CN104601170A - 一种快速锁相环电路 - Google Patents

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吴穹
张文堃
周明祺
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Southwest China Research Institute Electronic Equipment
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Abstract

本发明提供了一种快速锁相环电路，包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、电阻开关网络单元。所述电阻开关网络单元用于控制各级电阻分压部分的连接选择装置，改变该级电阻分压部分的电压权重值，从而实现对环路滤波器初始积分电压进行加权分压；鉴相器参考输入端和参考源连接，鉴相器的电荷泵输出端和环路滤波器输入端连接，电阻开关网络单元输出端和压控振荡器调谐端连接，压控振荡器的输出端连接到鉴相器的反馈信号输入端。本发明锁相环频率切换时间比常规锁相环电路大大的降低，锁定时间提高一个数量级以上。

Description

一种快速锁相环电路
技术领域
本发明属于电路技术领域，尤其涉及一种快速锁相环电路。
背景技术
锁相环电路是电子战系统、通信系统中的核心电路部分，随着电子设备的发展，对锁相环电路的各项指标都提出了越来越高的要求，频率切换时间是其中一项重要的指标。锁相环频率切换的时间一般在百us量级，通过常规的技术手段可以在一定程度上实现切换时间的缩短，如增大环路带宽、提高鉴相电荷泵电流等，但是效果有限，且要在超宽频带任意频点之间实现同等快速的切换非常困难。还有一些技术手段通过锁相环电压预置的方式，提前将需要的调谐电平预置到需要的频点上，此类方法会带来额外的相位噪声恶化。
如果能解决锁相环电路超宽带宽频率间切换时间的难题，将是十分有价值的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种快速锁相环电路，所述电路包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、电阻开关网络单元，
所述电阻开关网络单元由若干级电阻分压部分组成, 各级电阻分压部分均包含能够选择连接环路滤波器输出端或地的连接选择装置、一个第一电阻、一个第二电阻；
各级电阻分压部分中，环路滤波器输出端或地顺次连接选择连接装置、第一电阻、第二电阻后连接到下一级电阻分压部分中第一电阻与第二电阻的串联节点；最后一级电阻分压部分的第二电阻未与第一电阻连接的一端接地；
第一级电阻分压部分中，第一电阻与第二电阻串联节点的电压为电阻开关网络单元的输出电压；
所述电阻开关网络单元用于控制各级电阻分压部分的连接选择装置，改变各级电阻分压部分的电压权重值，从而实现对环路滤波器初始积分电压进行加权分压；
鉴相器参考输入端和参考源连接，鉴相器的电荷泵输出端和环路滤波器输入端连接，电阻开关网络单元输出端和压控振荡器调谐端连接，压控振荡器的输出端连接到鉴相器的反馈信号输入端。
进一步的，所述选择连接装置为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关两个动触头分别连接环路滤波器输出端、地，定触头则连接第一电阻。
进一步的，所述选择连接装置为两个开关，其中一个开关一端连接环路滤波器输出端，另一端连接第一电阻；另一个开关一端连接地，另一端连接第一电阻。
进一步的，所述各级电阻分压部分中，若连接选择装置选择连接环路滤波器输出端，则该级电阻分压部分的电压权重值为1，若连接选择装置选择连接地，则该级电阻分压部分的电压权重值为0。
进一步的，所述电阻开关网络单元中，除最后一级电阻分压部分的各级电阻分压部分中，第一电阻阻值为第二电阻阻值的两倍。
进一步的，所述电阻开关网络单元中，最后一级电阻分压部分的第一电阻阻值与第二电阻阻值相同。
进一步的，还包括一个混频器和一个分频器，所述压控振荡器的输出端连接到混频器的射频信号输入端，混频器中频输出端和分频器输入端连接，分频器输出端连接到鉴相器的反馈信号输入端。
本发明的有益效果为：
锁相环频率切换时间大大的降低，锁定时间提高一个数量级以上。
附图说明
图1为电阻开关网络单元的构造图。
图2为参考源为DDS参考源时本发明的构造图。
图3为参考源为晶振参考源时本发明的构造图。
具体实施方式
本发明的设计构思为：锁相环实现频率切换的过程，本质上是一个电压积分的过程——将压控振荡器的控制电压由一个电压值通过积分变为另一个电压值，只要“积分”过程的存在，频率切换时间就不可能得到根本上的改变，这也就是锁相环实现快速锁定的瓶颈所在。通过缩短电压积分的过程本质上就可以缩短频率切换时间。为解决上述技术问题，本发明提供了一种快速锁相环电路。
在介绍本发明所述快速锁相环电路之前，先对电阻开关网络单元进行介绍。
所述电阻开关网络单元由若干级电阻分压部分组成, 各级电阻分压部分均包含能够选择连接环路滤波器输出端或地的连接选择装置、一个第一电阻、一个第二电阻；各级电阻分压部分中，环路滤波器输出端或地顺次连接选择连接装置、第一电阻、第二电阻后连接到下一级电阻分压部分中第一电阻与第二电阻的串联节点；最后一级电阻分压部分的第二电阻未与第一电阻连接的一端接地；第一级电阻分压部分中，第一电阻与第二电阻串联节点的电压为电阻开关网络单元的输出电压。
所述选择连接装置可以为单刀双掷开关。所述单刀双掷开关两个动触头分别连接环路滤波器输出端、地，定触头则连接第一电阻。连接示意图如图1所示。
所述选择连接装置还可以为两个开关。其中一个开关一端连接环路滤波器输出端，另一端连接第一电阻；另一个开关一端连接地，另一端连接第一电阻。
所述电阻开关网络单元用于通过开关信号控制各级电阻分压部分的连接选择装置，选择连接根据开关控制码可以实现对环路滤波器初始积分电压进行一定比例的分压，如果开关通断的时间足够短，可以实现积分电压的瞬间改变。通过选择连接装置的控制即可实现各级电阻分压部分接地或者接环路滤波器输出端，从而对电阻开关网络单元输出电压加权分压。所述电阻开关网络单元的表达公式为：
，
其中为电压权重，相对应的连接选择装置接通环路滤波器输出端时，该级电阻分压部分的权重值为1。相对应的连接选择装置接通地时，该级电阻分压部分的权重值为0。能实现的分压精度取决于该级电阻分压部分的级数，分压精度为。
在电阻开关网络单元分压充分有效的情况下，可以达到电阻开关网络单元输出端电压大幅变化，而环路滤波器输出端电压几乎保持不变的目的，这样环路滤波器的“积分”过程几乎可以降低到最小，从而降低了环路在电压积分过程所消耗的时间。
下面对本发明所述快速锁相环电路的构造进行说明。
本发明包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、电阻开关网络单元，鉴相器参考输入端可连接不同的参考源，其连接关系为：
鉴相器参考输入端和参考源连接，鉴相器的电荷泵输出端和环路滤波器输入端连接，环路滤波器输出端和电阻开关网络单元连接，电阻开关网络单元输出端和压控振荡器调谐端连接，压控振荡器的输出端连接到鉴相器的反馈信号输入端。
为了更加详细的说明，下面以参考源为DDS、晶振为例进行说明。
1.当参考源为DDS参考源时，所述锁相环电路包括 DDS参考源105、鉴相器101，环路滤波器102，电阻开关网络单元103，压控振荡器104（VCO），DDS参考源105，各部分的连接关系如图2所示：
 DDS参考源105和鉴相器101参考输入端连接，鉴相器101的电荷泵输出端和环路滤波器输入端102连接，环路滤波器102输出端和电阻开关网络单元103连接，电阻开关网络单元103输出端和压控振荡器104调谐端连接，压控振荡器104的输出端连接到鉴相器101的反馈信号输入端。
所述锁相环电路锁定时，控制DDS参考源输出频率和电阻开关网络分压比，可以实现而Vpre节点的电压几乎保持不变，而Vtune节点电压快速大幅变化，从而将所述的压控振荡器104快速锁定到需要的频点。
  2.当参考源为晶振参考源时，所述锁相环电路包括晶振108、鉴相器101，环路滤波器102，电阻开关网络单元103， 压控振荡器104，混频器106，分频器107。各部分的连接关系如图3所示：
晶振108和鉴相器101参考输入端连接，鉴相器101的电荷泵输出端和环路滤波器102连接，环路滤波器和电阻开关网络单元103连接，电阻开关网络单元输出端和压控振荡器104调谐端连接，压控振荡器104的输出端连接到混频器106的射频信号输入端，混频器中频输出端和分频器107连接，分频输出连接到鉴相器的反馈信号输入端。
需要指出的是，所述的混频器的本振信号和压控振荡器104输出信号混频输出中频信号用以分频鉴相可以提高本发明的频率覆盖范围。所述锁相环电路锁定时，控制分频器分频比和电阻开关网络分压比，可以实现而Vpre节点的电压几乎保持不变，而Vtune节点电压快速大幅变化，从而将所述的压控振荡器104快速锁定到需要的频点。
本发明的有益效果为：
锁相环频率切换时间大大的降低，锁定时间提高一个数量级以上。

Claims (7)

1.一种快速锁相环电路，其特征在于，包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、电阻开关网络单元，
所述电阻开关网络单元由若干级电阻分压部分组成, 各级电阻分压部分均包含能够选择连接环路滤波器输出端或地的连接选择装置、一个第一电阻、一个第二电阻；
各级电阻分压部分中，环路滤波器输出端或地顺次连接选择连接装置、第一电阻、第二电阻后连接到下一级电阻分压部分中第一电阻与第二电阻的串联节点；最后一级电阻分压部分的第二电阻未与第一电阻连接的一端接地；
第一级电阻分压部分中，第一电阻与第二电阻串联节点的电压为电阻开关网络单元的输出电压；
所述电阻开关网络单元用于控制各级电阻分压部分的连接选择装置，改变各级电阻分压部分的电压权重值，从而实现对环路滤波器初始积分电压进行加权分压；
鉴相器参考输入端和参考源连接，鉴相器的电荷泵输出端和环路滤波器输入端连接，电阻开关网络单元输出端和压控振荡器调谐端连接，压控振荡器的输出端连接到鉴相器的反馈信号输入端。
2. 如权利要求1所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述选择连接装置为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关两个动触头分别连接环路滤波器输出端、地，定触头则连接第一电阻。
3. 如权利要求1所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述选择连接装置为两个开关，其中一个开关一端连接环路滤波器输出端，另一端连接第一电阻；另一个开关一端连接地，另一端连接第一电阻。
4. 如权利要求1或2或3所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述各级电阻分压部分中，若连接选择装置选择连接环路滤波器输出端，则该级电阻分压部分的电压权重值为1，若连接选择装置选择连接地，则该级电阻分压部分的电压权重值为0。
5. 如权利要求1或2或3所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述电阻开关网络单元中，除最后一级电阻分压部分的各级电阻分压部分中，第一电阻阻值为第二电阻阻值的两倍。
6. 如权利要求5所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述电阻开关网络单元中，最后一级电阻分压部分的第一电阻阻值与第二电阻阻值相同。
7. 如权利要求1或2或3或6所述的快速锁相环电路，其特征在于，还包括一个混频器和一个分频器，所述压控振荡器的输出端连接到混频器的射频信号输入端，混频器中频输出端和分频器输入端连接，分频器输出端连接到鉴相器的反馈信号输入端。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105049037A (zh) * 2015-07-08 2015-11-11 中国电子科技集团公司第四十一研究所 基于光电振荡器的高分辨率锁相电路
CN105610437A (zh) * 2015-12-18 2016-05-25 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种快速宽带跳频源模块的环路滤波装置
CN108028658A (zh) * 2015-09-25 2018-05-11 高通股份有限公司 用于模拟锁相环(pll)的无干扰带宽切换方案
CN110380725A (zh) * 2019-05-30 2019-10-25 芯创智（北京）微电子有限公司 一种鉴频鉴相模块的增益控制系统及方法
CN110995259A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 陕西烽火实业有限公司 一种手持式超短波跳频电台用频率合成器
CN113489487A (zh) * 2021-06-22 2021-10-08 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种集成vco式鉴相器及环内混频式锁相环电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100259332A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Seeteck Tan Compensation circuit for voltage controlled oscillator
CN102013890A (zh) * 2010-06-29 2011-04-13 上海杰盛无线通讯设备有限公司 低噪声的宽带跳频频率合成器
CN102790616A (zh) * 2011-05-19 2012-11-21 恒原微电子(上海)有限公司 低杂散快速跳频频率合成器及应用于其的快速跳频方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100259332A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Seeteck Tan Compensation circuit for voltage controlled oscillator
CN102013890A (zh) * 2010-06-29 2011-04-13 上海杰盛无线通讯设备有限公司 低噪声的宽带跳频频率合成器
CN102790616A (zh) * 2011-05-19 2012-11-21 恒原微电子(上海)有限公司 低杂散快速跳频频率合成器及应用于其的快速跳频方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
万鸣，魏萍，王贵昌: "一种实现快速跳频的方法", 《太赫兹科学与电子信息学报》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105049037A (zh) * 2015-07-08 2015-11-11 中国电子科技集团公司第四十一研究所 基于光电振荡器的高分辨率锁相电路
CN105049037B (zh) * 2015-07-08 2018-03-13 中国电子科技集团公司第四十一研究所 基于光电振荡器的高分辨率锁相电路
CN108028658A (zh) * 2015-09-25 2018-05-11 高通股份有限公司 用于模拟锁相环(pll)的无干扰带宽切换方案
CN105610437A (zh) * 2015-12-18 2016-05-25 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种快速宽带跳频源模块的环路滤波装置
CN110380725A (zh) * 2019-05-30 2019-10-25 芯创智（北京）微电子有限公司 一种鉴频鉴相模块的增益控制系统及方法
CN110380725B (zh) * 2019-05-30 2023-06-20 芯创智创新设计服务中心(宁波)有限公司 一种鉴频鉴相模块的增益控制系统及方法
CN110995259A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 陕西烽火实业有限公司 一种手持式超短波跳频电台用频率合成器
CN110995259B (zh) * 2019-11-26 2023-08-04 陕西烽火实业有限公司 一种手持式超短波跳频电台用频率合成器
CN113489487A (zh) * 2021-06-22 2021-10-08 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种集成vco式鉴相器及环内混频式锁相环电路

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