CN102868395B

CN102868395B - 锁相环频率综合器及开环频率粗调方法

Info

Publication number: CN102868395B
Application number: CN201210385501.7A
Authority: CN
Inventors: 王冬春; 李正平; 曾隆月
Original assignee: GUANGZHOU RUNXIN INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: GUANGZHOU RUNXIN INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: CN102868395A

Abstract

本发明公开了一锁相环频率综合器，在开环频率粗调阶段，压控振荡器被提供一固定控制电压，分频器对压控振荡器的输出频率进行分频，使得分频器输出至自动频率控制器的计数器中的反馈频率Fdiv明显大于参考信号的频率Fref，且反馈频率Fdiv明显大于分频器在闭环细调阶段反馈至鉴相鉴频器的频率。本发明还公开了一种相应的开环频率粗调方法。通过本发明的锁相环频率综合器及相应的开环频率粗调方法，极大地减少了开环数字粗调的时间。

Description

锁相环频率综合器及开环频率粗调方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种锁相环频率综合器及开环频率粗调方法。

背景技术

典型的基于电荷泵锁相环的频率综合器100的电路图如图1所示，频率综合器100包括：鉴相鉴频器(PFD)102、电荷泵(CP)103（鉴相鉴频器102与电荷泵103整合设置在一个芯片里，所述芯片还可以包括一片内低通环路滤波器（LPF），供选择使用）、低通环路滤波器（LPF）104、压控振荡器（VCO）105、分频器（DIV）106和自动频率控制器（AFC）107。另外，还可根据需要设置一前置分频器，通过前置分频器对参考信号进行分频。在频率综合器100工作时，首先进入频率粗调阶段，启动粗调谐环路，将压控振荡器105（工作频率如为5000MHZ）通过分频器106（分频比如设为496）分频后的反馈频率及参考频率Fref（如10MHZ）分别输出到自动频率控制器107，并在一设定计数时长（例如参考频率Fref计数到40次对应的时间段）对反馈频率进行计数，通过自动频率控制器107的比较器将计数结果与根据压控振荡器105的工作频率及分频器106的分频比设定的预定次数值进行比较，得出每次的差值，自动频率控制器107的逻辑控制电路则根据计数比较的差值依次控制压控振荡器105的开关电容阵列控制字的大小，以实现频率粗调，所述粗调周期较长，例如所述开关电容阵列控制字采用5比特进行表示，按照控制字值由小到大或由大到小的顺序依次搜索，则搜索时间大于2⁵*设定计数时长（其中，搜索时间应为2⁵*搜索周期，每个搜索周期包括对反馈频率计数的高电平和不对反馈频率计数的低电平，每个搜索周期的高电平时长等于设定计数时长），再加上数据处理周期则粗调时间更长。在粗调谐完成后逻辑控制电路产生一使能信号启动锁相环工作，频率综合器100进入闭环细调阶段，锁相环路完成压控振荡器105的精确频率调谐，即鉴相鉴频器102比较参考信号频率Fref和分频器106分频后的频率以得到相差，电荷泵103产生与相差相对应的充放电电荷并通过低通环路滤波器104转换成控制电压来控制压控振荡器105输出频率的增加或降低，以逐步减小参考信号Fref与反馈信号的相差，使锁相环路的输出频率稳定。在锁相环路的输出频率稳定后频率综合器100进入锁相环失锁检测阶段。在频率综合器100的整个工作过程中，粗调谐环路首先工作，此时锁相环路不工作；粗调谐完成后锁相环路工作，粗调谐环路不再工作。使能信号通过图1中的使能开关实现锁相环路的断开和闭合，以此决定锁相环路是否工作。

然而，在开环频率粗调阶段，目前的做法是对分频器106的分频比进行设置，使从分频器106反馈的频率接近参考时钟Fref的频率。如参考频率为10MHZ，压控振荡器105工作频率为5000MHZ，设置分频器106的分频比为496，则从分频器106反馈的频率为（5000/496）MHZ，接近参考时钟10MHZ。为了达到较高地精度，所述设定计数时长往往较大，以使得在该设定计数时长内对反馈频率Fdiv的计数更加明显，这就导致开环粗调时间较长。

其次，自动频率控制器107的逻辑控制电路采用依次比较计数差值的方法也使得搜索控制压控振荡器105的最优开关电容阵列控制字的值的时间很长。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种锁相环频率综合器及开环频率粗调方法，在数字粗调阶段合理设置分频器的分频比，使得分频后的反馈信号与参考时钟Fref的频率差别较大，从而可以减少所述设定时段的长度，且在搜索控制压控振荡器的最优开关电容阵列控制字的值时采用二分法进行搜索，从而大大减少了开环数字粗调的时间。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

锁相环频率综合器，包括鉴相鉴频器、电荷泵、低通环路滤波器、带有开关电容阵列的压控振荡器、分频器和自动频率控制器，所述鉴相鉴频器一个输入端接参考信号，另一个输入端接分频器的一个输出端，鉴相鉴频器的输出端接所述电荷泵的输入端，电荷泵的输出端接所述低通环路滤波器的输入端，低通环路滤波器的输出端接所述压控振荡器的输入端，压控振荡器的输出端接分频器的输入端，自动频率控制器包括计数器、计时电路、比较器和逻辑控制电路，所述计数器的输入端接分频器的另一个输出端，所述计时电路的输入端接参考信号，所述计时电路的输出端接所述计数器，为所述计数器提供周期信号，所述计数器的输出端接比较器的输入端，比较器的输出端接逻辑控制电路的输入端，所述逻辑控制电路的输出端在锁相环频率综合器处于开环频率粗调阶段时输出对压控振荡器的开关电容阵列控制字进行控制的控制信号，以调节压控振荡器的输出频率；

其中，在开环频率粗调阶段分频器的分频比与在闭环细调阶段分频器的分频比不同，在开环频率粗调阶段，压控振荡器被提供一固定控制电压，分频器对压控振荡器的输出频率进行分频，使得分频器输出至自动频率控制器的计数器中的反馈频率Fdiv明显大于参考信号的频率Fref，且反馈频率Fdiv明显大于分频器在闭环细调阶段反馈至鉴相鉴频器的频率。

优选地，在开环频率粗调阶段，计时电路对参考信号的频率Fref以预定次数进行计时，作为设定计数时长，其中，每个搜索周期的高电平期对反馈频率进行计数，每个搜索周期的高电平时长等于设定计数时长，低电平期不计数，在每个搜索周期内，计数器对反馈频率Fdiv进行计数，比较器将计数结果与根据压控振荡器工作频率及分频器分频比设定的预定次数值进行比较，得出差值，逻辑控制电路采用二分查找法根据每次的比较结果找到压控振荡器的最优开关电容阵列控制字的值，并设置压控振荡器的开关电容阵列控制字的值为所述最优值，使压控振荡器工作在最优调谐曲线状态，以控制压控振荡器的输出频率。

一种锁相环频率综合器的开环频率粗调方法，所述锁相环频率综合器包括鉴相鉴频器、电荷泵、低通环路滤波器、带有开关电容阵列的压控振荡器、分频器和自动频率控制器，所述鉴相鉴频器一个输入端接参考信号，另一个输入端接分频器的一个输出端，鉴相鉴频器的输出端接所述电荷泵的输入端，电荷泵的输出端接所述低通环路滤波器的输入端，低通环路滤波器的输出端接所述压控振荡器的输入端，压控振荡器的输出端接分频器的输入端，自动频率控制器包括计数器、计时电路、比较器和逻辑控制电路，所述计数器的输入端接分频器的另一个输出端，所述计时电路的输入端接参考信号，所述计时电路的输出端接所述计数器，为所述计数器提供周期信号，所述计数器的输出端接比较器的输入端，比较器的输出端接逻辑控制电路的输入端，所述逻辑控制电路的输出端在锁相环频率综合器处于开环频率粗调阶段时输出对压控振荡器的开关电容阵列控制字进行控制的控制信号，以调节压控振荡器的输出频率，在开环频率粗调阶段分频器的分频比与在闭环细调阶段分频器的分频比不同，所述开环频率粗调方法包括步骤：

在开环频率粗调阶段，向压控振荡器提供一固定控制电压，通过分频器对压控振荡器的输出频率进行分频，使得分频器输出至自动频率控制器的计数器中的反馈频率Fdiv明显大于参考信号的频率Fref，且反馈频率Fdiv明显大于分频器在闭环细调阶段反馈至鉴相鉴频器的频率。

优选地，所述开环频率粗调方法还包括步骤：所述开环频率粗调方法还包括步骤：在开环频率粗调阶段，通过计时电路对参考信号的频率Fref以预定次数进行计时，作为设定计数时长，其中，每个搜索周期的高电平期对反馈频率进行计数，每个搜索周期的高电平时长等于设定计数时长，低电平期不计数，在每个搜索周期内，通过计数器对反馈频率Fdiv进行计数，通过比较器将计数结果与根据压控振荡器工作频率及分频器分频比设定的预定次数值进行比较，得出差值，通过逻辑控制电路采用二分查找法根据每次的比较结果找到压控振荡器的最优开关电容阵列控制字的值，并设置压控振荡器的开关电容阵列控制字的值为所述最优值，使压控振荡器工作在最优调谐曲线状态，以控制压控振荡器的输出频率。

本发明的有益效果在于：

在数字粗调阶段合理设置分频器的分频比，使得分频后的反馈信号Fdiv与参考时钟Fref的频率差别较大，同时采用二分法对控制压控振荡器的最优开关电容阵列控制字的值进行搜索，极大地减少了开环数字粗调的时间。

附图说明

图1为现有技术的频率综合器的电路结构示意图；

图2为本发明的频率综合器的电路结构示意图；

图3为本发明的频率综合器一种实施方式中的部分电路结构图；

图4为本发明的逻辑控制电路采用二分查找法查找最优值的一种实施方式的示意图；

图5为本发明的锁相环频率综合器一实施方式中的频率粗调和细调锁定过程中压控振荡器205输入电压随时间变化的波形图；

图6为采用二分法搜索压控振荡器的最优电容阵列控制字值的过程仿真图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图2所示，本发明的锁相环频率综合器200的结构与现有技术大致相同，然而，所述鉴相鉴频器202一个输入端接参考信号，另一个输入端接分频器206的一个输出端，自动频率控制器207的计数器的输入端接分频器206的另一个输出端，在开环频率粗调阶段分频器206的分频比与在闭环细调阶段分频器206的分频比不同，即在开环频率粗调阶段分频器206反馈给自动频率控制器207的计数器中的反馈频率Fdiv与在闭环细调阶段分频器206反馈给鉴相鉴频器202的频率不同。在开环频率粗调阶段，当压控振荡器205被提供一固定控制电压时，本发明的分频器206对压控振荡器205的输出频率进行整数或小数分频（如进行2分频、3分频、4分频、5分频等，在本实施方式中，以16分频方式进行分频），使得分频器206输出至自动频率控制器207的计数器中的反馈频率Fdiv明显大于参考信号的频率Fref，且反馈频率Fdiv明显大于分频器206在闭环细调阶段反馈至鉴相鉴频器202的频率。在其他实施方式中，锁相环频率综合器200还包括一小数分频调制器，所述所述小数分频调制器与分频器206相连，用于控制分频器206对压控振荡器205的输出频率进行小数分频。

在现有技术中，分频器106反馈至鉴相鉴频器102中的频率与反馈至自动频率控制器107的计数器中的频率相同。通过分频器106分频后输入至自动频率控制器107的计数器中的反馈频率（例如为5000/496MHZ）与参考信号的频率Fref非常接近（如Fref为10MHZ）。为了达到较高地精度，设定的计数时长要足够大以使得计数器对反馈频率的计数相对Fref的计数差值更加明显，例如设定参考频率为10MHZ，参考频率Fref计数到４0次对应的时间段为设定计数时长，即4us。而采用本发明的锁相环频率综合器，分频器206在闭环阶段的分频比可能是在开环阶段分频比的2倍以上，如2倍、5倍、10倍、20倍甚至更大，通过分频后，分频器206输入至自动频率控制器207的计数器中的频率Fdiv（例如为300MHZ或400MHZ等）会明显大于参考信号的频率Fref（例如为10MHZ），且反馈频率Fdiv会明显大于分频器206在闭环细调阶段反馈至鉴相鉴频器202的频率（例如为5000/496MHZ）。为了达到与现有技术相同的精度，可相对现有技术极大地降低设定计数时长的长度。

具体可通过一实例进行说明，在现有技术里，设置参考频率为10MHZ，设定计数时长为4us,分频器106的分频比为496，压控振荡器105的工作频率为5000MHZ，则对反馈频率计数值为(5000/496)*4,即40.3222个，在压控振荡器105的工作频率增加40MHZ而变为5040MHZ后，对反馈频率计数值为(5040/496)*4,即40.645个。而在本发明里，在设置参考频率为10MHZ、设定计数时长为4us时，设定分频器206的分频比为16，在压控振荡器205的工作频率为5000MHZ时，对反馈频率计数值为（5000/16）*4，即1250个，而在压控振荡器205的工作频率增加40MHZ而变为5040MHZ后，对反馈频率计数值为（5040/16）*4，即1260个。即现有技术如果与本发明同样都采用4us的设定计数时长，在压控振荡器的工作频率从5000MZH变为5040MHZ后，计数值都是40个（计数器只能计整数值），并不能达到本发明的有（1260-1250），即10个比较差值的精度。要想达到同样的10个差值的精度，现有技术就必须要延长设定计数时长至124us，从而压控振荡器工作频率为5000MHZ时，计数值为(5000/496)*124，即1250个，压控振荡器工作频率为5040MHZ时，计数值为(5040/496)*124，即1260个，从而达到与本发明相同的精度。故，相对现有技术来说，本发明的技术方案可以在保证同样精度的情况下减少设定计数时长的长度（如由124us减少至4us），从而大大缩短了开环粗调的时间。

请一并参阅图3，压控振荡器205通过一使能开关enb1接固定控制电压Vc。使能开关enb2设置在电荷泵203与低通环路滤波器之204间，或设置在低通环路滤波器204与压控振荡器205之间，所述使能开关enb2在锁相环频率综合器100处于开环频率粗调阶段时断开，自动频率控制器207的逻辑控制电路还在设置压控振荡器205的开关电容阵列控制字的值为所述最优值后发送一使能信号，使所述使能开关enb1断开，enb2闭合，压控振荡器205被接入锁相环，锁相环工作，锁相环频率综合器进入闭环细调阶段。

在本实施方式中，以设置在低通环路滤波器204与压控振荡器205之间为例进行说明。在开环频率粗调阶段，使能开关enb1闭合，固定控制电压Vc接入压控振荡器205，自动频率控制器207根据反馈信号Fdiv及参考信号Fref找到压控振荡器205的最优开关电容阵列控制字的值，并控制使能开关enb1开启，使能开关enb2闭合，压控振荡器205、分频器206、鉴相鉴频器202、电荷泵203及低通环路滤波器204形成闭合的锁相环，锁相环频率综合器100进入闭环细调阶段。

在开环频率粗调阶段，具体地，自动频率控制器207的计时电路对参考信号的频率Fref以预定次数（如40次，所述预定次数的大小可根据需要进行编程调节）进行计时，作为设定计数时长，其中，每个搜索周期的高电平期对反馈频率进行计数，每个搜索周期的高电平时长等于设定计数时长，低电平期不计数，在每个搜索周期内，计数器对反馈频率Fdiv进行计数，比较器将计数结果与根据压控振荡器205工作频率及分频器206分频比设定的预定次数值进行比较，得出差值，逻辑控制电路采用二分查找法根据每次的比较结果找到压控振荡器205的最优开关电容阵列控制字的值，并设置压控振荡器205的开关电容阵列控制字的值为所述最优值，使压控振荡器205工作在最优调谐曲线状态，以控制压控振荡器205的输出频率。

如图4所示，为本发明的逻辑控制电路采用二分查找法查找最优值的一种实施方式的示意图。自动频率控制器207还包括差值临时寄存器（图中未示）、控制字值临时寄存器（图中未示）和控制字值寄存器（图中未示），压控振荡器205的开关电容阵列控制字的值采用一定位数的比特进行表示，所述控制字值寄存器中存储的值为逻辑控制电路控制压控振荡器205的开关电容阵列控制字的值，所述控制字值寄存器和控制字值临时寄存器初始值均为最高位为1，其余位为0。，例如采用3位比特进行表示时，初始值为100B（B表示二进制），采用4位比特时，初始值为1000B。

以开关电容阵列控制字的值采用5比特进行表示为例，所述控制字值寄存器和控制字值临时寄存器初始值均为10H（H表示十六进制）。在第一个搜索周期，自动频率控制器207的比较器将对反馈频率Fdiv的计数值与预定次数值进行比较，并将计数值与预定次数值的差值存至差值临时寄存器，当计数值大于或等于预定次数值时，赋值控制字值寄存器为18H，否则为08H。

在第二个搜索周期，比较器将对反馈频率Fdiv的计数值与预定次数值进行比较，当计数值大于或等于预定次数值，赋值控制字值寄存器为0CH（在第一个周期的值为08H）或1CH（在第一个周期的值为18H），并将计数值与预定次数值的差值和差值临时寄存器中的比值进行比较，若当前差值更小，则将0CH或1CH覆盖至控制字值临时寄存器，否则不做覆盖；当计数值小于预定次数值，赋值控制字值寄存器为04H（在第一个周期的值为08H）或14H（在第一个周期的值为18H），并将计数值与预定次数值的差值和差值临时寄存器中的比值进行比较，若当前差值更小，则将04H或14H覆盖至控制字值临时寄存器，否则不做覆盖。

如此搜索，在经过四个搜索周期后，控制字值临时寄存器中的值即为需要的压控振荡器的最优开关电容阵列控制字值，将该控制字值临时寄存器中的值赋值给控制字值寄存器，再经过两个数据处理周期后，逻辑控制电路根据控制字值寄存器中的值控制压控振荡器205的输出频率，使压控振荡器205达到最优谐振状态。在本实施方式中，考虑到数据处理的速度问题，可设置搜索过程重复其中的一个搜索周期，使搜索过程为五个搜索周期。

在其他实施方式中，在使用二分法进行搜索时，还可以有其他的搜索方式，例如设置控制字值寄存器和控制字值临时寄存器初始值均为N比特的最低位为1，其余位为0，然后同样采用二分法进行搜索。

如图5所示，为本发明的锁相环频率综合器一实施方式中的频率粗调和细调锁定过程中压控振荡器205输入电压随时间变化的波形图。所述电压波形图以高电平为8us、低电平为4us的周期信号（搜索周期为12us,设定计数时长为8us）为实施参数，其中高电平为有效计数时间，低电平则为数据处理时间。由于采用二分法搜索过程只需要5个搜索周期即可找到所需要的电容值，再加上2个数据处理周期，之后进入闭环细调阶段，所以粗调时间仅为84us（7*12us）。在84us之前，压控振荡器205输入电压Vtune为一恒定值，约为电源电压的一半，这84us即为开环数字频段粗调过程，当进入闭环调节时，由于参考时钟随反馈时钟相差过大，压控振荡器205输入电压Vtune很快跳到低电平，并经过一步段时间后，参考时钟随反馈时钟相差反转，压控振荡器205输入电压Vtune开始逐步上升，经过较大的振荡过冲后，慢慢地稳定下来，直至锁相环锁定。

如图6所示，为采用二分法搜索压控振荡器的最优电容阵列控制字值的过程仿真图。该图由计数器值随时间变化曲线（图中上半部分）和开关电容阵列控制字值随时间变化曲线（图中下半部分）组成。在该仿真图中，在验证功能的同时为减小仿真时间，采用高电平为4us低电平为4us的周期信号（搜索周期为8us,设定计数时长为4us），其中高电平为有效计数时间，低电平则为数据处理时间。压控振荡器205的工作频率为5040MHz，预定次数值设为1260。在计数器值变化曲线中，开始为一小段1.6us的寄存器初始化阶段，计数值为0。开关电容阵列控制字值初始为16。经第一搜索周期后，计数值为1.236kv(注意：单位v没有物理意义，1.236kv表示整数值1236，其中k单位表示1000缩写)，其小于1260，说明反馈频率偏低，即压控振荡器205频率偏低，需要减小开关电容阵列控制字值以增加压控振荡器输出频率，根据二分法原理，开关电容阵列控制字值应变为8，在第3个搜索周期，计数值为1258，是所有计数值里最接近1260的值，但这时搜索并未停止，二分法搜索仍要继续。当二分法搜索完成时，才能判定1258是最接近1260的值，即1258对应的开关电容阵列控制字值12才是最优的。为方便数据处理，在第5个搜索周期后延迟了一个搜索周期，即第5、第6两个搜索周期里计数值一样。在第7搜索周期时，将找到的最优开关电容阵列控制字值送到压控振荡器205。第8个搜索周期时，将所有寄存器复位，可以看到第7个搜索周期结束后，计数值一直为0。图中有不少毛刺，其为电路仿真器仿真所致，无关紧要。

本发明的开环频率粗调方法包括步骤：

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.锁相环频率综合器，包括鉴相鉴频器、电荷泵、低通环路滤波器、带有开关电容阵列的压控振荡器、分频器和自动频率控制器，所述鉴相鉴频器一个输入端接参考信号，另一个输入端接分频器的一个输出端，鉴相鉴频器的输出端接所述电荷泵的输入端，电荷泵的输出端接所述低通环路滤波器的输入端，低通环路滤波器的输出端接所述压控振荡器的输入端，压控振荡器的输出端接分频器的输入端，自动频率控制器包括计数器、计时电路、比较器和逻辑控制电路，其特征在于，所述计数器的输入端接分频器的另一个输出端，所述计时电路的输入端接参考信号，所述计时电路的输出端接所述计数器，为所述计数器提供周期信号，所述计数器的输出端接比较器的输入端，比较器的输出端接逻辑控制电路的输入端，所述逻辑控制电路的输出端在锁相环频率综合器处于开环频率粗调阶段时输出对压控振荡器的开关电容阵列控制字进行控制的控制信号，以调节压控振荡器的输出频率；

其中，在开环频率粗调阶段分频器的分频比与在闭环细调阶段分频器的分频比不同，在开环频率粗调阶段，压控振荡器被提供一固定控制电压，分频器对压控振荡器的输出频率进行分频，使得分频器输出至自动频率控制器的计数器中的反馈频率Fdiv明显大于参考信号的频率Fref，且反馈频率Fdiv明显大于分频器在闭环细调阶段反馈至鉴相鉴频器的频率；

在开环频率粗调阶段，计时电路对参考信号的频率F_ref以预定次数进行计时，作为设定计数时长，其中，每个搜索周期的高电平期对反馈频率进行计数，每个搜索周期的高电平时长等于设定计数时长，低电平期不计数，在每个搜索周期内，计数器对反馈频率Fdiv进行计数，比较器将计数结果与根据压控振荡器工作频率及分频器分频比设定的预定次数值进行比较，得出差值，逻辑控制电路采用二分查找法根据每次的比较结果找到压控振荡器的开关电容阵列控制字的最优值，并设置压控振荡器的开关电容阵列控制字的值为所述最优值，使压控振荡器工作在最优调谐曲线状态，以控制压控振荡器的输出频率。

2.如权利要求1所述的锁相环频率综合器，其特征在于，一使能开关设置在电荷泵与低通环路滤波器之间，或设置在低通环路滤波器与压控振荡器之间，所述使能开关在锁相环频率综合器处于开环频率粗调阶段时断开，所述逻辑控制电路还在设置压控振荡器的开关电容阵列控制字的值为所述最优值后发送一使能信号，使所述使能开关闭合，同时压控振荡器的固定控制电压被断开，压控振荡器被接入锁相环，锁相环工作，锁相环频率综合器进入闭环细调阶段。

3.如权利要求2所述的锁相环频率综合器，其特征在于，在开环频率粗调阶段，分频器对压控振荡器的输出频率进行整数或小数分频。

4.如权利要求2所述的锁相环频率综合器，其特征在于，锁相环频率综合器包括小数分频调制器，所述小数分频调制器与分频器相连，用于控制分频器对压控振荡器的输出频率进行小数分频。

5.如权利要求2所述的锁相环频率综合器，其特征在于，自动频率控制器还包括差值临时寄存器、控制字值临时寄存器和控制字值寄存器，所述压控振荡器的开关电容阵列控制字的值采用N比特进行表示，所述控制字值寄存器中存储的值为逻辑控制电路控制压控振荡器的开关电容阵列控制字的值，其中，所述控制字值寄存器和控制字值临时寄存器初始值均为N比特的最高位为1，其余位为0，或者控制字值寄存器和控制字值临时寄存器初始值均为N比特的最低位为1，其余位为0。

6.一种锁相环频率综合器的开环频率粗调方法，所述锁相环频率综合器包括鉴相鉴频器、电荷泵、低通环路滤波器、带有开关电容阵列的压控振荡器、分频器和自动频率控制器，所述鉴相鉴频器一个输入端接参考信号，另一个输入端接分频器的一个输出端，鉴相鉴频器的输出端接所述电荷泵的输入端，电荷泵的输出端接所述低通环路滤波器的输入端，低通环路滤波器的输出端接所述压控振荡器的输入端，压控振荡器的输出端接分频器的输入端，自动频率控制器包括计数器、计时电路、比较器和逻辑控制电路，所述计数器的输入端接分频器的另一个输出端，所述计时电路的输入端接参考信号，所述计时电路的输出端接所述计数器，为所述计数器提供周期信号，所述计数器的输出端接比较器的输入端，比较器的输出端接逻辑控制电路的输入端，所述逻辑控制电路的输出端在锁相环频率综合器处于开环频率粗调阶段时输出对压控振荡器的开关电容阵列控制字进行控制的控制信号，以调节压控振荡器的输出频率，在开环频率粗调阶段分频器的分频比与在闭环细调阶段分频器的分频比不同，其特征在于，所述开环频率粗调方法包括步骤：

在开环频率粗调阶段，向压控振荡器提供一固定控制电压，通过分频器对压控振荡器的输出频率进行分频，使得分频器输出至自动频率控制器的计数器中的反馈频率Fdiv明显大于参考信号的频率F_ref，且反馈频率Fdiv明显大于分频器在闭环细调阶段反馈至鉴相鉴频器的频率；

所述开环频率粗调方法还包括步骤：在开环频率粗调阶段，通过计时电路对参考信号的频率F_ref以预定次数进行计时，作为设定计数时长，其中，每个搜索周期的高电平期对反馈频率进行计数，每个搜索周期的高电平时长等于设定计数时长，低电平期不计数，在每个搜索周期内，通过计数器对反馈频率Fdiv进行计数，通过比较器将计数结果与根据压控振荡器工作频率及分频器分频比设定的预定次数值进行比较，得出差值，通过逻辑控制电路采用二分查找法根据每次的比较结果找到压控振荡器的开关电容阵列控制字的最优值，并设置压控振荡器的开关电容阵列控制字的值为所述最优值，使压控振荡器工作在最优调谐曲线状态，以控制压控振荡器的输出频率。