带宽切换后的变化缓慢，可以避免由于带宽的突然变化造成环路重新失锁，但是，这种滤波器结构的缺点是在带宽切换后进入稳态较慢。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在带宽切换后进入稳态较慢的缺点，提供一种用于自动频率控制电路快速捕获的辅助捕获的方法及其装置。
本发明的一种自动频率控制辅助捕获的方法及其装置是通过如下的技术方案实现的，所述的一种自动频率控制辅助捕获的方法，包括步骤如下：
1、在环路初始捕获时，选择环路滤波器参数的控制信号值；
2、将鉴频器的输出信号送入累加器累加，同时送入第一倍乘器倍乘；
3、将累加器的输出信号送入第二倍乘器倍乘；
4、将第一倍乘器的输出信号和第二倍乘器的输出信号，并将相加后的输出信号送给环路滤波器的下一级电路；
5、其中，参数选择控制信号，若为1，则滤波器中第一倍乘器的倍乘系数为Kp1；和第二倍乘器的倍乘系数变为Ki1；若为2，则第一倍乘器的倍乘系数改变为Kp2和第二倍乘器的倍乘系数改变为Ki2，依此类推；
6、重复上述步骤2至5。
其中，第一倍乘器2和第二倍乘器3的倍乘系数分别由环路滤波器参数选择控制信号7或8的值N来控制。
上述的环路滤波器参数的控制信号值N为正整数，一般取N值为1至3比较合适，太多则环路锁定判决电路太复杂，而且可设环路滤波器倍乘系数满足Kp1＞Kp2＞Kp3...KpN，Ki1＞Ki2＞Ki3...KiN.，即环路刚开始捕获时，环路滤波器参数较大，环路带宽较大，以加快捕获，当环路锁定后，减小环路滤波器参数，使环路带宽降低，以保证跟踪和滤波性能。
本发明的一种自动频率控制辅助捕获装置包括：
一个输入端，用于接收滤波器的输入信号，该信号分两路，即第一信号和第二信号；
一个第一倍乘器，用于接收滤波器的输入信号的第一信号，并与倍乘系数Kp相乘；
一个累加器，用于接收滤波器的输入信号的第二信号，并累加求积分；
一个第二倍乘器，用于接收累加器的输出信号，并与倍乘系数Ki相乘；
一个加法器，用于将第一倍乘器和第二倍乘器的输出信号进行相加，其输出信号送至环路滤波器的输出端；
其中，第一倍乘器和第二倍乘器的倍乘系数由环路滤波器参数选择控制信号或的值N来控制。
本发明的一种用于AFC电路快速捕获的辅助捕获的方法及其装置，通过AFC电路的微调作用，使接收信号的载波频率跟踪发射信号的载波频率，减少由于多普勒频移、发射端信号频率不稳定性和本地晶振引起的接收信号频率与发射信号频率之间的频差。通过采用本发明的辅助捕获的方法及其装置，能够使AFC电路具有从开始捕获到环路稳定的时间缩短，而且捕获后稳态频差较小的优点。采用改进的环路滤波器结构可以简化电路设计，改善环路性能。
附图说明
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的方法和装置。图中相同的标注代表名称相同的部件。
图1是本发明现有技术中采用的环路滤波器结构示意图；
图2是本发明现有技术中常用滤波器的变带宽环路闭环频率响应曲线图；
图3是本发明中采用的环路滤波器结构示意图；
图4是本发明中自动频率控制辅助捕获装置的环路滤波器结构示意图；
图5是采用本发明后滤波器的变带宽环路闭环频率响应曲线图。
具体实施方式
图1是本发明现有技术中采用的环路滤波器结构示意图。如图1所示，在AFC电路和锁相环电路中，环路滤波器一般采用一阶理想滤波器，这种滤波器结构在变带宽前后环路滤波器中积分器的值不变，使得环路在带宽切换后的变化缓慢，可以避免由于带宽的突然变化造成环路重新失锁，这种滤波器结构的缺点是在带宽切换后进入稳态较慢。
图2是本发明现有技术中常用滤波器的变带宽环路闭环频率响应曲线图。如图2所示，环路的稳态值为6K，在1500s时刻环路滤波器参数切换为小带宽参数，从此时到环路稳定，所需时间约10000s。本发明同时提出一种滤波器的改进结构，可以缩短带宽切换后进入稳态时间。
图3是本发明中采用的环路滤波器结构示意图。如图3所示，本发明中采用的环路滤波器包括一个输入端1，用于接收滤波器的输入信号，该信号分两路，即第一信号和第二信号；
一个第一倍乘器2，用于接收滤波器的输入信号的第一信号，并与倍乘系数Kp相乘；
一个累加器4，用于接收滤波器的输入信号的第二信号，并累加求积分；
一个第二倍乘器3，用于接收累加器的输出信号，并与倍乘系数Ki相乘；
一个加法器5，用于将第一倍乘器和第二倍乘器的输出信号进行相加，其输出信号送至环路滤波器的输出端6。
图4是本发明中采用的具有滤波器参数选择控制信号的环路滤波器结构示意图。如图4所示，本发明中采用的环路滤波器包括；
一个输入端1，用于接收滤波器的输入信号，该信号分两路，即第一信号和第二信号；
一个第一倍乘器2，用于接收滤波器的输入信号的第一信号，并与倍乘系数Kp相乘；
一个累加器4，用于接收滤波器的输入信号的第二信号，并累加求积分；
一个第二倍乘器3，用于接收累加器的输出信号，并与倍乘系数Ki相乘；
一个加法器5，用于将第一倍乘器2和第二倍乘器3的输出信号进行相加，其输出信号送至环路滤波器的输出端6。
其中，第一倍乘器2和第二倍乘器3的倍乘系数分别由环路滤波器参数选择控制信号7或8的值N来控制。
当上述附图3中所示的环路滤波器用于辅助捕获电路时，第一倍乘器2和第二倍乘器3的倍乘系数是可变的，环路滤波器另有一输入信号控制环路滤波器参数的选择。如附图4中所示。滤波器参数选择控制信号7、8分别输入第一倍乘器2和第二倍乘器3，控制环路滤波器倍乘器的倍乘系数。当环路滤波器参数选择控制信号为1时，第一倍乘器2的倍乘系数为Kp1，第二倍乘器3的倍乘系数为Ki1；当环路滤波器参数选择控制信号为2时，第一倍乘器2的倍乘系数为Kp2，第二倍乘器3的倍乘系数为Ki2；当环路滤波器参数选择控制信号为3时，第一倍乘器2的倍乘系数为Kp3，第二倍乘器3的倍乘系数为Ki3，依此类推。一般来讲，环路滤波器参数信号取值为N，N为正整数，一般N为1～3比较合适，太多则环路锁定判决电路太复杂。
当采用这种环路滤波器辅助捕获时，可设环路滤波器倍乘系数Kp1＞Kp2＞Kp3...KpN，Ki1＞Ki2＞Ki3...KiN，即环路刚开始捕获时，环路滤波器参数较大，环路带宽较大，以加快捕获，当环路锁定后，减小环路滤波器参数，使环路带宽降低，以保证跟踪和滤波性能。下面，以选用两套环路滤波器参数为例，说明本发明的实现过程：
1、在环路初始捕获时，环路滤波器参数选择控制信号为1，环路滤波器中第一倍乘器2的倍乘系数为Kp1，第二倍乘器3的倍乘系数为Ki1；
2、鉴频器的输出信号从输入端1送入累加器4累加，同时送入第一倍乘器2倍乘Kp1；
3、累加器4的输出信号送入第二倍乘器3，第二倍乘器3的倍乘因子Ki1；
4、第一倍乘器2的输出信号和第二倍乘器3的输出信号相加后通过上彻底输出端6输出给环路滤波器的下一级电路；
5、判断参数选择控制信号，若为1，则滤波器中第一倍乘器2和第二倍乘器3的倍乘系数不变；若为2，则第一倍乘器2的倍乘系数改为Kp2，第二倍乘器3的倍乘系数改为Ki2；
6、重复上述2～5。
其中，第一倍乘器2和第二倍乘器3的倍乘系数分别由环路滤波器参数选择控制信号7或8的值N来控制。
图5是采用本发明后滤波器的变带宽环路闭环频率响应曲线图。如图5所示，该图为采用本发明的方法时的AFC环路闭环响应曲线仿真图，采用辅助捕获方法使得捕获时间小于200s，另外，与图2相比可见，采用本发明所示的环路滤波器结构，在带宽切换后，环路快进入稳态。
为了说明和描述的目的，已经提供了本发明优选实施例的前面的描述。它不是详尽的或者限制本发明为揭露的精确的形式。按照上面的教导许多修改和变化是可能的。例如，本发明所采用的一阶理想环路滤波器结构是先积分，后相乘。这种滤波器装置同样也可以用于数字锁相环电路中，在WCDMA UE的AFC电路中，可采用该发明，本发明的范围不是由这个详细的描述限定，而是由所附的权利要求限定。
Claims (5)
1.一种自动频率控制辅助捕获的方法，其特征在于：该方法包括步骤如下：
(1)在环路初始捕获时，选择环路滤波器参数的控制信号值；
(2)将鉴频器的输出信号通过输入端送入累加器累加，同时送入第一倍乘器倍乘；
(3)将累加器的输出信号送入第二倍乘器倍乘；
(4)将第一倍乘器的输出信号和第二倍乘器的输出信号，并将相加后的输出信号送给环路滤波器的下一级电路；
(5)其中，参数选择控制信号，若为1，则滤波器中第一倍乘器的倍乘系数为Kp1；和第二倍乘器的倍乘系数变为Ki1；若为2，则第一倍乘器的倍乘系数改变为Kp2和第二倍乘器的倍乘系数改变为Ki2，依此类推；
(6)重复上述步骤(2)至(5)。
其中，第一倍乘器2和第二倍乘器3的倍乘系数分别由环路滤波器参数选择控制信号的值N来控制。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的环路滤波器参数的控制信号值N为正整数，一般取N值为1至3比较合适。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的环路滤波器倍乘系数应当满足Kp1＞Kp2＞Kp3...KpN和Ki1＞Ki2＞Ki3...KiN.，即环路刚开始捕获时，环路滤波器参数较大，环路带宽较大，以加快捕获，当环路锁定后，减小环路滤波器参数，使环路带宽降低，以保证跟踪和滤波性能。
4、一种自动频率控制辅助捕获装置，其特征在于：所述的装置包括：
一个输入端(1)，用于接收滤波器的输入信号，该信号分两路，即第一信号和第二信号；
一个第一倍乘器(2)，用于接收滤波器的输入信号的第一信号，并与倍乘系数Kp相乘：
一个累加器(4)，用于接收滤波器的输入信号的第二信号，并累加求积分；
一个第二倍乘器(3)，用于接收累加器(4)的输出信号，并与倍乘系数Ki相乘；
一个加法器(5)，用于将第一倍乘器(2)和第二倍乘器(3)的输出信号进行相加，其输出信号送至环路滤波器的输出端(6)；
其中，第一倍乘器(2)和第二倍乘器(3)的倍乘系数由环路滤波器参数选择控制信号(7)或(8)的值N来控制。
5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的环路滤波器参数的控制信号值N为正整数，一般取N值为1至3比较合适。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1404226A true CN1404226A (zh) | 2003-03-19 |
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Cited By (2)
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