一種鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通信電子領(lǐng)域中的鎖相環(huán)電路，特別適用于頻率合成器中的鎖相環(huán)電路。
技術(shù)背景
[0002]目前通信電子領(lǐng)域中使用的超外差接收機(jī)的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍需求越來越高，要求接收機(jī)中的頻率合成器的相位噪聲越來越低，降低頻率合成器的相位噪聲具有重要意義。當(dāng)前工程中使用的頻率合成器主要采用鎖相頻率合成器，通常包括鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器和頻率變換器，其原理是通過鎖相環(huán)完成頻率的加、減、乘、除運(yùn)算。
[0003]對于低相位噪聲鎖相頻率合成器的設(shè)計(jì)，鎖相單環(huán)的形式相位噪聲指標(biāo)通常難以實(shí)現(xiàn)，一般需要使用鎖相混頻環(huán)。當(dāng)頻率合成器為寬帶輸出時(shí)，如果使用鎖相混頻環(huán)，就需要使用頻率預(yù)置的方法，將壓控振蕩器的輸出頻率預(yù)置在需要的頻率附近，以免造成錯(cuò)鎖、失鎖等冋題。
[0004]頻率預(yù)置電路可以使用多種方法實(shí)現(xiàn)，如D/A預(yù)置、掃頻預(yù)置等。但是大多數(shù)預(yù)置方式的控制電路十分復(fù)雜，對相位噪聲也有很大影響。某些預(yù)置電路在溫度變化或老化后還存在可靠性的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述【背景技術(shù)】中的問題，本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)現(xiàn)低相位噪聲的鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路。
[0006]本實(shí)用具體實(shí)現(xiàn)如下:
[0007]一種鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路，其特征在于包括:第二鑒相器2、環(huán)路濾波器4、壓控振蕩器5和變頻電路7，其特征在于:還包括第一鑒相器1、二選一開關(guān)3和分路器8 ;第一鑒相器I的參考輸入端接收外部參考信號，其反饋輸入端接收反饋信號，其鑒相輸出端與二選一開關(guān)3的一個(gè)輸入端口相連接；第二鑒相器2的參考輸入端接收外部參考信號，其反饋輸入端接收反饋信號，其鑒相輸出端與二選一開關(guān)3的另一個(gè)輸入端口相連接；二選一開關(guān)3的輸出端口連接環(huán)路濾波器4的輸入端；環(huán)路濾波器4的輸出端連接壓控振蕩器5的輸入端；壓控振蕩器5的輸出端連接分路器8的輸入端；分路器8的第一輸出端連接變頻電路7的輸入端，其第二輸出端連接第一鑒相器I的反饋輸入端，其第三輸出端輸出信號至外部；變頻電路7的變頻輸入端接收外部變頻信號，其輸出端連接第二鑒相器2的反饋輸入端；第一鑒相器I的使能控制端和二選一開關(guān)3的控制端共同接收外部并行控制信號。
[0008]其中，還包括分頻器6，分路器8的第二輸出端連接分頻器6的輸入端；分頻器6的輸出端連接第一鑒相器I的反饋輸入端。
[0009]其中，還包括第一環(huán)路輔助低通濾波器9和第二環(huán)路輔助低通濾波器10 ;第一鑒相器I的鑒相輸出端連接第一環(huán)路輔助低通濾波器9的輸入端；第二鑒相器2的鑒相輸出端連接第二環(huán)路輔助低通濾波器10的輸入端；第一環(huán)路輔助低通濾波器9的輸出端；第二環(huán)路輔助低通濾波器10的輸出端連接二選一開關(guān)3的另一個(gè)輸入端。
[0010]其中，所述的第一環(huán)路輔助低通濾波器9由電阻Rl和電容Cl組成，和第二環(huán)路輔助低通濾波器10由電阻R2和電容C2組成；第一鑒相器I的鑒相輸出端與電阻Rl的一端和電容Cl的一端相連接，電阻Rl的另一端連接二選一開關(guān)3的一個(gè)輸入端，電容Cl的另一端接地；第二鑒相器2的鑒相輸出端與電阻R2的一端和電容C2的一端相連接，電阻R2的另一端連接二選一開關(guān)3的另一個(gè)輸入端，電容C2的另一端接地。
[0011]其中，所述的第一鑒相器I為帶有使能控制引腳的電流型小數(shù)分頻電荷泵鑒相器；第二鑒相器2為電流型電荷泵鑒相器；二選一開關(guān)3為電子開關(guān)；環(huán)路濾波器4為反向積分式有源環(huán)路濾波器；變頻電路7采用混頻電路，或采用混頻電路和分頻電路組合的形式。
[0012]本實(shí)用新型所述鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路主要優(yōu)點(diǎn)如下:
[0013]預(yù)置完成后第一鑒相器自動(dòng)關(guān)斷，不附加噪聲；使用器件少，可節(jié)省設(shè)備的成本和體積；僅使用I路并行控制信號，同時(shí)控制開關(guān)和使能鑒相器1，簡化了電路，避免了相互干擾；不受工作溫度的影響；小數(shù)分頻鑒相器的頻率分辨力高，預(yù)置靈敏、準(zhǔn)確；一致性好，通常不需調(diào)試；兩個(gè)輔助低通濾波器分開放置，便于靈活調(diào)整兩個(gè)環(huán)路的參數(shù)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型所述的鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路框圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型所述的鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路的電原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本實(shí)用新型采用雙鑒相器切換的方式，結(jié)合適當(dāng)?shù)碾娏餍碗姾杀描b相器，實(shí)現(xiàn)頻率預(yù)置。下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型所述鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0017]參照圖1本實(shí)用新型的一種雙鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路包括:第一鑒相器1、第二鑒相器2、二選一開關(guān)3、環(huán)路濾波器4、壓控振蕩器5、分頻器6 (選裝)、變頻電路7、分路器8、第一輔助低通濾波器9 (選裝)和第二輔助低通濾波器10 (選裝)。
[0018]圖1中，第一鑒相器I所在的環(huán)路為預(yù)置環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖定；預(yù)置完成后的正常工作狀態(tài)下使用第二鑒相器2所在的環(huán)路，該環(huán)路由于包含變頻電路7，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖定功能，需要使用額外的電路將輸出頻率預(yù)置到所需頻率附近。
[0019]進(jìn)行頻率預(yù)置時(shí)，開關(guān)切換控制信號對第一鑒相器I和二選一開關(guān)3進(jìn)行控制，使第一鑒相器I使能并選通、第二鑒相器2斷開，第一鑒相器I實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖相功能，將壓控振蕩器5的輸出頻率預(yù)置到所需頻率附近。由于第一鑒相器I使用的小數(shù)分頻鑒相器通常具有很高的頻率分辨力，預(yù)置具有很高的精度。第一鑒相器I所在的環(huán)路鎖定后，控制信號再次對第一鑒相器I和二選一開關(guān)3進(jìn)行控制，使第一鑒相器I關(guān)閉并斷開、第二鑒相器2選通。由于二選一開關(guān)3切換時(shí)壓控振蕩器5的輸出頻率不發(fā)生明顯變化，第二鑒相器2所在的環(huán)路可以迅速鎖定。
[0020]頻率預(yù)置完成后，第一鑒相器I被關(guān)閉并斷開，不再產(chǎn)生噪聲。而且由于二選一開關(guān)3基本不引入額外的噪聲，該預(yù)置方式可以實(shí)現(xiàn)很高的相位噪聲指標(biāo)。
[0021]第一輔助低通濾波器9和第二輔助低通濾波器10的選值可以不同，便于靈活調(diào)整兩個(gè)環(huán)路的參數(shù)。
[0022]圖2是本實(shí)用新型所述的鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路的電原理框圖。其中，第一鑒相器NI的輸入端REFin接收外部參考信號1，第二鑒相器N2的輸入端REFin接收外部參考信號2 ;第一鑒相器NI的輸出端CP連接電阻Rl和電容Cl的一端，電阻Rl的另一端連接二選一開關(guān)SW-SPDT的一個(gè)輸入端；電容Cl的另一端接地；第二鑒相器N2的輸出端CP連接電阻R2和電容C2的一端，電阻R2的另一端連接二選一開關(guān)SW-SPDT的另一個(gè)輸入端；電容C2的另一端接地；二選一開關(guān)SW-SPDT的輸出端連接環(huán)路濾波器4的輸入端；控制信號同時(shí)連接二選一開關(guān)SW-SPDT的控制端和第一鑒相器NI的使能端EN ;環(huán)路濾波器4的輸出端連接壓控振蕩器VCO的調(diào)諧端VT ;壓控振蕩器VCO的輸出端OUT連接分路器SPL的輸入端IN ;分路器SPL的第一輸出端OUTl連接變頻電路7的一個(gè)輸入端；變頻電路7的另一個(gè)輸入端接收外部變頻信號，其輸出端連接第二鑒相器N2的反饋輸入端RFin ;分路器SPL的第二輸出端0UT2連接分頻器DIV的輸入端IN ;分頻器DIV的輸出端OUT連接第一鑒相器NI的反饋輸入端RFin ;分路器SPL的第三輸出端0UT3為系統(tǒng)輸出。其中，分頻器DIV為選裝器件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路，包括第二鑒相器(2)、環(huán)路濾波器(4)、壓控振蕩器(5)和變頻電路(7)，其特征在于:還包括第一鑒相器(I)、二選一開關(guān)(3)和分路器⑶；第一鑒相器(I)的參考輸入端接收外部參考信號，其反饋輸入端接收反饋信號，其鑒相輸出端與二選一開關(guān)(3)的一個(gè)輸入端口相連接；第二鑒相器(2)的參考輸入端接收外部參考信號，其反饋輸入端接收反饋信號，其鑒相輸出端與二選一開關(guān)(3)的另一個(gè)輸入端口相連接；二選一開關(guān)(3)的輸出端口連接環(huán)路濾波器(4)的輸入端；環(huán)路濾波器(4)的輸出端連接壓控振蕩器(5)的輸入端；壓控振蕩器(5)的輸出端連接分路器(8)的輸入端；分路器(8)的第一輸出端連接變頻電路(7)的輸入端，其第二輸出端連接第一鑒相器(I)的反饋輸入端，其第三輸出端輸出信號至外部；變頻電路(7)的變頻輸入端接收外部變頻信號，其輸出端連接第二鑒相器(2)的反饋輸入端；第一鑒相器(I)的使能控制端和二選一開關(guān)(3)的控制端共同接收外部并行控制信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路，其特征在于:還包括分頻器(6)，分路器(8)的第二輸出端連接分頻器￠)的輸入端；分頻器￠)的輸出端連接第一鑒相器(I)的反饋輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路，其特征在于:還包括第一環(huán)路輔助低通濾波器(9)和第二環(huán)路輔助低通濾波器(10);第一鑒相器(I)的鑒相輸出端連接第一環(huán)路輔助低通濾波器(9)的輸入端；第二鑒相器(2)的鑒相輸出端連接第二環(huán)路輔助低通濾波器(10)的輸入端；第一環(huán)路輔助低通濾波器(9)的輸出端；第二環(huán)路輔助低通濾波器(10)的輸出端連接二選一開關(guān)(3)的另一個(gè)輸入端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路，其特征在于:所述的第一環(huán)路輔助低通濾波器(9)由電阻Rl和電容Cl組成，和第二環(huán)路輔助低通濾波器(10)由電阻R2和電容C2組成；第一鑒相器(I)的鑒相輸出端與電阻Rl的一端和電容Cl的一端相連接，電阻Rl的另一端連接二選一開關(guān)(3)的一個(gè)輸入端，電容Cl的另一端接地；第二鑒相器(2)的鑒相輸出端與電阻R2的一端和電容C2的一端相連接，電阻R2的另一端連接二選一開關(guān)(3)的另一個(gè)輸入端，電容C2的另一端接地。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路，其特征在于:所述的第一鑒相器(I)為帶有使能控制引腳的電流型小數(shù)分頻電荷泵鑒相器；第二鑒相器(2)為電流型電荷泵鑒相器；二選一開關(guān)(3)為電子開關(guān)；環(huán)路濾波器(4)為反向積分式有源環(huán)路濾波器；變頻電路(7)采用混頻電路，或采用混頻電路和分頻電路組合的形式。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鎖相環(huán)頻率預(yù)置電路，它涉及通信電子領(lǐng)域中的鎖相環(huán)電路。它包括第一鑒相器、第二鑒相器，二選一開關(guān)、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、分路器、分頻器(可選)、變頻電路和環(huán)路輔助低通濾波器。本實(shí)用新型僅使用1位并行控制位，既可以使能預(yù)置所需的鑒相器，又可以控制開關(guān)切換兩個(gè)鑒相器，實(shí)現(xiàn)頻率預(yù)置功能。本實(shí)用新型中預(yù)置使用的鑒相器采用電流型小數(shù)分頻電荷泵鑒相器，具有很高的頻率分辨力，預(yù)置精度高。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)用新型具有控制簡單、噪聲低、體積小、成本低、原理簡單清晰、工作溫度范圍廣、精度高、使用器件少等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于對低噪聲、小體積、低成本鎖相環(huán)路的應(yīng)用。
【IPC分類】H03L7/18
【公開號】CN204669344
【申請?zhí)枴緾N201520486157
【發(fā)明人】張大鶴
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年7月8日