專利名稱：應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動頻率校準(AFC)電路，特別涉及一種應用于壓控振蕩器(VCO)的自動頻率校準電路。
背景技術：
在寬帶VCO電路中普遍使用開關電容陣列的方式來實現寬的頻率覆蓋，不同的頻段對應于不同的開關電容陣列，因此有必要根據VCO輸出頻率的需要來自動選擇相應的開關電容陣列，也就是自動頻率校準。目前，普遍采用的是閉環(huán)自動頻率校準電路，它的工作方式是在鎖相環(huán)閉環(huán)工作的前提下來完成的，每一次判斷之前鎖相環(huán)需重新鎖定一次，所以這種頻率校準方式將耗費很長時間來完成一次頻率校準，這將對鎖相環(huán)的鎖定時間產生很大影響
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是實現一種能夠應用于VCO的自動頻率校準電路，以克服現有技術中閉環(huán)自動頻率校準電路的不足。為了實現本發(fā)明的發(fā)明目的，通過采用如下技術方案來實現
一種應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路，包括模擬部分的M分頻器，以及數字部分的計數器、乘法器、比較器、編碼器、二分頻器；其中M分頻器對從VCO輸入的輸出信號進行M分頻，分頻后的信號輸出給計數器，同時二分頻器輸入一個參考信號，計數器在二分頻器輸出信號的高電平時間內，對分頻后信號的上升沿進行計數，這個計數值通過乘法器進行乘M操作后輸出給比較器，然后比較器將這個乘M后的計數值與外部輸入的頻道設置值進行比較，再將比較的結果輸出給編碼器，編碼器根據這個結果來調整VCO開關電容陣列的控制字信號，進而去調整VCO輸出信號的輸出頻率，這樣形成一個反饋，實現對VCO頻率的自動校準。所述計數器有三個輸入端A1、EN1、RST，其中輸入端Al與M分頻器的輸出端相連；輸入端ENl和RST與二分頻器的輸出端相連。所述乘法器有兩個輸入端A2、EN2，其中輸入端A2與計數器的輸出端相連；輸入端EN2與二分頻器的輸出端相連。所述比較器有三個輸入端A3、EN3、B，其中輸入端A3與乘法器的輸出端相連；輸入端EN3與二分頻器的輸出端相連；輸入端B是外部輸入，輸入頻道設置值進行比較。所述編碼器有兩個輸入端A4、EN4，其中輸入端A4與比較器的輸出端相連；輸入端EN4與二分頻器的輸出端相連；編碼器的輸出端輸出控制字信號，為AFC電路的最終輸出，其與VCO的開關電容陣列控制端相連。本發(fā)明的有益效果在于克服了由于工藝、電源電壓和溫度等影響而造成的手動校準頻率帶來的不準確、不穩(wěn)定，防止了這種原因造成的VCO頻率變化對整個鎖相環(huán)電路的影響；同時，由于是在鎖相環(huán)開環(huán)工作下完成的，又克服了閉環(huán)自動頻率校準電路較長的校準時間對整個鎖相環(huán)電路鎖定時間的影響，大大節(jié)省了頻率校準的時間。


圖I是本發(fā)明的自動頻率校準電路應用在鎖相環(huán)電路中的結構示意 圖2是本發(fā)明應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路的結構示意圖； 圖3是本發(fā)明應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路的工作流程圖。其中，圖I、圖2的符號說明如下
I、AFC電路，11、M分頻器，12、計數器，13、乘法器，14、比較器，15、編碼器，16、二分頻器，2、鑒頻鑒相器，3、電荷泵，4、濾波器，5、VC0，6、N分頻器；Fkef、參考信號，/Fkef、參考頻率，Ftcq、輸出信號，/Ftoq、輸出頻率，C〈3:0>、控制字信號，HE、高電平使能，LE、低電平使能，N、頻道設置值，VDD、電源電壓。
具體實施例方式如圖I所示，是本發(fā)明的自動頻率校準電路應用在鎖相環(huán)電路中的結構示意圖。參考信號Fkef與輸出信號Fra經過N分頻器6分頻后的信號，通過鑒頻鑒相器2進行頻率和相位的鑒別，產生輸出以控制電荷泵3對濾波器4進行充放電，得到的電壓輸出給VC05來得到輸出信號Fvw而輸出信號Fvco又反饋給N分頻器6進行N分頻，由此形成了一個閉合的環(huán)路，這個環(huán)路最終穩(wěn)定時，輸出信號Fvaj的輸出頻率/Fvro =N* /Fkef。VC05的輸出頻率/Fvco由開關電容陣列的控制字信號C〈3:0>和濾波器的輸出電壓同時決定開關電容陣列決定VC05的輸出頻段；濾波器4的輸出電壓決定VC05的最終輸出頻率，這個頻率位于開關電容陣列所決定的頻段內。在整個AFC過程中，濾波器4的輸出電壓不受電荷泵3的控制，也即鎖相環(huán)路是斷開的，濾波器4的輸出電壓為一個固定值，這個值為電源電壓VDD的一半，這樣輸出的頻率處于所選擇頻段的中間；當AFC完成后，濾波器4的輸出開始受電荷泵3的控制，此時鎖相環(huán)路閉合，濾波器4的輸出電壓將隨著電荷泵3的充放電而發(fā)生改變。如圖2所示，是本發(fā)明應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路的結構示意圖。一種應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路，包括模擬部分的M分頻器11，以及數字部分的計數器12、乘法器13、比較器14、編碼器15、二分頻器16 ;其中M分頻器11對從VC05輸入的輸出信號Fvro進行M分頻，分頻后的信號輸出給計數器12，同時二分頻器16輸入一個參考信號Fkef，計數器12在二分頻器16輸出信號的高電平時間內，對分頻后信號的上升沿進行計數，這個計數值通過乘法器13進行乘M操作后輸出給比較器14，然后比較器14將這個乘M后的計數值與外部輸入的頻道設置值N進行比較，再將比較的結果輸出給編碼器15，編碼器15根據這個結果來調整VC05開關電容陣列的控制字信號C〈3:0>，進而去調整VC05輸出信號Fvro的輸出頻率/Fvro,這樣形成一個反饋，實現對VC05頻率的自動校準。所述計數器有三個輸入端A1、EN1、RST，其中輸入端Al與M分頻器11的輸出端相連；輸入端ENl和RST與二分頻器16的輸出端相連。所述乘法器13有兩個輸入端A2、EN2，其中輸入端A2與計數器12的輸出端相連；輸入端EN2與二分頻器16的輸出端相連。所述比較器14有三個輸入端A3、EN3、B，其中輸入端A3與乘法器13的輸出端相連；輸入端EN3與二分頻器16的輸出端相連；輸入端B是外部輸入，輸入頻道設置值N進行比較。所述編碼器15有兩個輸入端A4、EN4，其中輸入端A4與比較器14的輸出端相連；輸入端EN4與二分頻器16的輸出端相連；編碼器15的輸出端輸出控制字信號C〈3:0>，為AFC電路I的最終輸出，其與VC05的開關電容陣列控制端相連。如圖3所示，是本發(fā)明應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路的工作流程圖。具體的工作情況如下在AFC電路I開始工作時，控制字信號C〈3:0>處于中間值1000，VC05生成輸出頻率/Fvro,然后通過模擬部分的M分頻器11對VC05的輸出頻率/Fvro進行M分頻，之所以進行M分頻，是因為VC05的輸出頻率/Fvaj —般都很高，需要對其分頻以后才能
被后續(xù)的數字模塊來實現。在Fkef /2為高電平期間，計數器開始對分頻后信號的上升沿進行計數，也就是在一個參考信號Fkef周期Tkef時間內對Fva) /M的周期進行計數，計數完成后，這個計數結果輸出給乘法器13 ;在匕@ /2為低電平期間，后續(xù)的乘法器13、比較器14、編碼器15開始工作首先，乘法器13對計數器12的輸出結果進行XM操作，這時乘法器13的輸出相當于在Tkef時間內對輸出信號Fva)的周期進行計數得到的結果，這個結果被輸出給比較器14的輸入端 A3 得到 A3，所以 A3=TKEF/TFvro= /Fvco / /Fkef，也即/Ftcq =A3* /Fkef ;然后比較器 14將輸入端A3的A3與輸入端B的B相比較，B=頻道設置值N，這個比較結果有三種情況即
A3-B|<N1, A3-B>N1，B-A3>N1，其中NI為預先設置的比較器14的參考值。第一種情況|A3-B|〈N1時，表明現在的VC05輸出頻率/Fvcq與需要的VC05輸出頻率B* /Feef已經很接近，此時的開關電容陣列控制字信號C〈3:0>是合適的，因此這個值將保持不變，自動頻率校準完成。第二種情況A3_B>N1時，表明現在的VC05輸出頻率/Fvro比需要的VC05輸出頻率B* /Fkef高很多，需要將其頻率往下降，所以編碼器15將AFC的控制字信號C〈3:0>往上加一位，此控制字信號C〈3:0>將輸出給VC05，以調整VC05的開關電容陣列，使得更多的電容加入VC05的調諧網絡，以降低VC05的輸出頻率，經過循環(huán)判斷，最終在某個控制字信號C〈3:0>值下，IA3-B I〈NI，此時進入上述第一種情況，自動頻率校準完成。第三種情況B_A3>N1時，表明現在的VC05輸出頻率/Fvro比需要的VC05輸出頻率B*/Fkef小很多，需要將其頻率往上調，所以編碼器15將AFC的控制字信號C〈3:0>往下減一位，此控制字信號C〈3:0>將輸出給VC05，以調整VC05的開關電容陣列，使得更少的電容加入VC05的調諧網絡，以提高VC05的輸出頻率，經過循環(huán)判斷，最終在某個控制字信號C〈3:0>值下，IA3-B I〈NI，此時進入上述第一種情況，自動頻率校準完成。
權利要求
1.一種應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路，其特征在于包括模擬部分的M分頻器(11)，以及數字部分的計數器(12)、乘法器(13)、比較器(14)、編碼器(15)、二分頻器(16)； 其中M分頻器(11)對從VCO (5)輸入的輸出信號(Fvro)進行M分頻，分頻后的信號輸出給計數器(12)，同時二分頻器(16)輸入一個參考信號(Fkef)，計數器(12)在二分頻器(16)輸出信號的高電平時間內，對分頻后信號的上升沿進行計數，這個計數值通過乘法器(13)進行乘M操作后輸出給比較器(14)，然后比較器(14)將這個乘M后的計數值與外部輸入的頻道設置值(N)進行比較，再將比較的結果輸出給編碼器(15)，編碼器(15)根據這個結果來調整VCO (5)開關電容陣列的控制字信號(C〈3:0>)，進而去調整VCO (5)輸出信號(Fvaj)的輸出頻率(/Fvro),這樣形成一個反饋，實現對VCO (5)頻率的自動校準。
2.如權利要求I所述的應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路，其特征在于所述計數器有三個輸入端A1、EN1、RST，其中輸入端Al與M分頻器(11)的輸出端相連；輸入端ENl和RST與二分頻器(16)的輸出端相連。
3.如權利要求I所述的應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路，其特征在于所述乘法器(13)有兩個輸入端A2、EN2，其中輸入端A2與計數器(12)的輸出端相連；輸入端EN2與二分頻器(16)的輸出端相連。
4.如權利要求I所述的應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路，其特征在于所述比較器(14)有三個輸入端A3、EN3、B，其中輸入端A3與乘法器(13)的輸出端相連；輸入端EN3與二分頻器(16)的輸出端相連；輸入端B是外部輸入，輸入頻道設置值(N)進行比較。
5.如權利要求I所述的應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路，其特征在于所述編碼器(15)有兩個輸入端A4、EN4，其中輸入端A4與比較器(14)的輸出端相連；輸入端EN4與二分頻器(16)的輸出端相連；編碼器(15)的輸出端輸出控制字信號(C〈3:0>)，為AFC電路(I)的最終輸出，其與VCO (5)的開關電容陣列控制端相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于壓控振蕩器的自動頻率校準電路，包括M分頻器、計數器、乘法器、比較器、編碼器、二分頻器；其中M分頻器對從VCO輸入的輸出信號進行M分頻，分頻后的信號輸出給計數器，計數器在二分頻器輸出信號的高電平時間內，對分頻后信號的上升沿進行計數，這個計數值通過乘法器進行乘M操作后輸出給比較器，然后比較器將這個乘M后的計數值與外部輸入的頻道設置值進行比較并輸出給編碼器，編碼器根據這個結果來調整VCO開關電容陣列的控制字信號，進而去調整VCO輸出信號的輸出頻率形成反饋，實現對VCO頻率的自動校準。其優(yōu)點在于克服了原先手動校準頻率帶來的不準確、不穩(wěn)定；大大節(jié)省了頻率校準的時間。
文檔編號H03L7/08GK102751985SQ201210243928
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權日2012年7月16日
發(fā)明者尹莉, 馬杰, 黃磊 申請人:中科芯集成電路股份有限公司