一种锁相环频率校正方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种锁相环频率校正方法及系统，应用于对多频带压控振荡器的子频带选择；包括：在计数时间TCNT[k]内，对压控振荡器在当前工作子频带下输出的所述频率信号进行频率计数，得到频率计数值FCNT[k]，其中，当前工作子频带对应二进制搜索树中的当前节点的二进制数值；计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTARGET[k]的误差，并将所述误差的绝对值与预定值进行比较，根据比较结果，在TCNT[k]的取值范围内动态调整所述TCNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。本发明专利技术将测量的误差与预设值进行比较，从而控制是否增加计数时间基准，在校正时间和校正精度之间做出正确的取舍，从而有效控制校正时间，这种动态地校正方法整体上可以有效地缩短校正时间。

【技术实现步骤摘要】
一种锁相环频率校正方法及系统
本专利技术涉及通信
，特别涉及一种锁相环频率校正方法及系统。
技术介绍
无线射频收发信机中，广泛采用基于锁相环(PLL，Phase-LockedLoop)结构的频率综合器，用来产生本地振荡信号，简称本振(LO，LocalOscillator)，完成信号的频率搬移。在现代无线通信中，要求射频收发信机能够工作在多个频段，因此，需要锁相环的输出信号能够覆盖足够宽的频率范围。实现宽带锁相环，则锁相环中的核心器件压控振荡器(VCO，Voltage-ControlledOscillator)也需要工作在足够宽的频率范围。由于压控振荡器受到噪声要求、工艺条件等限制，一般采用多频带设计结构，即采用多个子频带来覆盖足够宽的频率范围，但每个子频率仅需要覆盖相对较窄的频率。子频率通过数字码的方式实现控制。在实际应用中，系统会要求锁相环输出一个特定的频率，对于多频带压控振荡器来说，则需要设置一个合适的子频带，满足系统对输出频率的要求，同时满足锁相环电路稳定工作的需要。由于芯片制造工艺的波动，以及应用环境的不确定性，宽带压控振荡器各个子频带的输出频率并不是稳定不变的。即，很难根据系统设定的压控振荡器需要输出的目标频率值，直接得到压控振荡器子频带设置值。下面介绍现有技术中利用系统给出的目标频率值得到压控振荡器子频带的方法。参见图1，该图为现有技术中二进制搜索法示意图。图1中是以16频带为例，4位(bit)控制，图中节点用二进制控制字表示。图1中的up表示上行搜索的路径，dn表示下行搜索的路径。二进制算法是从压控振荡器的中间子频带出发，通过频率计数器对压控振荡器的输出频率进行测量，获得的信息与系统设定的目标频率值进行比较，根据比较结果，选择搜索路径。例如，图1中的一条搜索路径是：1000–>1100->1110->1101。1101即为搜索的目标子频带。1000为16频带的中间子频带。在路径上的每个节点，频率计数器的计数时间长度都是R×TREF，理论上可获得的频率计数精度为fRES＝fREF/R，其中，fREF是计数的基准频率，该基准频率就是锁相环输入参考时钟的频率。fRES是目标精度。由fREF和fRES便可以得出R。R为计数时间基准参数。因此，如果不计入其他开销，总校正时间长度为tCAL＝NCT×R×TREF。其中，NCT为压控振荡器子频带控制字的位宽。在图1中，NCT＝4。图1所示的现有技术存在的主要问题是校正的时间较长。下面以无线射频收发机设计中常用的参数估算一下该技术的校正时间。fREF＝20MHz即fRES＝200kHz；则通常设计压控振荡器子频带控制字为NCT＝8，则不计入其他开销前提下，校正所需要的时间为：tCAL＝NCT×R×TREF＝40us；加上其他开销，校正时间一般会接近50us，对于无线射频收发信机来讲，校正时间太长，对系统的其他操作会带来时间压力。因此，本领域技术人员需要提供一种锁相环频率校正方法，能够缩短校正时间。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种锁相环频率校正方法及系统，能够缩短锁相环的频率校正时间。本专利技术公开了以下技术方案：第一方面，一种锁相环频率校正方法，应用于对多频带压控振荡器的子频带选择；包括：在计数时间TCNT[k]内，对压控振荡器在当前工作子频带下输出的所述频率信号进行频率计数，得到频率计数值FCNT[k]，其中，当前工作子频带对应二进制搜索树中的当前节点的二进制数值；计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTARGET[k]的误差，并将所述误差的绝对值与预定值进行比较，根据比较结果，在TCNT[k]的取值范围内动态调整所述TCNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据比较结果，在TCNT[k]的取值范围内动态调整所述TCNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带，具体为：如果判断所述误差为0，将当前子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带；如果判断所述误差大于0且小于预定值，则增大计数时间基准TCNT[k]继续读取压控振荡器在当前子频带输出的频率信号进行频率计数的频率计数值，计算新读取的所述频率计数值与所述FCNTTARGET[k]的误差，如果误差为0，则将当前子频带作为压控振荡器工作的目标子频带，如果误差不为0，继续进行所述误差与所述预定值的比较，一直增大TCNT[k]到TCNT[k]的取值范围内的最大值时，强制进入二进制搜索的下一个子频带；二进制搜索结束时，将所述误差最小值对应的子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带；如果判断所述误差大于或等于预定值，则停止对当前子频带对应的压控振荡器的输出频率的计数，进入二进制搜索的下一个子频带。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，所述进入二进制搜索的下一个子频带，具体为：当所述频率计数值大于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点的二进制数值比当前工作子频带小的子频带作为下一个子频带；当所述频率计数值小于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点的二进制数值比当前工作子频带大的子频带作为下一个子频带。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，所述TCNT[k]＝TREF*R[k]；所述FCNTTARGET[k]＝R[k]×FCW；其中，TREF为输入锁相环的参考时钟信号的周期；R[k]为计数时间参数，是随当前时间k变化的正整数，k为正整数；所述FCW是锁相环的频率控制字信号，为已知量。结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，所述R[k]＝2k-1；所述TCNT[k]＝TREF*R[k]＝TREF*2k-1；所述FCNTTARGET[k]＝2k-1×FCW；所述R[k]的最大取值为Rmax，当A＝fREF/fRES为2的整数次幂时，则Rmax＝A；当A不为2的整数次幂时，Rmax取大于A的2的整数次幂中的最小值；其中，fREF＝1/TREF；fRES为锁相环的目标精度，为已知量。第二方法，提供一种锁相环频率校正系统，包括：锁相环、频率计数器、控制器，所述锁相环包括多频带的压控振荡器；所述锁相环，用于根据输入的参考时钟信号，控制所述压控振荡器输出频率信号；所述频率计数器，用于在计数时间TCNT[k]内，对所述压控振荡器在当前工作子频带下输出的所述频率信号进行频率计数，得到频率计数值FCNT[k]，其中，当前工作子频带对应二进制搜索树中的当前节点的二进制数值；所述控制器，用于计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTARGET[k]的误差，并将所述误差的绝对值与预定值进行比较，根据比较结果，在TCNT[k]的取值范围内动态调整所述TCNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述控制器根据比较结果，在TCNT[k]的取值范围内动态调整所述TCNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带，具体为：如果判断所述误差为0，将当前子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带；如果判断所述误差大于0且小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锁相环频率校正方法，其特征在于，应用于对多频带压控振荡器的子频带选择；包括：在计数时间TCNT[k]内，对压控振荡器在当前工作子频带下输出的所述频率信号进行频率计数，得到频率计数值FCNT[k]，其中，当前工作子频带对应二进制搜索树中的当前节点的二进制数值；计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTARGET[k]的误差，并将所述误差的绝对值与预定值进行比较，根据比较结果，在TCNT[k]的取值范围内动态调整所述TCNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。

【技术特征摘要】
1.一种锁相环频率校正方法，其特征在于，应用于对多频带压控振荡器的子频带选择；包括：在计数时间TCNT[k]内，对压控振荡器在当前工作子频带下输出的频率信号进行频率计数，得到频率计数值FCNT[k]，其中，当前工作子频带对应二进制搜索树中的当前节点的二进制数值；计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTARGET[k]的误差，并将所述误差的绝对值与预定值进行比较，根据比较结果，在TCNT[k]的取值范围内动态调整所述TCNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带；k为正整数；所述根据比较结果，在TCNT[k]的取值范围内动态调整所述TCNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带，具体为：如果判断所述误差为0，将当前子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带；如果判断所述误差大于0且小于预定值，则增大计数时间基准TCNT[k]继续读取压控振荡器在当前子频带输出的频率信号进行频率计数的频率计数值，计算新读取的所述频率计数值与所述FCNTTARGET[k]的误差，如果误差为0，则将当前子频带作为压控振荡器工作的目标子频带，如果误差不为0，继续进行所述误差与所述预定值的比较，一直增大TCNT[k]到TCNT[k]的取值范围内的最大值时，强制进入二进制搜索的下一个子频带；二进制搜索结束时，将所述误差最小值对应的子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带；如果判断所述误差大于或等于预定值，则停止对当前子频带对应的压控振荡器的输出频率的计数，进入二进制搜索的下一个子频带。2.根据权利要求1所述的锁相环频率校正方法，其特征在于，所述进入二进制搜索的下一个子频带，具体为：当所述频率计数值大于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点的二进制数值比当前工作子频带小的子频带作为下一个子频带；当所述频率计数值小于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点的二进制数值比当前工作子频带大的子频带作为下一个子频带。3.根据权利要求1所述的锁相环频率校正方法，其特征在于，所述TCNT[k]＝TREF*R[k]；所述FCNTTARGET[k]＝R[k]×FCW；其中，TREF为输入锁相环的参考时钟信号的周期；R[k]为计数时间参数，是随当前时间k变化的正整数，k为正整数；所述FCW是锁相环的频率控制字信号，为已知量。4.根据权利要求3所述的锁相环频率校正方法，其特征在于，所述R[k]＝2k-1；所述TCNT[k]＝TREF*R[k]＝TREF*2k-1；所述FCNTTARGET[k]＝2k-1×FCW；所述R[k]的最大取值为Rmax，当A＝fREF/fRES为2的整数次幂时，则Rmax＝A；当A不为2的整数次幂时，Rmax取大于A的2的整数次幂中的最小值；其中，fREF＝1/TREF；fRES为锁相环的目标精度，为已知量。5.一种锁相环频率校正系统，其特征在于，包括：锁相环、频率计数器、控制器，所述锁相环包括多频带的压控振荡器；所述锁相环，用于根据输入的参考时钟信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，朱年勇，梁建，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44