一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的方法及电路技术

本发明专利技术公开一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的电路，包括依次连接的鉴频鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，参考信号输入到鉴频鉴相器的第一输入端，压控振荡器产生的时钟信号输入到鉴频鉴相器的第二输入端，鉴频鉴相器产生的参考信号和时钟信号的频率、相位差信号经过环路滤波器滤波后输入至压控振荡器；还包括突发识别器和突发补偿器；参考信号和鉴频鉴相器的输出信号接入突发识别器，突发识别器的输出端接至突发补偿器的输入端；突发补偿器输出端接至环路滤波器。本发明专利技术能有效的控制突发性干扰的影响，保证锁相环在被干扰后快速捕获和恢复稳定，减免数据传送中因突发性干扰导致数据丢失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锁相环电路
，具体涉及一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的方法及电路。
技术介绍
数据传输过程是数据信号经过信道由一个地方被传到另一个地方的移动过程，信道可以是有线的，比如PCIe，USB，以太网；也可以是无线的，比如WiFi，蓝牙，3G/4G/..,nG(n= 1,2.,3,...)等。无论有线信道和无线信道都不可避免地受到其他信号的干扰:例如，连线中的热噪声，电气开关的涌流噪声，太阳风暴包含的粒子噪声和其他设备对本设备的干扰噪声等等。噪声对信道的干扰主要表现为随机噪声干扰和突发噪声干扰。随机噪声无时不在，而且一般假定不同时刻的随机噪声统计独立，例如热噪声，空间粒子噪声等。突发噪声偶然出现，例如雷电噪声，开关涌流噪声等。数据的传送和接收按一定的节拍或时钟进行，每个节拍或每个时钟周期传送一定位数的数据。时钟信号可以显式地包含在传送信道的信号中也可以隐含在传送的数据中。前者多用于载波传输，后者多见于基带传输。无论载波传输或基带传输中的时钟信号绝大多数都通过锁相环(PLL:Phase Lock Loop)技术产生。典型锁相环技术的原理如图1所示，来自于外部的标准时钟信号，例如晶振，或信道中的导频或基带中隐含的时钟信号作为参考信号输入到锁相环的鉴频鉴相器，鉴频鉴相器将参考信号与压控振荡器产生的时钟信号的频率和相位相比较，产生频率和相位误差信号，该误差信号经环路滤波器滤波后控制压控振荡器的输出，产生与参考信号一致的时钟信号。来自外部信道的参考信号会受到各种随机和突发干扰，环路滤波器可以有效地降低随机信号干扰对压控振荡器的影响，但突发信号的强度大，频点位于环路滤波器的通带内，环路滤波器不能或者不能有效地降低其对压控振荡器的影响，从而导致锁相环失锁，需要在突发干扰过去后重新捕获。在失锁和捕获过程中所传送的数据会全部或部分丢失。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的方法及电路，针对突发性干扰，能够精确识别、快速补偿并控制干扰，保证锁相环闭锁。为解决上述问题，本专利技术的技术方案:一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的电路，包括依次连接的鉴频鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，参考信号输入到鉴频鉴相器的第一输入端，压控振荡器产生的时钟信号输入到鉴频鉴相器的第二输入端，鉴频鉴相器产生的参考信号和时钟信号的频率、相位差信号经过环路滤波器滤波后输入至压控振荡器;还包括突发识别器和突发补偿器;参考信号和鉴频鉴相器的输出信号接入突发识别器，突发识别器的输出端接至突发补偿器的输入端;突发补偿器器输出端接至环路滤波器。突发识别器主要用于识别突发干扰的发生和持续时间。突发补偿器用于计算补偿量，并在突发过去后将补偿量加入到环路滤波器。所述的突发识别器包括包络计算模块、比较器、采样器和存储器，包络计算模块的输入端接参考信号，其输出端输出包络信号;包络信号与比较器阈值共同输入比较器，比较器输出端输出突发信号；包络信号与鉴频鉴相器的输出信号共同输入采样器，采样器将得到的突发采样信号存入存储器。突发采样信号包括鉴频鉴相器采样值、包络信号采样值。所述的突发补偿器包括累加器和乘法器，存储器中的突发采样信号输入突发补偿器并将结合补偿量计算公式计算得出补偿量输入环路滤波器。 一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的方法，包括如下步骤:步骤一、将参考信号输入到包络计算模块得到包络信号，包络信号与比较器阈值共同输入比较器经比较得到突发信号；步骤二、在突发信号的上升沿时刻利用采样器采样鉴频鉴相器的输出信号，并由突发信号的上升沿开始采样包络信号，将采样得到的鉴频鉴相器采样值及包络信号采样值存入存储器；步骤三、将存储器中的鉴频鉴相器采样值、包络信号采样值输入到突发补偿器计算出补偿量；步骤四、在突发信号的下降沿时刻，突发补偿器将补偿量输入环路滤波器。所述的补偿量计算公式为:C = Bp*(ai*Bi+a2*B2+...+an*Bn)其中，C为补偿量;an为设定常数系数(0<an< 1，&?为实数，n=l，2，…为自然数)，Bn为包络信号采样值(n=l，2，…，为自然数)，Bp为鉴频鉴相器采样值。有益效果:本专利技术公开的锁相环智能抗干扰和快速捕获的方法和电路，能够精确识别、快速补偿并控制干扰;本专利技术能有效的控制突发性干扰的影响，保证锁相环在被干扰后快速捕获和恢复稳定，减免数据传送中因突发性干扰导致数据丢失。【附图说明】图1为典型锁相环原理图；图2是本专利技术原理图；图3是信道信号的加法性奇变和乘法性奇变；图4是突发识别器原理图；图5是突发补偿器原理图。【具体实施方式】一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的电路，如图2所示，包括依次连接的鉴频鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，参考信号输入到鉴频鉴相器的第一输入端，压控振荡器产生的时钟信号输入到鉴频鉴相器的第二输入端，鉴频鉴相器产生的参考信号和时钟信号的频率、相位差信号经过环路滤波器滤波后输入至压控振荡器;还包括突发识别器和突发补偿器;参考信号和鉴频鉴相器的输出信号P接入突发识别器，突发识别器的输出端接至突发补偿器的输入端;突发补偿器输出端接至环路滤波器。如图4所示，所述的突发识别器包括包络计算模块、比较器、采样器和存储器，包络计算模块的输入端接参考信号，其输出端输出包络信号W;包络信号W与比较器阈值共同输入比较器，比较器输出端输出突发信号Sb;包络信号W与鉴频鉴相器的输出信号P共同输入采样器，采样器将得到的突发采样信号存入存储器。通过突发识别器识别突发信号Sb的发生和持续时间。突发采样信号包括鉴频鉴相器采样值Bp、包络信号采样值仏(1! = 1，2，…，为自然数)。如图5所示，所述的突发补偿器包括累加器和乘法器，存储器中的突发采样信号输入突发补偿器并将结合补偿量计算公式计算得出补偿量输入环路滤波器。所述的补偿量计算公式为:C = Bp*(ai*Bi+a2*B2+...+an*Bn)其中，C为补偿量;an为设定常数系数(0<an< 1，&?为实数，n=l，2，…为自然数)，Bn为包络信号采样值(n=l，2，…，为自然数)，Bp为鉴频鉴相器采样值。一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的方法，包括如下步骤:步骤一、将参考信号输入到包络计算模块得到包络信号，包络信号与比较器阈值共同输入比较器经比较得到突发信号Sb;如图3所示，信道中传输的信号受到突发干扰后会发生加法奇变和乘法奇变，将此信号输入到包络计算模块计算得到信道信号的包络信号W。步骤二、在突发信号Sb的上升沿时刻利用采样器采样鉴频鉴相器的输出信号P，并由突发信号Sb的上升沿开始采样包络信号W，将采样得到的鉴频鉴相器采样值Bp及包络信号采样值Bn(n = 1，2，…，为自然数)存入存储器；步骤三、将存储器中的鉴频鉴相器采样值Βρ、包络信号采样值仏输入到突发补偿器计算出补偿量C;步骤四、在突发信号Sb的下降沿时刻，突发补偿器将补偿量C输入环路滤波器。【主权项】1.一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的电路，包括依次连接的鉴频鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，参考信号输入到鉴频鉴相器的第一输入端，压控振荡器产生的时钟信号输入到鉴频鉴相器的第二输入端，鉴频鉴相器产生的参考信号和时钟信号的频率、相位差信号经过环路滤波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锁相环智能抗干扰和快速捕获的电路，包括依次连接的鉴频鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，参考信号输入到鉴频鉴相器的第一输入端，压控振荡器产生的时钟信号输入到鉴频鉴相器的第二输入端，鉴频鉴相器产生的参考信号和时钟信号的频率、相位差信号经过环路滤波器滤波后输入至压控振荡器；其特征在于：还包括突发识别器和突发补偿器；参考信号和鉴频鉴相器的输出信号接入突发识别器，突发识别器的输出端接至突发补偿器的输入端；突发补偿器输出端接至环路滤波器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董传友，周艳，
申请(专利权)人：山东胜开电子科技有限公司，董传友，郭勇，
类型：发明
国别省市：山东;37