一種應(yīng)用于VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路.doc

一種應(yīng)用于VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路 技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種頻率校準(zhǔn)電路（AFC），特別涉及一種應(yīng)用于VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路。背景技術(shù)在寬帶VCO中普遍使用開關(guān)電容陣列的方式來實(shí)現(xiàn)寬的頻率覆蓋，不同的頻段對應(yīng)于不同的電容陣列開關(guān)，因此有必要根據(jù)VCO輸出頻率的需要來自動選擇相應(yīng)的電容陣列開關(guān)，也就是自動頻率校準(zhǔn)。目前，普遍采用的是閉環(huán)自動頻率校準(zhǔn)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(zhǔn)方式將耗費(fèi)很長時間來完成一次頻率校準(zhǔn)，這將對鎖相環(huán)的鎖定時間產(chǎn)生很大影響。本發(fā)明提及一種自動頻率校準(zhǔn)電路，是在鎖相環(huán)開環(huán)工作下完成的，它將大大節(jié)省頻率校準(zhǔn)的時間。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種能夠適用于VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，通過采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種適用于VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路，包括模擬部分的M分頻器（1/M），以及數(shù)字部分的計(jì)數(shù)器，乘法器（M），比較器，編碼器和二分頻器（1/2）。其中M分頻器對VCO的輸出FVCO進(jìn)行M分頻，然后計(jì)數(shù)器在REF/2的高電平時間內(nèi)對M分頻信號的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，在REF/2的下降沿來臨后，計(jì)數(shù)完成，計(jì)數(shù)器不再計(jì)數(shù)且保持輸出；同時乘法器，比較器以及編碼器開始工作，乘法器對計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行乘M操作，然后通過比較器對乘法器的輸出和頻道設(shè)置值N進(jìn)行比較，再將比較器的比較結(jié)果輸入給編碼器來得到編碼器的輸出C,同時C反饋給VCO，來選擇VCO的開關(guān)電容陣列，進(jìn)而改變VCO的輸出FVCO；通過這樣一種反饋機(jī)制最終得到穩(wěn)定的自動頻率校準(zhǔn)輸出C,完成自動頻率校準(zhǔn)過程。所述M分頻器有一個輸入，其與VCO的輸出FVCO相連。所述計(jì)數(shù)器有三個輸入A1，EN1和RST,其中輸入A1與M分頻器的輸出相連，輸入EN1和RST與二分頻器的輸出相連。所述乘法器有兩個輸入A2和EN2，其中輸入A2與計(jì)數(shù)器的輸出相連，輸入EN2與二分頻器的輸出相連。所述比較器有三個輸入A3，EN3和B，其中輸入A3與乘法器的輸出相連，輸入EN3與二分頻器的輸出相連，輸入B是外部輸入。所述編碼器有兩個輸入A4和EN4，其中輸入A4與比較器的輸出相連，輸入EN4與二分頻器的輸出相連；編碼器的輸出C為自動頻率校準(zhǔn)電路的最終輸出，其與VCO模塊的開關(guān)電容陣列控制端相連。所述二分頻器有一個輸入，其與外部的輸入信號REF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(zhǔn)頻率的變化，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，又克服了閉環(huán)自動頻率校準(zhǔn)電路較長的校準(zhǔn)時間對整個鎖相環(huán)電路鎖定時間的影響。 附圖說明圖1是本發(fā)明VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路應(yīng)用于鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路應(yīng)用于VCO的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路的工作流程圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，是本發(fā)明應(yīng)用于VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路應(yīng)用于鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。REF信號與VCO信號Fvco經(jīng)過N分頻器分頻后的信號通過鑒頻鑒相器進(jìn)行頻率和相位的鑒別，產(chǎn)生輸出以控制電荷泵對濾波器進(jìn)行充放電，得到的電壓輸入給VCO來得到輸出信號Fvco，而Fvco又反饋給N分頻器進(jìn)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，F(xiàn)vco的頻率fFvco=N* fREF。VCO的輸出頻率由電容陣列開關(guān)控制位C和濾波器的輸出電壓同時決定：開關(guān)電容陣列決定VCO的輸出頻段；濾波器的輸出電壓決定VCO的最終輸出頻率，這個頻率位于開關(guān)電容陣列所決定的頻段內(nèi)。在整個AFC過程中，濾波器的輸出電壓不受電荷泵的控制，也即鎖相環(huán)路是斷開的，濾波器的輸出電壓為一個固定值，這個值為電源電壓的一半，這樣輸出的頻率處于所選擇頻段的中間；當(dāng)AFC完成后，濾波器的輸出開始受電荷泵的控制，此時鎖相環(huán)路閉合，濾波器的輸出電壓將隨著電荷泵的充放電而發(fā)生改變。如圖2所示，是本發(fā)明VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路應(yīng)用于VCO的結(jié)構(gòu)示意圖，方框內(nèi)為本發(fā)明VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。其包括模擬部分的M分頻器，數(shù)字部分的計(jì)數(shù)器，乘法器，比較器，編碼器以及二分頻器。所述M分頻器有一個輸入，其與VCO的輸出FVCO相連。所述計(jì)數(shù)器有三個輸入A1，EN1和RST,其中輸入A1與M分頻器的輸出相連，輸入EN1和RST與二分頻器的輸出相連。所述乘法器有兩個輸入A2和EN2，其中輸入A2與計(jì)數(shù)器的輸出相連，輸入EN2與二分頻器的輸出相連。所述比較器有三個輸入A3，EN3和B，其中輸入A3與乘法器的輸出相連，輸入EN3與二分頻器的輸出相連，輸入B是外部輸入。所述編碼器有兩個輸入A4和EN4，其中輸入A4與比較器的輸出相連，輸入EN4與二分頻器的輸出相連；編碼器的輸出C為自動頻率校準(zhǔn)電路的最終輸出，其與VCO模塊的開關(guān)電容陣列控制端相連。所述二分頻器有一個輸入，其與外部的輸入信號REF相連。如圖3所示，是本發(fā)明VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路的工作流程示意圖。具體的工作情況如下，在AFC開始工作時，C處于中間值1000，VCO生成輸出頻率FVCO,然后通過模擬部分的M分頻器對VCO的輸出頻率FVCO進(jìn)行M分頻，之所以進(jìn)行M分頻，是因?yàn)閂CO的輸出頻率一般都很高，需要對其分頻以后才能被后續(xù)的數(shù)字模塊來實(shí)現(xiàn)。在REF/2為高電平期間，計(jì)數(shù)器開始對分頻后信號的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，也就是在一個REF周期TREF時間內(nèi)對FVCO/M的周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)完成后，這個計(jì)數(shù)結(jié)果輸出給乘法器；在REF/2為低電平期間，后續(xù)的乘法器，比較器，編碼器開始工作：首先，乘法器，對計(jì)數(shù)器的輸出結(jié)果進(jìn)行M操作，這時乘法器的輸出相當(dāng)于在TREF時間內(nèi)對FVCO的周期進(jìn)行計(jì)數(shù)得到的結(jié)果，這個結(jié)果被輸出給比較器的輸入A3,所以A3=TREF/TFVCO=fFvco/fREF，也即fFvco=A3*fREF;然后比較器將輸入A3與輸入B相比較，輸入B=頻道設(shè)置值N,這個比較結(jié)果有三種情況：即|A3-B|N1,B-A3N1，其中N1為預(yù)先設(shè)置的比較器參考值。第一種情況|A3-B|N1時，表明現(xiàn)在的VCO工作頻率fFvco與需要的VCO輸出頻率B*fREF已經(jīng)很接近，此時的開關(guān)電容控制字C是合適的，因此這個值將保持不變，自動頻率校準(zhǔn)完成；第二種情況A3-BN1時,表明現(xiàn)在的VCO工作頻率fFvco比需要的VCO輸出頻率B*fREF高很多，需要將其頻率往下降，所以編碼器將AFC的輸出C往上加一位，此輸出將輸入給VCO調(diào)整VCO的開關(guān)電容陣列，使得更多的電容加入VCO的調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)，以降低VCO的輸出頻率，經(jīng)過循環(huán)判斷，最終在某個C值下，|A3-B|N1時,表明現(xiàn)在的VCO工作頻率fFvco比需要的VCO輸出頻率B*Fref小很多，需要將其頻率往上調(diào)，所以編碼器將AFC的輸出C往下減一位，此輸出將輸入給VCO調(diào)整VCO的開關(guān)電容陣列，使得更少的電容加入VCO的調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)，以提高VCO的輸出頻率，經(jīng)過循環(huán)判斷，最終在某個C值下，|A3-B|N1，此時進(jìn)入上述第一種情況，自動頻率校準(zhǔn)完成。說明書附圖圖1 圖2圖3 摘要本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于VCO的自動頻率校準(zhǔn)電路，包括模擬部分的M分頻器，以及數(shù)字部分的計(jì)數(shù)器，乘法器，比較器，編碼器和二分頻器。其中M分頻器對輸入的FVCO信號進(jìn)行M分頻，分頻后的信號輸入給計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器在REF信號周期TREF時間內(nèi)對分頻后信號的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，這個計(jì)數(shù)的結(jié)果通過乘法器進(jìn)行乘M操作后輸入給比較器，然后比較器將這個值與外部輸入的頻道設(shè)置值N進(jìn)行比較，再將比較的結(jié)果輸出給編碼器，編碼器根據(jù)這個結(jié)果來調(diào)整VCO開關(guān)電容陣列的控制信號，進(jìn)而去調(diào)整VCO輸出信號的頻率，這樣就形成了一個反饋，實(shí)現(xiàn)對VCO頻率的自動校準(zhǔn)。其優(yōu)點(diǎn)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(zhǔn)頻率的變化，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。 權(quán)利要求書1、一種應(yīng)用于VCO的頻率校準(zhǔn)電路，其特征在與：包括模擬部分的M分頻器，以及數(shù)字部分的計(jì)數(shù)器，乘法器，比較器，編碼器以及二分頻器。其中M分頻器對輸入的FVCO信號進(jìn)行M分頻，分頻后的信號輸入給計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器在二分頻器輸出信號的高電平時間內(nèi)對分頻后信號的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，這個計(jì)數(shù)的結(jié)果通過乘法器進(jìn)行乘M操作后輸入給比較器，然后比較器將這個值與外部輸入的頻道設(shè)置值N進(jìn)行比較，再將比較的結(jié)果輸出給編碼器，編碼器根據(jù)這個結(jié)果來調(diào)整VCO開關(guān)電容陣列的控制信號，進(jìn)而去調(diào)整VCO輸出信號的頻率，這樣就形成了一個反饋，實(shí)現(xiàn)對VCO頻率的自動校準(zhǔn)。2、如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于VCO的頻率校準(zhǔn)電路，其特征在于：所述M分頻器有一個輸入，其與VCO的輸出FVCO相連。3、如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于VCO的頻率校準(zhǔn)電路，其特征在于：所述計(jì)數(shù)器有三個輸入A1，EN1和RST,其中輸入A1與M分頻器的輸出相連，輸入EN1和RST與二分頻器的輸出相連。4、如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于VCO的頻率校準(zhǔn)電路，其特征在于：所述乘法器有兩個輸入A2和EN2，其中輸入A2與計(jì)數(shù)器的輸出相連，輸入EN2與二分頻器的輸出相連。5、如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于VCO的頻率校準(zhǔn)電路，其特征在于：所述比較器有三個輸入A3，EN3和B，其中輸入A3與乘法器的輸出相連，輸入E