一種應(yīng)用于自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)(afc)的環(huán)路微調(diào)算法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)（AFC）的環(huán)路微調(diào)算法，該算法利用AFC微調(diào)環(huán)路系統(tǒng)中電容變化量（△C）關(guān)于頻率變化量（△f）的關(guān)系可以近似為一個(gè)線性系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。首先，通過第一數(shù)控振蕩器頻率（Fre_DCO1）和第二數(shù)控振蕩器頻率（Fre_DCO2）的有效容值和控制碼權(quán)重，獲得粗調(diào)后實(shí)際DCO頻率（Fre_DCO3）發(fā)生頻率變化△f與相應(yīng)電容變化△C之間的特性曲線；其次，根據(jù)目標(biāo)DCO頻率和每次微調(diào)后的DCO頻率（Fre_DCO4）之差，獲得對(duì)應(yīng)的微調(diào)門陣列電容控制碼；最后，將實(shí)際DCO頻率調(diào)制到目標(biāo)DCO頻率允許接受的誤差范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)環(huán)路鎖定。本算法基于數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，具有鎖定速度快，鎖定精度高等特性。
【專利說明】-種應(yīng)用于自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)（AFC)的環(huán)路微調(diào)算法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及時(shí)鐘系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)的環(huán)路微 調(diào)算法，該算法使得自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)能夠快速進(jìn)行環(huán)路鎖定，完成環(huán)路頻率調(diào)諧。

【背景技術(shù)】
[0002] 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行正確解調(diào)，接收機(jī)需要產(chǎn) 生一個(gè)與射頻信號(hào)載波一致的本地載波信號(hào)--本振信號(hào)。
[0003] 作為接收機(jī)中的關(guān)鍵模塊，自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)主要提供一個(gè)精確的本振信號(hào)。由 于各種非理想因素，自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)提供的本振信號(hào)經(jīng)常存在一定的頻率偏差，其中多 數(shù)非理想因素為工作環(huán)境溫度、電路工作不對(duì)稱、電源不穩(wěn)定等。如果本振信號(hào)頻率的精度 不足且自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)不能及時(shí)糾正，則輸入信號(hào)解調(diào)性能可能會(huì)嚴(yán)重惡化。
[0004] 自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)用于糾正本振信號(hào)頻率的漂移和偏差，使得本振信號(hào)頻率能夠 穩(wěn)定在目標(biāo)頻率的一定偏差范圍內(nèi)，保證接收到射頻信號(hào)能夠順利進(jìn)行解調(diào)。對(duì)于傳統(tǒng)的 自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)，主要采用鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，環(huán)路鎖定與環(huán)路帶寬、電荷泵的充放電 電流大小以及壓控振蕩器的頻率敏感參數(shù)相關(guān)。由于電荷泵電流的失配、環(huán)路帶寬設(shè)計(jì)的 約束性，導(dǎo)致鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)跟蹤頻率抖動(dòng)的能力較差，因此，當(dāng)環(huán)路出現(xiàn) 頻率失鎖或者頻率偏差時(shí)，重新鎖定的時(shí)間偏長(zhǎng)，降低了接收機(jī)的性能。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)的環(huán)路微調(diào) 調(diào)諧算法。該環(huán)路調(diào)諧算法主要采用數(shù)字邏輯進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，避免了電荷泵電流失配、PFD等傳 統(tǒng)模擬因素的影響，使得在環(huán)路失鎖時(shí)能夠快速進(jìn)行環(huán)路鎖定，保證本振信號(hào)頻率穩(wěn)定在 偏差范圍內(nèi)，使得接收機(jī)射頻信號(hào)解調(diào)正常進(jìn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的問題在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提一種供應(yīng)用于自 動(dòng)頻率控制系統(tǒng)的環(huán)路微調(diào)算法，該算法保證自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)能夠快速跟蹤參考時(shí)鐘， 實(shí)現(xiàn)環(huán)路頻率快速鎖定，使得接收機(jī)射頻信號(hào)解調(diào)正常進(jìn)行。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為：一種應(yīng)用于自動(dòng)頻率控制系統(tǒng) 的環(huán)路微調(diào)算法，其主要包括如下步驟：
[0008] 步驟一：設(shè)置第一組DC0門陣列電容權(quán)重W_1 (W_l=bQ」，+... +bmi)，產(chǎn) 生第一個(gè)DCO振蕩頻率Fre_DC01，即：

【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)的環(huán)路微調(diào)算法，其特征是：數(shù)控振蕩器（DCO)門陣 列電容控制碼和對(duì)應(yīng)有效容值一一對(duì)應(yīng)，即：
其中CcTCm為粗調(diào)門陣列電容單元的容值，I3cTbm為粗調(diào)門陣列電容控制碼，Cfim為微 調(diào)門陣列電容單元的容值，a(Tan為η個(gè)微調(diào)門陣列電容單元的容值，bm和an取值均為0 或1，Ck為數(shù)控振蕩器固有電容； 數(shù)控振蕩器門陣列電容每個(gè)電容容值與單位電容容值Cunit比例為其對(duì)應(yīng)的權(quán)重，即：
數(shù)控振蕩器（DCO)頻率和微調(diào)門陣列電容的有效容值一一對(duì)應(yīng)，即：
其中L為數(shù)控振蕩器的LC諧振腔中的有效電感值，F(xiàn)re_DC0為數(shù)控振蕩器的振蕩頻率。
2. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)路微調(diào)算法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟一：設(shè)置第一組DCO門陣列電容權(quán)重W_1 (W_l=bQ. . +bmJW1^Wfine」），產(chǎn)生第 一個(gè)DCO振蕩頻率Fre_DC01，即：
步驟二：設(shè)置第二組DCO門陣列電容權(quán)重W_2 (W_2=bQ2*WQ+. . . +bm2*Wm+Wfine2)，產(chǎn)生第 二個(gè)DCO振蕩頻率Fre_DC02,即：
步驟三：獲取環(huán)路粗調(diào)后數(shù)控振蕩器頻率Fre_DC03 ; 步驟四：獲取微調(diào)環(huán)路電容變化量(ΛC)關(guān)于頻率變化量(Λf)的特性曲線，即：
其中Λf=Fre_DC03-Fre_DC0 ; 步驟五：設(shè)置目標(biāo)DCO頻率，通過微調(diào)環(huán)路電容變化量(ΛC)關(guān)于頻率變化量(Λf)的 特性曲線，獲得該目標(biāo)頻率對(duì)應(yīng)的微調(diào)門陣列電容控制碼權(quán)重ΛW，最終獲得微調(diào)門陣列電 容的控制碼，其中ΛW關(guān)于Af的表達(dá)式為：
步驟六：判斷微調(diào)后的實(shí)際DCO頻率與目標(biāo)DCO頻率的偏差是否在設(shè)計(jì)要求誤差內(nèi)，若 偏差滿足誤差要求，則自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)（AFC)環(huán)路頻率鎖定；否則，AFC系統(tǒng)將以當(dāng)前本 次微調(diào)后實(shí)際DCO頻率作為Fre_DC03,重新進(jìn)行環(huán)路微調(diào)，直至頻率偏差進(jìn)入容許范圍內(nèi)， 環(huán)路微調(diào)結(jié)束；若在系統(tǒng)設(shè)定的環(huán)路微調(diào)次數(shù)內(nèi)，頻率偏差未進(jìn)入允許范圍內(nèi)，則環(huán)路微調(diào) 失敗。
3. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)路微調(diào)算法，其特征在于：目標(biāo)DCO振蕩頻率對(duì)應(yīng)的控制碼 產(chǎn)生算法如下： 判斷微調(diào)權(quán)重ΛW是否大于等于n*WfiM，若成立，則所有微調(diào)門陣列電容單元控制碼為 1 ;否則，微調(diào)權(quán)重ΛW除以Wfim取整獲得J，將前J路微調(diào)門陣列電容控制碼開啟。
4. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)路微調(diào)算法，其特征在于：門陣列電容單元個(gè)數(shù)、環(huán)路粗調(diào)算 法、環(huán)路微調(diào)調(diào)諧次數(shù)以及頻率偏差可以根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需求進(jìn)行設(shè)置。
【文檔編號(hào)】H03L7/00GK104467817SQ201410589078
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】郭斌 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙景嘉微電子股份有限公司