锁相回路电路及其信号频率调整方法技术

技术编号:14298086 阅读:76 留言:0更新日期:2016-12-26 03:39
提出一种锁相回路电路,其包括相位频率侦测器、频率控制电路、数字控制电路以及压控振荡器。相位频率侦测器依据输入参考信号以及反馈信号产生误差信号,其中反馈信号是依据振荡信号而产生的。频率控制电路耦接相位频率侦测器,且接收误差信号以产生频率调整信号。数字控制电路耦接相位频率侦测器,接收误差信号以产生数字计数信号。压控振荡器耦接频率控制电路以及数字控制电路,并且基于频率调整信号以及数字计数信号以产生振荡信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种锁相回路电路,且特别是有关于一种锁相回路电路及其信号频率调整方法
技术介绍
在锁相回路(phase lock loop;PLL)的集成电路设计中,电容往往是占去电路面积最多的元件。因此,若要缩小PLL的电路面积的话,则势必要解决电路中电容空间的问题。一般来说,对于上述问题的解决方式可以是将电容移至集成电路的外部,并藉由增设集成电路接脚的方式来与PCB板上的外部电容进行连接,但此种作法便会提高电路设计的成本。另一种解决方式则是将锁相回路中的压控振荡器(voltage controlled oscillator;VCO)的增益(gain)降低,进而缩小电容需求而缩减面积。然而,在将VCO增益大幅降低的情况下,很容易让锁相回路的耐受性(tolerance)变差,进而使得锁相回路很容易受到电路制程变异的影响而难以锁定输出信号的频率。换句话说,为了让集成电路能够抵抗制程、电压及温度(process,voltage and temperature;PVT)变异所引起的频率飘移,便需要足够的PVT耐受性。因此,在设计锁相回路时,如何降低VCO增益以利缩小面积,同时还要维持足够大的耐受性,便是目前厂商所遭遇到的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种锁相回路电路以及信号频率调整方法,藉此缩小电路面积并兼具动态调整输出信号的频率。本专利技术提供一种锁相回路电路,此锁相回路电路包括相位频率侦测器、频率控制电路、数字控制电路以及压控振荡器。相位频率侦测器依据输入参考信号以及反馈信号产生误差信号,其中反馈信号是依据振荡信号而产生的。频率控制电路耦接相位频率侦测器,接收误差信号以产生频率调整信号。数字控制电路耦接相位频率侦测器,
接收误差信号以产生数字计数信号。压控振荡器耦接频率控制电路以及数字控制电路,基于频率调整信号以及数字计数信号以产生该振荡信号。在本专利技术的一实施例中,上述的数字控制电路包括第一数字积分器。第一数字积分器,耦接在相位频率侦测器以及压控振荡器之间,接收并依据误差信号而逐步增加或降低该数字计数信号中的一数字。在本专利技术的一实施例中,上述的第一数字积分器为二进位加减计数器。在本专利技术的一实施例中,上述的锁相回路电路更包括反馈回路。反馈回路耦接于相位频率侦测器以及压控振荡器之间,反馈回路依据压控振荡器所产生的振荡信号而产生反馈信号。在本专利技术的一实施例中,上述的反馈回路为分频器。在本专利技术的一实施例中,上述的频率控制电路包括第一电荷泵。第一电荷泵耦接相位频率侦测器,依据误差信号于其输出端产生第一频率调整信号至压控振荡器。在本专利技术的一实施例中,上述的频率控制电路更包括第二电荷泵。第二电荷泵耦接相位频率侦测器,依据误差信号以于其输出端产生第二频率调整信号至压控振荡器。在本专利技术的一实施例中,上述的相位频率侦测器包括模拟相位频率侦测器以及数字相位频率侦测器。模拟相位频率侦测器依据输入参考信号以及反馈信号以产生模拟的误差信号。数字相位频率侦测器依据输入参考信号以及反馈信号以产生数字的误差信号。其中第一电荷泵接收模拟的误差信号以产生第一频率调整信号至压控振荡器。在本专利技术的一实施例中,上述的频率控制电路更包括第二数字积分器。第二数字积分器耦接相位频率侦测器,依据数字的误差信号产生第二频率调整信号至压控振荡器。在本专利技术的一实施例中,上述的频率控制电路包括数字增益调整器、第二数字计分器以及加法器。数字增益调整器耦接相位频率侦测器,接收误差信号以产生第一频率调整信号。第二数字积分器,耦接相位频率侦测器,依据误差信号以产生第二频率调整信号。加法器耦接数字增益调整器以及第二数字积分器,依据第一频率调整信号以及第二频率调整信号产生频率调整信号,并将频率调整信号传输至压控振荡器。基于上述,本专利技术在锁相回路电路中利用三个回路(Tri-Loop),搭配数字控制电路取代模拟控制电路,以免去模拟控制电路中庞大的电容所导致的体积问题以及频宽问题。数字控制电路可以随时处于操作状态,并且数字控制电路采取具计数功能的设计方式,以渐进式的调整频率调整信号,进一步的让振荡信号的频率能够被动态的调整。
另外,频率控制电路同样可以采用数字控制电路的设计方式进行设计,而相位频率侦测器也同样可以采用模拟或/及数字的设计方式,以因应不同锁相回路电路的需求。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1绘示本专利技术一相关例的锁相回路电路的电路方块示意图。图2绘示本专利技术一实施例的锁相回路电路的电路方块示意图。图3绘示本专利技术另一实施例的锁相回路电路的电路方块示意图。图4绘示本专利技术又一实施例的锁相回路电路的电路方块示意图。图5绘示本专利技术再一实施例的锁相回路电路的电路方块示意图。图6绘示本专利技术其他实施例的锁相回路电路的信号频率调整方法的步骤流程图。附图标记说明100、200、300、400、500:锁相回路电路110、210、310、410、510:相位频率侦测器120、220、320、420、520:频率控制电路230:数字控制电路140、240、340:压控振荡器150、250、350、450、550:反馈回路121、122、123、321、322:电荷泵513:模拟相位频率侦测器515:数字相位频率侦测器C1、C2:电容R1、R2:电阻Icp2:电流330、430、530:第一数字积分器423:数字增益调整器424、524:第二数字积分器425:加法器CLKREF:参考信号Sfe:反馈信号Ser、Ser-a、Ser-d、Sdig1、Sdig2:误差信号Scou:数字计数信号PLLOUT:振荡信号Scp、Scp1、Scp2-、Sadj、Sadj1、Sadj2:频率调整信号Kvco1、Kvco2、Kvco3、Kvco12:增益调整信号S610、S620、S630:步骤具体实施方式请参考图1,图1绘示本专利技术一相关例的锁相回路电路100的电路方块示意图。锁相回路电路100具有相位频率侦测器110、频率控制电路120、压控振荡器140以及反馈回路150。相位频率侦测器100接收输入参考信号CLKREF以及反馈信号Sfe,并据此输出误差信号Ser。频率控制电路120则可调整输出至压控振荡器140的信号以调整锁相频率电路100所输出的振荡信号PLLOUT。进一步来说,频率侦测器120具有第一电荷泵(charge pump)121、第二电荷泵122以及第三电荷泵123,并且分别连接电阻R1、电容C1以及电容C2。压控振荡器可以依据第一电荷泵121、第二电荷泵122以及第三电荷泵123所输出的电压或电流以及压控振荡器140预设之增益调整信号Kvco1、Kvco2以及Kvco3输出振荡信号PLLOUT。一般来说,如果欲使锁相回路电路100具有足够的耐受性,压控振荡器140就必须响应于大的增益调整信号(例如,Kvco3)。而频率控制电路120则必须提高电容(例如,C1或C2)的电容值,势必会产生前述庞大的电容设计会占据过多的电路面积的问题。请参考图2,图2绘示本专利技术一实施例的锁相回路电路200的电路方块示意图。本实施例的锁相回路电路200包括相位频率侦测器210、频率控制电路220、数字控制电路230、压控振本文档来自技高网
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锁相回路电路及其信号频率调整方法

【技术保护点】
一种锁相回路电路,包括:相位频率侦测器,依据输入参考信号以及反馈信号产生误差信号,其中该反馈信号是依据振荡信号而产生的;频率控制电路,耦接该相位频率侦测器,接收该误差信号以产生频率调整信号;数字控制电路,耦接该相位频率侦测器,接收该误差信号以产生数字计数信号;以及压控振荡器,耦接该频率控制电路以及该数字控制电路,基于该频率调整信号以及该数字计数信号以产生该振荡信号。

【技术特征摘要】
1.一种锁相回路电路,包括:相位频率侦测器,依据输入参考信号以及反馈信号产生误差信号,其中该反馈信号是依据振荡信号而产生的;频率控制电路,耦接该相位频率侦测器,接收该误差信号以产生频率调整信号;数字控制电路,耦接该相位频率侦测器,接收该误差信号以产生数字计数信号;以及压控振荡器,耦接该频率控制电路以及该数字控制电路,基于该频率调整信号以及该数字计数信号以产生该振荡信号。2.如权利要求1所述的锁相回路电路,其特征在于,该数字控制电路包括:第一数字积分器,耦接在该相位频率侦测器以及该压控振荡器之间,接收并依据该误差信号而逐步增加或降低该数字计数信号中的一数字。3.如权利要求2所述的锁相回路电路,其特征在于,该第一数字积分器为二进位加减计数器。4.如权利要求2所述的锁相回路电路,其特征在于,该锁相回路电路更包括:反馈回路,耦接于该相位频率侦测器以及该压控振荡器之间,该反馈回路依据该压控振荡器所产生的该振荡信号而产生该反馈信号。5.如权利要求4所述的锁相回路电路,其特征在于,该反馈回路为分频器。6.如权利要求1所述的锁相回路电路,其特征在于,该频率控制电路包括:第一电荷泵,耦接该相位频率侦测器,依据该误差信号于其输出端产生第一频率调整信号至该压控振荡器。7.如权利要求6所述的锁相回路电路,其特征在于,该频率控制电路更包括:第二电荷泵,耦接该相位频率侦测器,...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋厚宽庄志禹
申请(专利权)人:扬智科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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