一种帮助频率源锁定到最佳控制电压点的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种帮助频率源锁定到最佳控制电压点的系统，它包括数字自校准模块、最优频率段选择电路、锁定检测电路、R分频器、N分频器、鉴频鉴相器和压控振荡器；R分频器的输出分别与鉴频鉴相器、数字自校准模块和锁定检测电路的R＿DIV输入连接，压控振荡器的输出通过N分频器分别与鉴频鉴相器、数字自校准模块和锁定检测电路的N＿DIV输入连接，锁定检测电路通过最优频率段选择电路与数字寄存器连接，数字自校准模块的输出通过数字寄存器与压控振荡器的输入连接，鉴频鉴相器的输出与压控振荡器的控制电压输入连接。本发明专利技术使得频率源电路在锁定后，压控振荡器的控制电压是所有包含目标频率的频率段对应的压控振荡器的控制电压中最优的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及频率源
，特别是涉及。
技术介绍
目前的频率源基本上采用LC振荡器，其频率的计算公式为:f = I/ (2*3.14* (L*C) 0.5)从上面的公式可以看到输出信号频率与L(电感)值和C(电容)值的乘积成反比；电感值和电容值在设计中为固定值，为了得到一个较小的KVCO(与LC振荡器输出信号的相位噪声有关)；电容值除开可变电容的部分，被分成η个小的电容，并用二进制或者温度码等方式控制这η个小的电容，压控振荡器工作的整个频率范围被这η小电容划分成了η+1个小的频率段，且相邻频率段的频率范围会有不同程度的交叠，每个频率段的频率值如下公式:f = I/ (2*3.14* (L*nC+ Δ c) 0.5)式中:n—小电容的个数，C—小电容的电容值，Ac—可变电容随器件两端电压差的变化而变化的电容值。为了保证频率范围的完整性，频率段和频率段之间会存在着不同程度的交叠，这会导致不同频率范围中的某些频率点会出现在多个频率段中，如:在图1中，同一个频率点A1、A2、A3，却分别属于三个不同的频率段，控制电压Vtune是不同的；但是当频率源锁定到A2、A3时，相位噪声是较差的，且当温度略略的变化时，频率源环路会出现失锁的现象。频率源芯片的工作过程主要分成两种状态:自校准状态和锁定状态；其中自校准状态是频率源在开环的情况下，固定压控振荡器的控制电压Vtune，将压控振荡器输出信号分频，并将该分频信号与R分频器的分频以后的信号进行频率比较，并依据比较的结果调整压控振荡器的频率段，最终压控振荡器经过分频以后的信号频率接近R分频器分频以后的输出信号频率；在自校准完成后，频率源环路由开环状态转换成闭环状态，在理想情况下，环路最终稳定到自校准得出的频率段，但是在非理想的情况下，如:N分频器和R分频器输出给数字校准电路的信号的相位是不一致的，容易导致最终锁定的频率段不是最优的频率段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供，使得频率源电路在锁定后，压控振荡器的控制电压是所有包含目标频率的频率段对应的压控振荡器的控制电压中最优的。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种帮助频率源锁定到最佳控制电压点的系统，它包括频率源电路、数字自校准模块、最优频率段选择电路、数字寄存器和锁定检测电路，频率源电路包括R分频器、N分频器、鉴频鉴相器和压控振荡器。所述的R分频器的输入接收参考输入信号，R分频器的输出分别与鉴频鉴相器、数字自校准模块和锁定检测电路的R — DIV输入连接，N分频器的输出分别与鉴频鉴相器、数字自校准模块和锁定检测电路的N _ DIV输入连接，锁定检测电路的输出与最优频率段选择电路的输入连接，最优频率段电路与数字寄存器连接进行数据交换，数字自校准模块的控制字输出与数字寄存器的输入连接，数字寄存器的输出与压控振荡器的输入连接，压控振荡器的输出与N分频器的输入连接，鉴频鉴相器的输出与压控振荡器的控制电压输入连接。进一步的，它还包括开关模块，开关模块的使能输入与数字自校准模块的使能输出连接。所述的开关模块包括开关Kl，开关Kl位于鉴频鉴相器与压控振荡器之间。所述的开关模块包括开关K2和开关K3，开关K2位于R分频器与锁定检测电路之间，开关K3位于N分频器与锁定检测电路之间。进一步的，它还包括电源DC和低通滤波器LPF ;所述的开关模块包括开关K4和开关K5，电源DC通过开关K4与压控振荡器的控制电压输入端连接，低通滤波器LPF通过开关K5与压控振荡器的控制电压输入端连接。所述的开关模块包括开关K6，开关K6位于锁定检测电路与最优频率段选择电路之间。所述的数字自校准模块的控制字输出端输出控制字，该控制字的位宽由压控振荡器的电容阵列决定。一种帮助频率源锁定到最佳控制电压点的方法，它包括以下步骤:S1.频率源电路处于开环状态时，数字校准模块产生一组控制频率源电路中压控振荡器电容阵列的控制字，并将控制字写入数字寄存器中；S2.最优频率段选择电路以步骤SI中所述的控制字为基准，在该控制字加的方向和减的方向中的一个方向上改变控制字；S3.每次改变控制字后，判断频率源电路是否进入锁定状态；S4.若频率源电路进入锁定状态，则将改变后的控制字存储到最优频率段选择电路中的寄存器，继续在该方向上改变控制字；若频率源电路未进入锁定状态，则停止在该方向上改变控制字，并切换到另一个方向上改变控制字；S5.若在控制字加的方向和减的方向上均已改变过控制字，则统计包含目标频率的频率段的数量；S6.选择最优频率段，频率源电路最终进入锁定状态。步骤S6中所述的选择最优频率段的选择方式为:若数字寄存器中包含目标频率的频率段的数量为奇数，选择最中间的频率段作为最优频率段；若数字寄存器中包含目标频率的频率段的数量为偶数，选择最中间两个频率段中的任意一个作为最优频率段。本专利技术的有益效果是:本专利技术解决了频率源电路在完成自校准后，由开环状态转换成闭环状态时，频率源电路最终锁定的频率段不是最优的频率段的问题，通过在频率源电路完成自校准后，找到所有包含目标频率的频率段，并从这些频率段中找出最优频率段，然后频率源锁定，使得频率源电路在锁定后，压控振荡器的控制电压是所有包含目标频率的频率段对应的压控振荡器的控制电压中最优的，即压控振荡器的控制电压位于压控振荡器的控制电压范围的靠近中间的位置，此时环路稳定，不会轻易的因为温度的变化而失锁。【附图说明】图1为频率源系统输出频率压控振荡器控制电压关系曲线图；图2为本专利技术一种帮助频率源锁定到最佳控制电压点的系统的结构框图；图3为本专利技术中压控振荡器的电路结构图；图4为本专利技术一种帮助频率源锁定到最佳控制电压点的方法得到流程图。【具体实施方式】下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图2所示，一种帮助频率源锁定到最佳控制电压点的系统，它包括频率源电路、数字自校准模块、最优频率段选择电路、数字寄存器和锁定检测电路，频率源电路包括R分频器、N分频器、鉴频鉴相器和压控振荡器。所述的R分频器的输入接收参考输入信号，R分频器的输出分别与鉴频鉴相器、数字自校准模块和锁定检测电路的R — DIV输入连接，N分频器的输出分别与鉴频鉴相器、数字自校准模块和锁定检测电路的N _ DIV输入连接。所述的锁定检测电路的输出与最优频率段选择电路的输入连接，最优频率段电路与数字寄存器连接进行数据交换。所述的数字自校准模块的控制字输出与数字寄存器的输入连接，数字自校准模块的使能输出与开关模块的使能输入连接，用于控制开关Kl?开关K6的断开与闭合。数字自校准模块的R —DIV输入端接收来自R分频器的信号，数字自校准模块的N —DIV输入端接收来自N分频器的信号，比较两个输入信号的频率，在比较完成后，输出两个信号，一个是使能信号EN，用于控制开关Kl?开关K6的断开与闭合，一个是控制字，控制字被写入数字寄存器，用于控制压控振荡器的输出信号频率。数字自校准模块通过改变控制压控振荡器电容阵列的控制字，从而控制压控振荡器中的电容阵列电容值的大小，压控振荡器的电路结构如图3所示，从而提高或者减小压控振荡器输出信号的频率。数字自校准模块、数字寄存器和压控振荡器构成一个负反馈环路，数字自校准模块输出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种帮助频率源锁定到最佳控制电压点的系统，其特征在于：它包括频率源电路、数字自校准模块、最优频率段选择电路、数字寄存器和锁定检测电路，频率源电路包括R分频器、N分频器、鉴频鉴相器和压控振荡器；所述的R分频器的输入接收参考输入信号，R分频器的输出分别与鉴频鉴相器、数字自校准模块和锁定检测电路的R＿DIV输入连接，N分频器的输出分别与鉴频鉴相器、数字自校准模块和锁定检测电路的N＿DIV输入连接，锁定检测电路的输出与最优频率段选择电路的输入连接，最优频率段电路与数字寄存器连接进行数据交换，数字自校准模块的控制字输出与数字寄存器的输入连接，数字寄存器的输出与压控振荡器的输入连接，压控振荡器的输出与N分频器的输入连接，鉴频鉴相器的输出与压控振荡器的控制电压输入连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李旺，唐俊，卿年琴，于希，
申请(专利权)人：成都振芯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51