发明名称 具有快速锁频之锁相回路电路及其控制方法
摘要 本发明系一种具有快速锁频之锁相回路电路及其控制方法,乃是利用一般数位系统电路中经常使用的一个启动重置(Power-On-Reset)信号来对锁相回路电路作预先设定之功用,使锁相回路电路能够在初始状态时即预先在自我内部产生一个具有中频频率之信号,如此可大幅加快锁相回路电路所需之锁频动作,同时为了要配合启动重置(Pow er-On-Reset)电路的重置(Reset)信号动作,在频率相位检测器(PFD电路)中额外加入一个2X1的多工器,而在开始工作后,则可以在频率相位检测器(PFD电路)中额外加入逻辑(logical)电路来判断目前的锁相回路电路是否需要来控制往上递增(UP)和往下递减(DN)的信号,所要付出的硬体成本少,容易由标准元件(StandardCell)来组合而成,而且不会影响到整体锁相回路电路的运作情形,以及改变到整体锁相回路电路的灵敏度,为其特征。
申请公布号 TWI239146 申请公布日期 2005.09.01
申请号 TW092117548 申请日期 2003.06.27
申请人 国立云林科技大学 发明人 许明华;谢明得;蔡寿昌
分类号 H03L7/085 主分类号 H03L7/085
代理机构 代理人
主权项 1.一种具有快速锁频之锁相回路电路,包括:频率相位检测器,用于侦测经除频器输出的相位和频率是否一致;电荷帮浦器,用于将频率相位检测器的数位信号转换成压控振荡器可接受的类比信号之动作;低通滤波器,使相位检测器送往电荷帮浦器的讯号转换成等效的低频电压値,滤除相位检测器所产生高频部分;压控振荡器,输出频率将会受到低通滤波器的输出电压値上升下降作等比例的升频或降频;除频器,将高频信号降频到接近输入信号参考输入的低频信号;电源启动重置电路(Power-On-Reset),又及加入一个逻辑(Logical)电路、或(OR)闸,以及一个2X1的多工器。2.一种具有快速锁频之锁相回路电路控制方法,其中利用电源启动重置电路(Power-On-Reset)来预先对锁相电路作重置(Reset)动作,趋使锁相电路的压控振荡电路在整个数位系统电路开始工作时已经有一个初始电压。3.如申请专利范围第2项所述之具有快速锁频之锁相回路电路控制方法,其中当提供给数位系统电路的电源电压尚未达到稳定前,因为电源启动重置电路(Power-On-Reset)会送出一个重置(Reset)信号来使数位系统电路作重置(Reset)动作,此时,利用此一信号来对锁相电路之相位检测电路作控制,使用往上递增(UP)和往下递减(DN)输出信号同时为高电位(HIGH),此时电荷帮浦电路(Charge Pump)的最后一级输出元件P型晶片(PMOS)和N型晶片(NMOS)会同时导通,使得电荷帮浦电路(Charge Pump)会输出一个固定电流对低通滤波电路(LPF)的电容作充电动作,因此电容上电压随之上昇,进而使得压控振荡电路有一个慢慢上昇的输入电压,所以此时压控振荡电路会开始振荡输出一个渐渐增加的频率信号输出,当数位系统电路的电源电压达到稳定状态时,电源启动重置电路(Power-On-Reset)会输出一个无重置(un-Reset)信号,使数位系统电路进入正常工作模式,因为电源启动重置电路(Power-On-Reset)送出一个无重置(un-Reset)信号,所以频率相位检测电路(PFD)会受到此信号控制而进入一般锁相电路的正常运作模式下工作,亦即相位检测电路的往上递增(UP)和往下递减(DN)信号不在是一直维持在高电位(HIGH)的信号准位,因为受到电源启动重置电路(Power-On-Reset)重置(Reset)信号控制的缘故,使得低通滤波电路(LPF)的电容电压在初始工作时已经有一个接近于1/2VDD的电压准位,而不是一般锁相电路是0伏的初始电压,同时,此时压控振荡电路亦已经自我产生一个具有中频频率的信号,此时锁相电路开始正常运作。4.一种具有快速锁频之锁相回路电路控制方法,其中利用简单的数位电路来控制,判断相位检测器电路的相位差値,假若其相位检测电路的相位差値过大的话,则控制往上递增(UP)和往下递减(DN)的信号,使电荷帮浦电路(Charge Pump)对低通滤波电路(LPF)的电容充放电时间能够加长或减短。5.如申请专利范围第4项所述之具有快速锁频之锁相回路电路控制方法,其中假若一开始时外部输入参考信号和被除频后的信号两者的相位差大于临界値,则简单数位判断电路开始动作,进而控制相位检测电路的往上递增(UP)和往下递减(DN)信号,假若锁相电路工作到外部输入信号输入参考信号和被除频后的信号两者的相位差小于临界値,表示锁相电路已经接近于锁频的动作了,则简单数位判断电路停止运动,此时相位检测电路进入一般正常的运作模式,也就是说相位检测电路只是单纯的比较输入参考信号和被除频后的信号两者的相位差。图式简单说明:第一图:系一般锁相回路电路架构图。第二图:系电压控制振荡器(VCO电路)输入电压与锁频时间关系图。第三图:系电压控制振荡器(VCO电路)的特性图。第四图:系一个启动重置(Power-On-Reset)电路的示意图。第五图:系启动重置(Power-On-Reset)电路的特性曲线图。第六图:系启动重置(Power-On-Reset)电路的电路图。第七图:系本发明锁相回路电路再加上启动重置(Power-On-Reset)电路的特性示意图。第八图:系本发明改良式快速锁频之锁相回路电路方块图。第九图:系本发明为了配合启动重置(Power-On-Reset)电路而作局部修改的频率相位检测器(PFD电路)。第十图:系本发明锁相回路电路再加上启动重置(Power-On-Reset)电路所模拟出来的结果。第十一图:系本发明所设计的改良式锁相回路电路的方块图。第十二图:为一个典型的频率相位检测器(PFD电路)。第十三图:系本发明修改的频率相位检测器(PFD电路)的方块图。第十四图:系本发明针对加快锁相回路电路而作局部修改的频率相位检测器(PFD电路)。第十五图:系本发明简单数位逻辑判断电路的方块图。第十六图:系本发明改良式锁相回路电路和一般锁相回路电路的效益比较图。第十七图:系本发明改良式锁相回路电路和一般锁相回路电路的模拟比较图。
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