鎖相環(huán)頻率校準電路及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術，尤其涉及一種鎖相環(huán)頻率校準電路及方法。
【背景技術】
[0002] 鎖相環(huán)主要由鑒頻鑒相器，電荷泵，環(huán)路濾波器，壓控振蕩器，分頻器和頻率自動 校準模塊構成。其中頻率校準技術主要分為兩大類：一種是閉環(huán)頻率校準技術，另一種是開 環(huán)頻率校準技術。然而，無論是閉環(huán)頻率校準技術還是開環(huán)頻率校準技術，校準算法對壓控 振蕩器的頻率進行校準所需的校準時間影響比較大。
[0003] 現(xiàn)有技術中通常采用逐次比較的校準算法，如果壓控振蕩器有位寬為N的開關電 容陣列C〈N-1，0>，每位之間的權重為2:1，則最長的比較次數(shù)為2的N-1次方，當N的值比 較大時，校準的次數(shù)大大增加，導致校準時間非常長。因此，如何減少對壓控振蕩器的輸出 頻率進行校準所需的校準時間成為一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種鎖相環(huán)頻率校準電路及方法，以解決對壓控振蕩器的輸出頻率進 行校準所需的校準時間較長問題。
[0005] 本發(fā)明的第一個方面提供一種鎖相環(huán)頻率校準電路，包括：定時器、計數(shù)器、控制 模塊、分頻器和壓控振蕩器；
[0006] 所述壓控振蕩器的輸出端與所述分頻器的第一輸入端連接，所述分頻器的輸出端 與所述計數(shù)器的第一輸入端連接，所述分頻器的第二輸入端、所述定時器的第一輸入端、所 述計數(shù)器的第二輸入端分別與控制模塊的第一輸出端連接，所述計數(shù)器第三輸入端和所述 定時器的輸出端連接，所述計數(shù)器的輸出端與所述控制模塊的第一輸入端連接，參考時鐘 信號分別從所述定時器的第二輸入端和所述控制模塊的第二輸入端輸入，所述分頻器對所 述壓控振蕩器輸出的時鐘信號進行分頻的時鐘數(shù)目從所述控制模塊的第三輸入端輸入，從 所述控制模塊的第二輸出端輸出的電容陣列控制字經(jīng)壓控振蕩器的輸入端輸入；
[0007] 所述控制模塊，用于分別將定時器、計數(shù)器和分頻器清零，并控制所述計數(shù)器在預 設時間內(nèi)對分頻器輸出的時鐘信號進行計數(shù)，所述預設時間為所述定時器從零至溢出所需 的時間；獲取所述計數(shù)器在預設時間內(nèi)對所述分頻器輸出的時鐘信號進行計數(shù)的計數(shù)值 A;根據(jù)所述計數(shù)值A計算所述壓控振蕩器的輸出頻率P'，并將所述輸出頻率與期望頻率進 行比較；若所述輸出頻率與所述期望頻率的差值的絕對值大于等于預設差值，則調(diào)整所述 壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以調(diào)整所述壓控振蕩器的輸出頻率。
[0008] 在上述的鎖相環(huán)頻率校準電路一個實施例中，可選地，所述控制模塊，具體用于根 據(jù)所述計數(shù)值A計算所述壓控振蕩器的輸出頻率P'，其中，# = N為所述分頻器 對所述壓控振蕩器輸出的時鐘信號進行分頻的時鐘數(shù)目，M為參考時鐘信號的周期個數(shù)，P為參考時鐘信號的頻率。
[0009] 在上述的鎖相環(huán)頻率校準電路一個實施例中，可選地，所述控制模塊，具體用于在 所述輸出頻率與所述期望頻率的差值的絕對值大于等于預設差值時，
[0010] 若所述差值為正數(shù)，增加所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以降低所述壓控振 蕩器的輸出頻率；
[0011] 若所述差值為負數(shù)，減少所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以提高所述壓控振 蕩器的輸出頻率。
[0012] 在上述的鎖相環(huán)頻率校準電路一個實施例中，可選地，所述控制模塊，具體用于根 據(jù)所述差值的取值和所述壓控振蕩器的每個開關電容陣列與所述壓控振蕩器的輸出頻率 的對應關系，計算需要調(diào)整的壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，具體為：
[0013] 若所述差值為正數(shù)，則增加所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，并根據(jù)所述計算 的需要調(diào)整的壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，增加所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以 降低所述壓控振蕩器的輸出頻率；
[0014] 若所述差值為負數(shù)，則減少所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，并根據(jù)所述計算 的需要調(diào)整的壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，減少所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以 提高所述壓控振蕩器的輸出頻率。
[0015] 在上述的鎖相環(huán)頻率校準電路一個實施例中，可選地，所述控制模塊，還用于在完 成所述調(diào)整所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目之后，通過將調(diào)整所述壓控振蕩器的開關電 容的數(shù)目的次數(shù)加1獲得新的次數(shù)，并確定所述新的次數(shù)是否小于等于所述壓控振蕩器的 開關電容的控制比特位數(shù)目；在所述新的次數(shù)小于等于所述壓控振蕩器的開關電容的控制 比特位數(shù)目時，分別將定時器、計數(shù)器和分頻器清零，并控制所述計數(shù)器在所述預設時間內(nèi) 對分頻器輸出的時鐘信號進行計數(shù)。
[0016] 在上述的鎖相環(huán)頻率校準電路一個實施例中，可選地，還包括：電荷泵、第一開關 元件、環(huán)路濾波器、第二開關元件和電源模塊；其中：
[0017] 所述第一開關元件連接在所述電荷泵與所述環(huán)路濾波器之間，所述第二開關元件 連接在所述環(huán)路濾波器與電源模塊之間，所述電源模塊的另一端接地；
[0018] 所述控制模塊，還用于在所述分別將定時器、計數(shù)器和分頻器清零，并通過所述計 數(shù)器在預設時間內(nèi)對分頻器輸出的時鐘信號進行計數(shù)之前，通過控制第一開關元件斷開和 第二開關元件閉合，以使所述壓控振蕩器的控制電壓等于鎖相環(huán)鎖定的期望工作電壓、壓 控振蕩器的開關電容控制字設定在所述壓控振蕩器的控制比特位所表示的取值范圍的中 間值以及對環(huán)路濾波器的電容進行預充電。
[0019] 本發(fā)明的又一個方面提供一種鎖相環(huán)頻率校準方法，包括：
[0020] 分別將定時器、計數(shù)器和分頻器清零，并控制所述計數(shù)器在預設時間內(nèi)對分頻器 輸出的時鐘信號進行計數(shù)，所述預設時間為所述定時器從零至溢出所需的時間；
[0021] 獲取所述計數(shù)器在預設時間內(nèi)對所述分頻器輸出的時鐘信號進行計數(shù)的計數(shù)值 A；
[0022]根據(jù)所述計數(shù)值A計算壓控振蕩器的輸出頻率P'，并將所述輸出頻率與期望頻率 進行比較；
[0023] 若所述輸出頻率與所述期望頻率的差值的絕對值大于等于預設差值，則調(diào)整所述 壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以調(diào)整所述壓控振蕩器的輸出頻率。
[0024] 在上述鎖相環(huán)頻率校準方法的一個實施例中，可選地，根據(jù)所述計數(shù)值計算壓控 振蕩器的輸出頻率，包括：
[0025] 根據(jù)所述計數(shù)值A計算所述壓控振蕩器的輸出頻率P'，其中，NS 所述分頻器對所述壓控振蕩器輸出的時鐘信號進行分頻的時鐘數(shù)目，M為參考時鐘信號的 周期個數(shù)，P為參考時鐘信號的頻率。
[0026] 在上述鎖相環(huán)頻率校準方法的一個實施例中，可選地，在所述輸出頻率與所述期 望頻率的差值的絕對值大于等于預設差值時，
[0027] 若所述差值為正數(shù)，則增加所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以降低所述壓控 振蕩器的輸出頻率；
[0028] 若所述差值為負數(shù)，減少所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以提高所述壓控振 蕩器的輸出頻率。
[0029] 在上述鎖相環(huán)頻率校準方法的一個實施例中，可選地，根據(jù)所述差值的取值和所 述壓控振蕩器的每個開關電容陣列與所述壓控振蕩器的輸出頻率的對應關系，計算需要調(diào) 整的壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，具體為：
[0030] 若所述差值為正數(shù)，則增加所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，并根據(jù)所述計算 的需要調(diào)整的壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，增加所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以 降低所述壓控振蕩器的輸出頻率；
[0031] 若所述差值為負數(shù)，則減少所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，并根據(jù)所述計算 的需要調(diào)整的壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，減少所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目，以 提高所述壓控振蕩器的輸出頻率。
[0032] 在上述鎖相環(huán)頻率校準方法的一個實施例中，可選地，在完成所述調(diào)整所述壓控 振蕩器的開關電容的數(shù)目之后，還包括：
[0033] 通過將調(diào)整所述壓控振蕩器的開關電容的數(shù)目的次數(shù)加1獲得新的次數(shù)，并確定 所述新的次數(shù)是否小于等于所述壓控振蕩器的開關電容的控制比特位數(shù)目；
[0034] 若所述新的次數(shù)小于等于所述壓控振蕩器的開關電容的控制比特位數(shù)目，則執(zhí)行 所述分別將定時器、計數(shù)器和分頻器清零，并控制所述計數(shù)器在預設時間內(nèi)對分頻器輸出 的時鐘信號進行計數(shù)的步驟。
[0035] 在上述鎖相環(huán)頻率校準方法的一個實施例中，可選地，在所述分別將定時器、計數(shù) 器和分頻器清零，并通過所述計數(shù)器在預設時間內(nèi)對分頻器輸出的時鐘信號進行計數(shù)之 前，還包括：
[0036] 通過控制第一開關元件斷開和第二開關元件閉合，以使所述