CN102122957B - 一种锁相环快速锁定的电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的锁相环快速锁定的电路及方法，设置宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器两个环路，开始时宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器，预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置，使锁相环中的鉴相器中的频差快速减小到一个较小值，该过程中频差越小，捕获阶段T1所用的时间也越短。当宽带宽环路滤波器电压预置稳定后，由宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置，从而窄带宽环路滤波器获得精确的预置压控电压，由窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。锁相环最终稳定阶段使用的窄带宽环路滤波器，窄带宽环路滤波器是窄带宽环路，因此不会恶化锁相环的相位噪声。

Description

一种锁相环快速锁定的电路及方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种锁相环快速锁定的电路及方法。

背景技术

目前，数字移动无线电(DMR，DigitalMobileRadio)通信对对讲机采用时分多址(TDMA，TimeDivisionMultipleAccess)技术，不过由于受到锁定时间的技术局限，目前只能实现半双工通信。如果锁相环的锁定时间能够控制在1ms以内，则对讲机有望在TDMA模式下实现全双工通信及跳频通信。

锁相环(PLL，Phase-LockedLoop)可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪。锁相环在工作过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住。

下面结合图1介绍锁相环的组成及工作原理。

锁相环包括三个基本组成部分：鉴相器A、环路滤波器B、压控振荡器C和分频器D。其中，压控振荡器C作为频率源输出频率。

压控振荡器C的输出信号经过采集并分配和参考频率一起被输入鉴相器A，鉴相器A通过比较参考频率和压控振荡器的输出信号的频率差，输出一个与频率差成正比的误差电压，再经过环路滤波器B滤去误差电压中的高频成分，输出一个控制电压控制压控振荡器C，使压控振荡器C输出信号的频率稳定在某一个期望值，压控振荡器C的输出频率再经过分频器D分频后反馈给鉴相器A。

下面结合附图介绍频率锁定的过程。参见图2，该图为现有技术中锁相环锁定的波形示意图。

1)T1阶段-捕获阶段：

由于频点的切换，频率从稳定到不稳定的急剧变化，输出频率与参考频率相位差非常大，锁相环处于失锁状态，需要大量的泵电流来捕获目标频率。

2)T2阶段-跟踪阶段：

输出频率与参考频率相位差较小，锁相环对输出频率进行跟踪，属于环路自身调节的阶段。

3)T3阶段-稳定阶段：

输出频率与参考频率相位差非常小，锁相环处于锁定的状态。当频率偏差小于±100Hz时，锁相环进入稳定状态。

如图2所示，锁定过程的三个阶段中，主要是由T1和T2阶段决定目标频率的锁定时间。而T2的时间主要是由于环路自身的参数决定。T2时，相位差已经比较小了，靠锁相环自身的调节可以很快进入T3。然而，T1捕获阶段所消耗的时间，对整体锁定时间有直接的影响。

在T1阶段，通过为锁相环预置目标频率对应的压控电压的方式，并通过运算放大器的扩流作用，给环路快速充放电，使鉴相器中的频差快速减小到一个较小值，以进入T2阶段。环路本身的充放电量越小，预置压控电压越精确，则T1阶段所能达到的频差也越小，锁定过程所用的时间也越短。

由于压控振荡器C带宽的限制，锁相环的相位噪声和锁定速度相互制约。环路带宽增大可以提高锁定速度，但同时相位噪声会增大。反之环路带宽减小，可以降低相位噪声，但是会延长锁定时间。

锁相环中的压控振荡器的振荡频率在两个频点之间切换所需的时间与两个频点间的频率间隔有关，两个频率间隔越大，对应的压控电压相差越大，因此需要的切换时间越长。

因此，需要在提高锁相环的锁定速度的同时，不影响相位噪声是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锁相环快速锁定的电路及方法，能够提高锁相环的锁定速度，同时不影响相位噪声。

本发明实施例提供一种锁相环快速锁定的电路，包括：控制器、存储器、数模转换器、运算放大器、宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器；

控制器，用于将存储器中存储的预置压控电压发送给DAC；存储器中预先存储与目标频率对应的数字信号的预置压控电压；

数模转换器，用于将所述数字信号的预置压控电压转换为模拟信号的预置压控电压后发送给宽带宽环路滤波器，对宽带宽环路滤波器进行电压预置；DAC还用于将所述模拟信号的预置压控电压通过运算放大器发送给窄带宽环路滤波器，对窄带宽环路滤波器进行电压预置；此时，控制器控制宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器；

当宽带宽环路滤波器的输出电压达到所述预置压控电压后，控制器控制DAC与宽带宽环路滤波器断开，同时控制DAC与运算放大器断开；宽带宽环路滤波器通过运算放大器给窄带宽环路滤波器进行电压预置；此时，控制器控制宽带宽环路滤波器仍然作为锁相环中的环路滤波器；

当窄带宽环路滤波器获得宽带宽环路滤波器锁定后稳定的压控电压时，控制器控制窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

优选地，控制器通过控制第一开关来控制数模转换器与宽带宽环路滤波器以及数模转换器与运算放大器的连接状态；

第一开关的第一端连接数模转换器，第二端连接运算放大器，同时第二端连接宽带宽环路滤波器，第三端连接控制器。

优选地，控制器通过控制第二开关来控制运算放大器与窄带宽环路滤波器的连接状态；

第二开关的第一端连接运算放大器，第二端连接窄带宽环路滤波器，第三端连接控制器。

优选地，控制器通过控制第一环路选择开关和第二环路选择开关来控制宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器在锁相环中的连接状态；

第一环路选择开关的第一端连接锁相环中的鉴相器的输出端，第一环路选择开关的控制端连接控制器，第一环路选择开关的第二端连接宽带宽环路滤波器，第一环路选择开关的第三端连接窄带宽环路滤波器；

第二环路选择开关的第一端连接锁相环中的压控振荡器的输入端，第二环路选择开关的控制端连接控制器，第二环路选择开关的第二端连接宽带宽环路滤波器，第二环路选择开关的第三端连接窄带宽环路滤波器。

优选地，还包括读取开关和模数转换器；

读取开关连接在控制器和窄带宽环路滤波器之间，模数转换器连接在预置压控电压读取开关和控制器之间；

锁相环出厂前，控制器用于控制读取开关闭合，模数转换器从窄带宽环路滤波器中读取预置压控电压，转换为数字的预置压控电压后发送给控制器，控制器将该数字的预置压控电压存储于存储器中。

本发明实施例还提供一种锁相环快速锁定的方法，包括：

在第一预定时间段内，将预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置；

在第二预定时间段内，停止预置压控电压为宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器电压预置，由宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置；

在第三预定时间段内，宽带宽环路滤波器在鉴相器输出的压控电压的控制下达到锁定后稳定的压控电压，由宽带宽环路滤波器继续为窄带环路滤波器进行电压预置；

在第四预定时间段内，停止宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置；窄带宽环路滤波器在鉴相器输出的压控电压的控制下达到所述锁定后稳定的压控电压；

在第一预定时间段内、第二预定时间段和第三预定时间段内，宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器；在第四预定时间段内，窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

优选地，包括：将预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置之前还包括：从存储器中读取数字的预置压控电压，将数字的预置压控电压转换为模拟的预置压控电压；

将预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置具体为：

将模拟的预置压控电压为宽带宽环路滤波器进行电压预置；将模拟的预置压控电压通过运算放大器扩流后为窄带宽环路滤波器进行电压预置。

优选地，在第三预定时间段和第四预定时间段之间还包括第五预定时间段；

在第五预定时间段内，宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置，且窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

优选地，所述从存储器中读取数字的预置压控电压之前还包括：

从宽带宽环路滤波器中读取预置压控电压，转换为数字的预置压控电压后存储于存储器中。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的锁相环快速锁定的电路及方法，设置宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器两个环路，开始时宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器，预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置，由于宽带宽环路滤波器中的电容很小，因此电压预置速度很快。这样可以使锁相环中的鉴相器中的频差快速减小到一个较小值，该过程中频差越小，捕获阶段T1所用的时间也越短。当宽带宽环路滤波器电压预置稳定后，由宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置，从而窄带宽环路滤波器获得精确的预置压控电压，由窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。由于锁相环最终稳定阶段使用的窄带宽环路滤波器，窄带宽环路滤波器是窄带宽环路，因此不会恶化锁相环的相位噪声。因此，本发明利用宽带宽环路滤波器来锁定稳定的压控电压，这样可以缩短窄带宽环路滤波器T1的时间，利用窄带宽环路滤波器做最终的稳定不会影响相位噪声。

附图说明

图1是现有技术中的锁相环示意图；

图2是现有技术中锁相环锁定的波形示意图；

图3是本发明提供的电路实施例一结构图；

图4是本发明提供的电路实施例二结构图；

图5是本发明提供的锁相环快速锁定的方法实施例一流程图；

图6是本发明提供的锁相环快速锁定的方法实施例二流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解和实施本发明的技术方案，图2中已经介绍了本发明依据的理论基础。由于锁定时间主要由T1决定，因此，本发明提供的方法可以缩短T1的时间，进而加快锁相环的锁定。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

参见图3，该图为本发明提供的电路实施例一结构图。

本实施例提供的锁相环快速锁定的电路，包括：控制器301、存储器302、数模转换器(DAC，DigitalAnalogConverter)303、运算放大器304、宽带宽环路滤波器305和窄带宽环路滤波器306；

控制器301，用于将存储器302中存储的预置压控电压发送给DAC303；存储器302中预先存储与目标频率对应的预置压控电压；

DAC303，用于将预置压控电压转换为模拟的预置压控电压后发送给宽带宽环路滤波器305，对宽带宽环路滤波器305进行电压预置；同时DAC303还用于将模拟的预置压控电压通过运算放大器304发送给窄带宽环路滤波器306，对窄带宽环路滤波器306进行电压预置；此时，控制器301控制宽带宽环路滤波器305作为锁相环中的环路滤波器；

当宽带宽环路滤波器305的输出电压达到预置压控电压后，控制器301控制DAC303与宽带宽环路滤波器305断开，同时控制DAC303与运算放大器304断开；宽带宽环路滤波器305通过运算放大器304给窄带宽环路滤波器306进行电压预置；此时，控制器301控制宽带宽环路滤波器305仍然作为锁相环中的环路滤波器；

当窄带宽环路滤波器306获得宽带宽环路滤波器锁定后稳定的压控电压，控制器控制大电容滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

本发明提供的锁相环快速锁定的电路，设置宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器两个环路，开始时宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器，预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置，由于宽带宽环路滤波器中的电容很小，因此电压预置速度很快。这样可以使锁相环中的鉴相器中的频差快速减小到一个较小值，该过程中频差越小，捕获阶段T1所用的时间也越短。当宽带宽环路滤波器电压预置稳定后，由宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置，从而窄带宽环路滤波器获得精确的预置压控电压，由窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。由于锁相环最终稳定阶段使用的窄带宽环路滤波器，窄带宽环路滤波器是窄带宽环路，因此不会恶化锁相环的相位噪声。因此，本发明利用宽带宽环路滤波器可以缩短T1的时间，利用窄带宽环路滤波器做最终的稳定不会影响相位噪声。

参见图4，该图为本发明提供的电路实施例二结构图。

图4与图3相比增加了第一开关401、第二开关402、第一环路选择开关403、第二环路选择开关404、读取开关405和模数转换器(ADC，AnalogDigitalConverter)406。

控制器301通过控制第一开关401来控制DAC303与宽带宽环路滤波器305以及DAC303与运算放大器304的连接状态；

第一开关401的第一端连接DAC303，第二端连接运算放大器304，同时第二端连接宽带宽环路滤波器305，第三端连接控制器301。

控制器301通过控制第二开关402来控制运算放大器304与窄带宽环路滤波器306的连接状态；

第二开关402的第一端连接运算放大器304，第二端连接窄带宽环路滤波器306，第三端连接控制器301。

控制器301通过控制第一环路选择开关403和第二环路选择开关404来控制宽带宽环路滤波器305和窄带宽环路滤波器306在锁相环中的连接状态；

第一环路选择开关403的第一端连接锁相环中的鉴相器A的输出端，第一环路选择开关403的控制端连接控制器301，第一环路选择开关403的第二端连接宽带宽环路滤波器305，第一环路选择开关403的第三端连接窄带宽环路滤波器306；

第二环路选择开关404的第一端连接锁相环中的压控振荡器C的输入端，第二环路选择开关404的控制端连接控制器301，第二环路选择开关404的第二端连接宽带宽环路滤波器305，第二环路选择开关404的第三端连接窄带宽环路滤波器306。

需要说明的是，锁相环中还可以包括分频器D，压控振荡器C的输出频率经过分频器D分频后发送给鉴相器A。

本实施例提供的电路还包括读取开关405和ADC406；

读取开关405连接在控制器301和宽带宽环路滤波器305之间，ADC406连接在读取开关405和控制器301之间；

在实际操作中，每台锁相环在出厂前，就可在其控制器中建立压控电压模型，而该压控电压模型是根据在整个频率段上所采集的M个频率点及该M个频率点所对应的压控电压所确定的。

锁相环出厂前，控制器301用于控制读取开关405闭合，ADC406从宽带宽环路滤波器305中读取预置压控电压，转换为数字的预置压控电压后发送给控制器301，控制器301将该数字的预置压控电压存储于存储器302中。

当需要进行频率切换时，控制器301控制第一开关401闭合，DAC303与运算放大器304接通，控制器301控制DAC303将预置压控电压通过第一开关401发送给宽带宽环路滤波器305，给宽带宽环路滤波器305进行电压预置；同时控制器301控制第二开关402闭合，运算放大器304与窄带宽环路滤波器306接通，预置压控电压为窄带宽环路滤波器306进行电压预置。

由于宽带宽环路滤波器305作为宽带宽环路滤波，其中的电容很小，因此电压预置很快，这样可以极大缩短压控振荡器C的输出频率与目标频率之间的频差，大幅减小了T1时间而使锁相环快速进入T2阶段。

当锁相环进行T2阶段时，控制器301控制第一开关401断开，DAC303与宽带宽环路滤波器305断开，宽带宽环路滤波器305停止电压预置。到此，锁相环在控制器301的控制下实现了第一次锁定。第一开关401从闭合到断开的阶段，控制器301控制第一环路选择开关403和第二环路选择开关404均与宽带宽环路滤波器接通，即在这个阶段，小电容滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

当第一开关401断开以后，控制器301控制402闭合，由宽带宽环路滤波器305经过运算放大器304、第一开关402为窄带宽环路滤波器306进行电压预置直到窄带宽环路滤波器306的预置压控电压也达到精确。

当窄带宽环路滤波器306的预置压控电压达到精确后，控制器301控制第一环路选择开关403和第二环路选择开关404均与窄带宽环路滤波器306接通，即，由窄带宽环路滤波器306作为锁相环中的环路滤波器，从而实现预置压控电压由宽带宽环路滤波器305到窄带宽环路滤波器306的平稳过渡，此时，窄带宽环路滤波器306已经进入T1阶段。

当窄带宽环路滤波器306进入T2阶段时，控制器301控制第一开关402断开，由鉴相器A为窄带宽环路滤波器306稳定，使窄带宽环路滤波器306进入T3阶段。

最终由窄带宽环路滤波器306作为窄带宽环路为锁相环提供预置压控电压。

由于最终温度阶段使用窄带宽环路滤波器306为窄带宽环路，因此本发明提供的电路不会恶化锁相环的相位噪声。

由于本发明提供的电路大幅地缩短了T1的时间，因此可以实现锁相环的快速锁定，因此，应用于对讲机等无线通信设备中可以实现在TDMA模式下的全双工通信及跳频通信，对于一直处于半双工通信的对讲机实现质的飞跃。

基于上述提供的一种锁相环快速锁定的电路，本发明还提供了一种锁相环快速锁定的方法，下面结合具体实施例来详细说明其工作流程。

参见图5，该图为本发明提供的锁相环快速锁定的方法实施例一流程图。

本实施例提供的锁相环快速锁定的方法，包括以下步骤：

S501：在第一预定时间段内，将预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置；

其中，宽带宽环路滤波器为宽带宽环路，窄带宽环路滤波器为窄带宽环路。

S502：在第二预定时间段内，停止预置压控电压为宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置，由宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置；

由于宽带宽环路滤波器中的电容很小，因此电压预置很快，当宽带宽环路滤波器电压预置到输出的压控电压达到预置压控电压时停止用预置压控电压为宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器电压预置，而由宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器电压预置。

S503：在第三预定时间段内，宽带宽环路滤波器在鉴相器输出的压控电压的控制下达到锁定后稳定的压控电压，由宽带宽环路滤波器继续为窄带环路滤波器进行电压预置；

S504：在第四预定时间段内，停止宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置；窄带宽环路滤波器在鉴相器输出的压控电压的控制下达到所述锁定后稳定的压控电压；

当窄带宽环路滤波器电压预置到输出的压控电压达到精确的压控电压时停止为其进行电压预置，由锁相环中的鉴相器控制窄带宽环路滤波器稳定。

其中，在第一预定时间段内、第二预定时间段和第三预定时间段内，宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器；在第四预定时间段内，窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

由于开始时，宽带宽环路滤波器电压预置很快，因此以宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器，当窄带宽环路滤波器获得稳定的预置压控电压后，由窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。由于窄带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器，因此，不会影响锁相环的相位噪声。

本发明提供的锁相环快速锁定的方法，设置宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器两个环路，开始时宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器，预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置，由于宽带宽环路滤波器中的电容很小，因此电压预置速度很快。这样可以使锁相环中的鉴相器中的频差快速减小到一个较小值，该过程中频差越小，捕获阶段T1所用的时间也越短。当宽带宽环路滤波器电压预置稳定后，由宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置，从而窄带宽环路滤波器获得精确的预置压控电压，由窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。由于锁相环最终稳定阶段使用的窄带宽环路滤波器，窄带宽环路滤波器是窄带宽环路，因此不会恶化锁相环的相位噪声。因此，本发明利用宽带宽环路滤波器可以缩短T1的时间，利用窄带宽环路滤波器做最终的稳定不会影响相位噪声。

参见图6，该图为本发明提供的锁相环快速锁定的方法实施例二流程图。

S601：从宽带宽环路滤波器中读取预置压控电压，转换为数字的预置压控电压后存储于存储器中。

锁相环在出厂之前，控制器控制ADC读取预置压控电压并转换为数字的预置压控电压后存储于存储器中。

S602：从存储器中读取数字的预置压控电压，将数字的预置压控电压转换为模拟的预置压控电压；可以通过DAC将数字的预置压控电压转换为模拟的预置压控电压。

S603：在第一预定时间段内，将模拟的预置压控电压为宽带宽环路滤波器进行电压预置；将模拟的预置压控电压通过运算放大器扩流后为窄带宽环路滤波器进行电压预置。

在第一预定时间段内，宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

S604：在第二预定时间段内，停止预置压控电压为宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器电压预置，由宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置；

在第二预定时间段内，宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器；

S605：在第三预定时间段内，宽带宽环路滤波器在鉴相器输出的压控电压的控制下达到锁定后稳定的压控电压，由宽带宽环路滤波器继续为窄带环路滤波器进行电压预置；

S606：在第五预定时间段内，宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置，且窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

S607：在第四预定时间段内，停止宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置；窄带宽环路滤波器在鉴相器输出的压控电压的控制下达到所述锁定后稳定的压控电压；

在第四预定时间段内，窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

最终由窄带宽环路滤波器作为窄带宽环路为锁相环提供预置压控电压。

由于最终温度阶段使用窄带宽环路滤波器为窄带宽环路，因此本发明提供的电路不会恶化锁相环的相位噪声。

由于本发明提供的方法大幅地缩短了T1的时间，因此可以实现锁相环的快速锁定，因此，应用于对讲机等无线通信设备中可以实现在TDMA模式下的全双工通信及跳频通信，对于一直处于半双工通信的对讲机实现质的飞跃。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种锁相环快速锁定的电路，其特征在于，包括：控制器、存储器、数模转换器、运算放大器、宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器；

控制器，用于将所述存储器中存储的预置压控电压发送给数模转换器；所述存储器中预先存储与目标频率对应的数字信号的预置压控电压；

数模转换器，用于将所述数字信号的预置压控电压转换为模拟信号的预置压控电压后发送给宽带宽环路滤波器，对宽带宽环路滤波器进行电压预置；在对所述宽带宽环路滤波器进行电压预置的同时，数模转换器还将所述模拟信号的预置压控电压通过运算放大器发送给窄带宽环路滤波器，对窄带宽环路滤波器进行电压预置；此时，控制器控制宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器；

当宽带宽环路滤波器的输出电压达到所述预置压控电压后，控制器控制数模转换器与宽带宽环路滤波器断开，同时控制数模转换器与运算放大器断开；宽带宽环路滤波器通过运算放大器给窄带宽环路滤波器进行电压预置；此时，控制器控制宽带宽环路滤波器仍然作为锁相环中的环路滤波器；

当窄带宽环路滤波器获得宽带宽环路滤波器锁定后稳定的压控电压时，控制器控制窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

2.根据权利要求1所述的锁相环快速锁定的电路，其特征在于，控制器通过控制第一开关来控制数模转换器与宽带宽环路滤波器以及数模转换器与运算放大器的连接状态；

第一开关的第一端连接数模转换器，第二端连接运算放大器，同时第二端连接宽带宽环路滤波器，第三端连接控制器。

3.根据权利要求1所述的锁相环快速锁定的电路，其特征在于，控制器通过控制第二开关来控制运算放大器与窄带宽环路滤波器的连接状态；

第二开关的第一端连接运算放大器，第二端连接窄带宽环路滤波器，第三端连接控制器。

4.根据权利要求1所述的锁相环快速锁定的电路，其特征在于，控制器通过控制第一环路选择开关和第二环路选择开关来控制宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器在锁相环中的连接状态；

第一环路选择开关的第一端连接锁相环中的鉴相器的输出端，第一环路选择开关的控制端连接控制器，第一环路选择开关的第二端连接宽带宽环路滤波器，第一环路选择开关的第三端连接窄带宽环路滤波器；

第二环路选择开关的第一端连接锁相环中的压控振荡器的输入端，第二环路选择开关的控制端连接控制器，第二环路选择开关的第二端连接宽带宽环路滤波器，第二环路选择开关的第三端连接窄带宽环路滤波器。

5.根据权利要求1所述的锁相环快速锁定的电路，其特征在于，还包括读取开关和模数转换器；

读取开关连接在控制器和窄带宽环路滤波器之间，模数转换器连接在预置压控电压读取开关和控制器之间；

锁相环出厂前，控制器用于控制读取开关闭合，模数转换器从窄带宽环路滤波器中读取预置压控电压，转换为数字的预置压控电压后发送给控制器，控制器将该数字的预置压控电压存储于存储器中。

6.一种锁相环快速锁定的方法，其特征在于，包括：

在第一预定时间段内，将预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置；

在第二预定时间段内，停止预置压控电压为宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器电压预置，由宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置；

在第三预定时间段内，宽带宽环路滤波器在鉴相器输出的压控电压的控制下达到锁定后稳定的压控电压，由宽带宽环路滤波器继续为窄带环路滤波器进行电压预置；

在第四预定时间段内，停止宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置；窄带宽环路滤波器在鉴相器输出的压控电压的控制下达到所述锁定后稳定的压控电压；

在第一预定时间段内、第二预定时间段和第三预定时间段内，宽带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器；在第四预定时间段内，窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

7.根据权利要求6所述的锁相环快速锁定的方法，其特征在于，包括：将预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置之前还包括：从存储器中读取数字的预置压控电压，将数字的预置压控电压转换为模拟的预置压控电压；

将预置压控电压同时给宽带宽环路滤波器和窄带宽环路滤波器进行电压预置具体为：

将模拟的预置压控电压为宽带宽环路滤波器进行电压预置；将模拟的预置压控电压通过运算放大器扩流后为窄带宽环路滤波器进行电压预置。

8.根据权利要求6所述的锁相环快速锁定的方法，其特征在于，在第三预定时间段和第四预定时间段之间还包括第五预定时间段；

在第五预定时间段内，宽带宽环路滤波器为窄带宽环路滤波器进行电压预置，且窄带宽环路滤波器作为锁相环中的环路滤波器。

9.根据权利要求7所述的锁相环快速锁定的方法，其特征在于，所述从存储器中读取数字的预置压控电压之前还包括：

从宽带宽环路滤波器中读取预置压控电压，转换为数字的预置压控电压后存储于存储器中。