频率控制电路、频率控制方法以及锁相回路电路技术

频率控制电路、频率控制方法以及锁相回路电路。本申请揭示一种运用于锁相回路电路中的频率控制电路，且此频率控制电路包含第一频率控制区块、第二频率控制区块、泵控制单元以及充电泵单元。第一频率控制区块用以依据锁相回路电路的一输出信号的频率而产生第一控制信号，且第一控制信号用以控制位于预定频率区域中的输出信号的频率。第二频率控制区块用以依据输入信号的频率与输出信号的频率而产生第二控制信号，且第二控制信号用以控制位于目标频率的输出信号的频率。

【技术实现步骤摘要】
频率控制电路、频率控制方法以及锁相回路电路
本申请涉及频率控制电路、频率控制方法以及锁相回路电路，特别涉及不需要运用额外的时钟信号以控制输出信号的频率的频率控制电路、频率控制方法以及锁相回路电路。
技术介绍
锁相回路(PhaseLockedLoop，PLL)电路为一种运用负反馈以产生输出信号的控制系统，且输出信号相位锁定于输入信号。锁相回路电路广泛地使用于各种应用中，例如合成稳定频率或回复通信信道中的信号。锁相回路广泛地使用于通信系统中以回复时钟与数据。一般而言，锁相回路电路需要具有额外的时钟信号，且时钟信号用于频率追踪回路。额外的时钟信号可以由接收发射器所发射的时钟信号而产生，或由芯片上高精度参考时钟产生器直接产生。然而，由发射器所产生的参考时钟需要另一条信道以进行收发，而由芯片上高精确度参考时钟产生器所产生的参考时钟通常需要消耗更多功率。直接地由随机数据串流中提取频率信号为另一种于锁相回路中提供频率锁定的方法。然而，由于信道衰减，随机数据输入信号中普遍地存在符间干扰(Inter-SymbolInterference，ISI)抖动。因此，如何避免锁相回路电路的运作受到输入信号的抖动所影响亦是一个重要的议题。
技术实现思路
本申请揭示的一方面关于一种运用于锁相回路电路中的频率控制电路，且此频率控制电路包含第一频率控制区块、第二频率控制区块、泵控制单元以及充电泵单元。第一频率控制区块用以依据锁相回路电路的输出信号的频率而产生第一控制信号，且第一控制信号用以控制位于预定频率区域中的输出信号的频率。第二频率控制区块用以依据输入信号的频率与输出信号的频率而产生第二控制信号，且第二控制信号用以控制位于目标频率的输出信号的频率。泵控制单元电性耦接第一频率控制区块与第二频率控制区块，且泵控制单元用以依据第一控制信号与第二控制信号而产生上拉信号或下拉信号。充电泵单元电性耦接泵控制单元，且充电泵单元用以产生控制电流以依据上拉信号而上拉输出信号的频率或依据下拉信号而下拉输出信号的频率。本申请揭示的另一方面是关于一种运用于锁相回路电路中的频率控制方法，且此频率控制方法包含以下步骤：依据锁相回路电路的输出信号的频率而产生第一控制信号，且第一控制信号用以控制位于预定频率区域中的输出信号的频率；依据输入信号的频率与输出信号的频率而产生第二控制信号，且第二控制信号用以控制位于目标频率的输出信号的频率；依据第一控制信号与第二控制信号而产生上拉信号或下拉信号；以及产生控制电流以依据上拉信号而上拉输出信号的频率或依据下拉信号而下拉输出信号的频率。本申请所揭示的又一方面是关于一种锁相回路电路，且此锁相回路电路包含电压控制振荡器、相位控制电路、频率控制电路。电压控制振荡器用以产生输出信号。相位控制电路电性耦接电压控制振荡器，且相位控制电路用以依据输入信号的相位与输出信号的相位而产生第一控制电流。频率控制电路电性耦接该电压控制振荡器，且频率控制电路用以依据输入信号的频率与输出信号的频率而产生第二控制电流。频率控制电路包含第一频率控制区块、第二频率控制区块、泵控制单元以及充电泵单元。第一频率控制区块用以依据输出信号的频率而产生第一控制信号，且第一控制信号用以控制位于预定频率区域中的输出信号的频率。第二频率控制区块用以依据输入信号的频率与输出信号的频率而产生第二控制信号，且第二控制信号用以控制位于目标频率的输出信号的频率。泵控制单元电性耦接第一频率控制区块与第二频率控制区块，且泵控制单元用以依据第一控制信号与第二控制信号而产生上拉信号或下拉信号。充电泵单元电性耦接泵控制单元，且充电泵单元用以产生控制电流以依据上拉信号而上拉输出信号的频率或依据下拉信号而下拉输出信号的频率。综上所述，本申请的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。藉由应用本申请所揭示的技术方案，即可以不需要运用额外的高精度时钟信号，从而可以减少锁相电路的成本。另外，在一些实施例中，控制频率检测单元可以有效地避免锁相回路电路的运作受输入信号的抖动所影响，或在一些实施例中，可以关断频率检测单元以降低功率消耗。附图说明图1为依据本申请揭示的实施例所绘制的锁相回路电路的示意图；图2A为依据本申请揭示的实施例所绘制的频率检测单元的检测原理的示意图；图2B为依据本申请揭示的实施例所绘制的频率检测单元的检测原理的示意图；图2C为依据本申请揭示的实施例所绘制的频率检测单元的检测原理的示意图；图2D为依据本申请揭示的实施例所绘制的频率检测单元的检测原理的示意图；图2E为依据本申请揭示的实施例所绘制的第二频率控制区块的转换函数的示意图；图3为依据本申请揭示的实施例所绘制的频率控制的示意图；以及图4为依据本申请揭示的实施例所绘制的频率控制方法的流程图。【符号说明】100锁相回路电路110电压控制振荡器120相位控制电路130频率控制电路131第一频率控制区块132第二频率控制区块S410、S420、S430、S440步骤CP1、CP2充电泵单元CPC泵控制单元CK时钟产生单元DU分频单元Fc1第一控制信号Fc2第二控制信号FD频率检测单元FDUP、PDUP上拉信号FDDN、PDDN下拉信号Fin目标频率Fosc时钟信号的频率Fout输出信号的频率Ic1第一控制电流Ic2第二控制电流LPF低通滤波器N因数OFF关断控制单元OSC时钟信号PD相位检测单元RU旋转单元Vd检测信号Vdiv分频信号Vin输入信号Vout输出信号具体实施方式下文是举实施例配合附图作详细说明，以更好地理解本申请的方面，但所提供的实施例并非用以限制本揭示所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭示所涵盖的范围。此外，根据业界的标准及惯常做法，附图仅以辅助说明为目的，并未依照原尺寸作图，实际上各种特征的尺寸可任意地增加或减少以便于说明。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。在全篇说明书与权利要求书所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭示的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本申请揭示的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请揭示的描述上额外的引导。此外，在本申请中所使用的用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指“包含但不限于”。在本申请中，当一元件被称为“连接”或“耦接”时，可指“电性连接”或“电性耦接”。“连接”或“耦接”也可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本申请中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本申请。请先参阅图1，图1为依据本申请揭示的一实施例所绘制的锁相回路电路100的示意图。锁相回路电路100可以运用于通信系统中，且锁相回路电路100也可以运用于其他需要相位锁定与频率锁定的应用中，但本申请并不局限于此。锁相回路电路100包含电压控制振荡器110、相位控制电路120以及频率控制电路130。如图1所示，电压控制振荡器110用以产生输出信号Vout。相位控制电路12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频率控制电路，运用于一锁相回路电路中，该频率控制电路包含：一第一频率控制区块，用以依据该锁相回路电路的一输出信号的频率而产生一第一控制信号，其中该第一控制信号用以控制位于一预定频率区域中的该输出信号的频率；一第二频率控制区块，用以依据一输入信号的频率与该输出信号的频率而产生一第二控制信号，其中该第二控制信号用以控制位于一目标频率的该输出信号的频率；一泵控制单元，电性耦接该第一频率控制区块与该第二频率控制区块，其中该泵控制单元用以依据该第一控制信号与该第二控制信号而产生一上拉信号或一下拉信号；以及一充电泵单元，电性耦接该泵控制单元，其中该充电泵单元用以产生一控制电流以依据该上拉信号而上拉该输出信号的频率或依据该下拉信号而下拉该输出信号的频率。

【技术特征摘要】
2016.06.23 US 15/191,5091.一种频率控制电路，运用于一锁相回路电路中，该频率控制电路包含：一第一频率控制区块，用以依据该锁相回路电路的一输出信号的频率而产生一第一控制信号，其中该第一控制信号用以控制位于一预定频率区域中的该输出信号的频率；一第二频率控制区块，用以依据一输入信号的频率与该输出信号的频率而产生一第二控制信号，其中该第二控制信号用以控制位于一目标频率的该输出信号的频率；一泵控制单元，电性耦接该第一频率控制区块与该第二频率控制区块，其中该泵控制单元用以依据该第一控制信号与该第二控制信号而产生一上拉信号或一下拉信号；以及一充电泵单元，电性耦接该泵控制单元，其中该充电泵单元用以产生一控制电流以依据该上拉信号而上拉该输出信号的频率或依据该下拉信号而下拉该输出信号的频率。2.如权利要求1所述的频率控制电路，其中该第一频率控制区块包含：一时钟产生单元，用以产生一时钟信号；一分频单元，用以依据一因数而为该输出信号的频率进行分频以产生一分频信号；以及一旋转单元，电性耦接该分频单元与该时钟产生单元，其中当该分频信号的频率与该时钟信号的频率之间的差值大于相应于该预定频率区域的一预定值时，该旋转单元用以产生该第一控制信号。3.如权利要求1所述的频率控制电路，其中该第二频率控制区块包含：一频率检测单元，用以依据该输出信号的频率而产生一检测信号，并由该输入信号的多个连续点位于异相区域中的持续时间而提取该输出信号与该输入信号之间的频率偏差值。4.如权利要求3所述的频率控制电路，其中该第二频率控制区块还包含一关断控制单元，当该输出信号的频率位于该目标频率时，该频率检测单元还用以产生至少一停止信号至该关断控制单元，且该关断控制单元用以计算该至少一停止信号的连续计数值，当该至少一停止信号的该连续计数值大于一预定计数值时，该关断控制单元关断该频率检测单元。5.如权利要求4所述的频率控制电路，其中该关断控制单元依据一重置信号而启动该频率检测单元。6.如权利要求3所述的频率控制电路，其中该频率检测单元还用以依据该第一控制信号而控制该检测信号以改变该检测信号与该输出信号之间的一相位差值。7.一种频率控制方法，运用于一锁相回路电路中，该频率控制方法包含：依据该锁相回路电路的一输出信号的频率而产生一第一控制信号，其中该第一控制信号用以控制位于一预定频率区域中的该输出信号的频率；依据一输入信号的频率与该输出信号的频率而产生一第二控制信号，其中该第二控制信号用以控制位于一目标频率的该输出信号的频率；依据该第一控制信号与该第二控制信号而产生一上拉信号或一下拉信号；以及产生一控制电流以依据该上拉信号而上拉该输出信号的频率或依据该下拉信号而下拉该输出信号的频率。8.如权利要求7所述的频率控制方法，其中产生该第一控制信号包含：产生一时钟信号；依据一因数而为该输出信号的频率进行分频以产生一分频信号；以及当该分频信号的频率与该时钟信号的频率之间的差值大于相应于该预定频率区域的一预定值时，产...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊亮，洪仕哲，
申请(专利权)人：奇景光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71