一种快速优化自动频率校准电路及算法

摘要

一种快速优化自动频率校准电路及算法，在自动频率校准电路中加入一个模数转换器，模数转换器实时采样电荷泵输出的控制电压vcp，并将其量化、编码传送至数字逻辑处理电路。数字逻辑处理电路根据第一计数器和第二计数器传送过来的频率差异，与模数转换器传送过来的控制电压vcp幅值信息一起，综合判断频率综合器的锁定状态，再控制电容阵列的开关控制字band。本算法步骤是1）频率搜索；2）电压搜索；3）锁定检测。本技术方案改善了现有技术中存在的三个问题，并取得了很好的效果。

主权项

一种自动频率校准电路的自动频率校准算法，对于所述自动频率校准电路：它适用的频率综合器包括：参考振荡器、鉴频鉴相器、电荷泵、压控振荡器、分频器和本自动频率校准电路；本自动频率校准电路包括第一计数器、第二计数器和数字逻辑处理电路；两个计数器各有一个时钟输入端和一个数据输出端；参考振荡器的给定频率(ref)输出端分别连接第一计数器的时钟输入端和鉴频鉴相器的一个输入端；分频器的反馈频率(fdb)输出端分别连接第二计数器的时钟输入端和鉴频鉴相器的另一个输入端；所述鉴频鉴相器的两个输出端分别连接电荷泵的两个输入端；电荷泵的控制电压vcp输出端连接压控振荡器的电感电容压控振荡电路的控制电压输入端；所述压控振荡器的电感电容压控振荡电路的频率输出端连接分频器的频率输入端；所述第一计数器、第二计数器的数据输出端分别连接数字逻辑处理电路的输入端，数字逻辑处理电路的输出端连接所述压控振荡器的电容开关阵列的控制字band的控制输入端；其特征是还包括模数转换器，模数转换器有一个电压输入端和一个数据输出端；所述模数转换器的电压输入端连接电荷泵的控制电压vcp输出端，模数转换器的数据输出端连接数字逻辑处理电路的输入端；所述自动频率校准算法的步骤包括：1)频率搜索：开始工作时，数字逻辑电路将N位控制字band的最高位置1，其余位置0；第一计数器和第二计数器分别对给定频率(ref)和反馈频率(fdb)两路时钟的上升沿计数，数字逻辑电路通过比较第一计数器和第二计数器传送过来的计数值的大小，判定给定频率(ref)和反馈频率(fdb)两路时钟的频率差异；频率搜索会有三种情况，如下所示：设k初始设为N‑2，每改变一次电容开关阵列(6)的控制字band时，k值减1，若k值减小至0则不再减小：A、第一计数器(10)的计数值大于第二计数器(11)的计数值，表明给定频率(ref)的频率值大于反馈频率(fdb)的频率值，将电容开关阵列的控制字band加2^k，数字逻辑电路将第一计数器和第二计数器的计数值清零，继续下次频率搜索；B、第一计数器的计数值小于第二计数器的计数值，表明给定频率(ref)的频率值小于反馈频率(fdb)的频率值，将电容开关阵列的控制字band减2^k，数字逻辑电路将计第一计数器和第二计数器的计数值清零，继续下次频率搜索；C、第一计数器的计数值等于第二计数器的计数值，表明给定频率(ref)的频率值与反馈频率(fdb)的频率值大致相等，数字逻辑电路转入电压搜索步骤；2)电压搜索：数字逻辑处理电路根据模数转换器传送过来的数字信号，判定当前控制电压vcp的范围，综合处理电容开关阵列的控制字band，具体步骤如下：设V(ref)为半电源电压的数值：201)数字逻辑处理电路等待2¹⁰个给定频率(ref)时钟周期后，记录下模数转换器传过来的控制电压vcp的数值，将其与Vref的差值的绝对值记为V1；将电容开关阵列的控制字band减1后进入步骤202)；202)数字逻辑处理电路等待2¹⁰个给定频率(ref)时钟周期后，记录下模数转换器12传过来的控制电压vcp的数值，将其与Vref的差值的绝对值记为V2；若V1>V2，则令V1＝V2，电容开关阵列的控制字band减1后进入步骤203)；若V1<V2或V1＝V2，则令电容开关阵列的控制字band加2后进入步骤204)；203)数字逻辑处理电路等待2¹⁰个给定频率(ref)时钟周期后，记录下模数转换器传过来的控制电压vcp的数值，将其与Vref的差值的绝对值记为V2；若V1>V2，则令V1＝V2，电容开关阵列的控制字band减1后返回步骤203)；若V1<V2或V1＝V2，则令电容开关阵列的控制字band加1，数字逻辑处理电路进入锁定检测；204)数字逻辑处理电路等待2¹⁰个给定频率(ref)时钟周期后，记录下模数转换器传过来的控制电压vcp的数值，将其与Vref的差值的绝对值记为V2；若V1>V2，则令V1＝V2，电容开关阵列的控制字band加1后返回步骤204)；若V1<V2或V1＝V2，则令电容开关阵列的控制字band减1，数字逻辑处理电路进入锁定检测步骤；3)锁定检测：在锁定检测状态中，数字逻辑处理电路将关闭第一计数器、第二计数器，只保留模数转换器正常工作，若控制电压vcp超出设定的锁定电压范围，模数转换器将触发数字逻辑处理电路，数字逻辑处理电路将进入频率搜索步骤。