專利名稱：用于射頻合成器的自動(dòng)校正系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻信號(hào)處理技術(shù)中頻率合成器的改進(jìn)。具體講，涉及自動(dòng)校正電路，它允許在多個(gè)頻段上的穩(wěn)定的頻率運(yùn)行。
背景技術(shù)：
頻率合成器在許多無(wú)線電話應(yīng)用中被使用來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的載頻信號(hào)。當(dāng)用戶從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，需要改變發(fā)射頻率，因?yàn)榱硪粋€(gè)小區(qū)可能運(yùn)行在不同的頻率上，因此發(fā)射頻率需要非?？焖俚馗淖?。新的發(fā)射頻率可能很大地不同，為了用戶不受從一個(gè)小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)小區(qū)的影響，發(fā)射頻率必須在新的信道頻率上在幾微秒內(nèi)重建。
為了快速改變合成器頻率，鎖相環(huán)必須快速重建新的信道頻率的相位鎖定。合成器設(shè)計(jì)由于幾個(gè)壓控振蕩器(VCO)能夠運(yùn)行在整個(gè)蜂窩電話頻段而被復(fù)雜化。因此，VCO必須運(yùn)行在多個(gè)頻段，或必須提供多個(gè)VCO來(lái)覆蓋多個(gè)頻段。
然而，使用多個(gè)VCO是昂貴的以及難以實(shí)現(xiàn)。
作為實(shí)施VCO的附加的問(wèn)題，半導(dǎo)體制造過(guò)程中處理偏差將引起工作頻率的偏差，這樣在VCO頻率調(diào)諧范圍之間有10-15％的差異。本發(fā)明針對(duì)使用公共VCO的合成器，它可運(yùn)行在對(duì)于感興趣的全頻譜的多個(gè)頻段，以及避免在制造期間處理偏差造成的結(jié)果。
發(fā)明概要公開(kāi)了使用在能夠工作在很寬的信號(hào)帶寬的頻率合成器中單個(gè)VCO的系統(tǒng)。鎖相環(huán)的VCO被數(shù)字地控制，以使得VCO調(diào)諧到不同的頻率范圍。當(dāng)合成器的工作頻率要被改變時(shí)，一個(gè)參考電壓源被連接到壓控振蕩器控制輸入端，把壓控振蕩器的頻率設(shè)置在它的調(diào)諧范圍的一端。VCO的工作頻段被選擇地切換，而同時(shí)監(jiān)視壓控振蕩器控制輸入端。當(dāng)比較器電路確定壓控振蕩器控制輸入端的調(diào)諧電壓降低到參考數(shù)值以下時(shí)，壓控振蕩器工作頻段的切換被禁止，以及VCO獲得鎖相環(huán)中的鎖相條件。選擇每個(gè)頻段和在包含新的信道頻率的頻段中建立相位鎖定的處理過(guò)程可以在幾微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)。在GSM電話運(yùn)行模式中，用于128個(gè)信道的頻率可以通過(guò)使用16個(gè)工作頻段而被接入。
附圖簡(jiǎn)述

圖1顯示運(yùn)行在多個(gè)頻段的、具有鎖相環(huán)的頻率合成器。
圖2顯示壓控振蕩器的多個(gè)工作頻段的每個(gè)頻段的調(diào)諧范圍。
圖3是按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的、用于選擇VCO的每個(gè)工作頻段的自動(dòng)校正電路的方框圖。
圖4顯示可被使用來(lái)找出VCO的工作頻段的二進(jìn)制搜索算法。
圖5是使用二進(jìn)制搜索算法來(lái)找出VCO的工作頻段的、本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖6顯示由圖4的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的處理過(guò)程。
優(yōu)選實(shí)施例的描述現(xiàn)在參照?qǐng)D1，圖上顯示在諸如便攜式無(wú)線電話的應(yīng)用使用的頻率合成器的方框圖。在GSM便攜式無(wú)線電話應(yīng)用中，頻率合成器配備有多到128個(gè)信道頻率，間隔為約200kHz。頻率合成器包括VCO12，它具有在加到VCO12的控制輸入端13上的控制電壓的控制下的輸出頻率Fout。VCO12的工作頻率實(shí)際上正如頻率合成器中慣用的被分頻器14有效設(shè)定。鎖相環(huán)由VCO 12，分頻器14，相位/頻率檢波器16和環(huán)路濾波器17構(gòu)成。高穩(wěn)定的參考頻率被加到參考輸入端19，以及參考輸入信號(hào)與被分頻的VCO 12的輸出信號(hào)之間的相位差被檢測(cè)為加到環(huán)路濾波器17的誤差信號(hào)。環(huán)路濾波器17按照鎖相環(huán)技術(shù)被設(shè)計(jì)成使得得出的環(huán)路帶寬將允許在規(guī)定改變頻率的時(shí)間內(nèi)用Fref輸入?yún)⒖夹盘?hào)來(lái)鎖定Fout。
自動(dòng)校正電路21是在合成器的串行接口22的控制下。在蜂窩電話的情形下，串行接口產(chǎn)生一個(gè)命令給自動(dòng)校正電路21，來(lái)復(fù)位VCO12工作的頻段，這樣，鎖相環(huán)將能夠鎖定在由分頻器14設(shè)置的頻率上。在蜂窩電話應(yīng)用中，分頻器14可以用作為頻率調(diào)制器，正如在蜂窩電話技術(shù)中已知的。
VCO 12具有在自動(dòng)校正電路21的控制下的工作頻率范圍。VCO 12的多個(gè)切換頻率控制單元建立16個(gè)工作頻段之一。在頻率改變期間，自動(dòng)校正電路21順序地改變VCO 12的工作頻率，直至在控制輸入端24出現(xiàn)的控制電壓表示由VCO產(chǎn)生的頻率處在達(dá)到相位鎖定的頻率范圍內(nèi)。
圖2上更具體地顯示VCO 12可被調(diào)諧到的各個(gè)不同的頻段。在每個(gè)頻段n內(nèi)，VCO 12將用輸入?yún)⒖碱l率信號(hào)來(lái)建立相位鎖定。正如圖3所見(jiàn)證的，VCO頻段可通過(guò)切換與VCO 12的連續(xù)調(diào)諧的變?nèi)莨懿⒙?lián)的各個(gè)調(diào)諧元件，諸如電容，而被數(shù)字地選擇，以及加到VCO12的純調(diào)諧電容相應(yīng)于圖2所示的頻段之一。所顯示的n個(gè)頻段具有標(biāo)稱調(diào)諧范圍，它由于制造過(guò)程公差可以隨不同的VCO而不同。當(dāng)VCO的工作頻段被選擇時(shí)，調(diào)諧范圍的偏移是通過(guò)本發(fā)明被有效地校正的。
按照通過(guò)優(yōu)選實(shí)施例實(shí)行的處理，工作頻段的選擇從最低頻段1開(kāi)始，以及在頻段搜索時(shí)進(jìn)行到最高頻段n，在搜索過(guò)程中，VCO 12將建立與參考頻率的相位鎖定。在搜索期間，通過(guò)將控制輸入13充電到參考電壓VDS，VCO被復(fù)位到它的調(diào)諧范圍的高端。由于每個(gè)頻段被選擇，VCO控制電壓將保持在參考值，直至包含由分頻器14選擇的頻率的頻段被選擇為止，以及VCO開(kāi)始進(jìn)行與參考頻率信號(hào)的相位鎖定。通過(guò)監(jiān)視VCO 12的控制輸入端13上的電壓電位，可以觀察到相位鎖定條件。當(dāng)控制電壓13從它的預(yù)先設(shè)置的參考值移到相位鎖定條件時(shí)，自動(dòng)校正電路21將禁止任何另外的頻段選擇，從而確定VCO 12的頻段。
圖3上顯示自動(dòng)校正電路的更詳細(xì)的方框圖。VCO 12的頻段選擇部件包含電容庫(kù)12B，通過(guò)開(kāi)關(guān)S1-S4而被連接到VCO 12的調(diào)諧變?nèi)莨?2A。調(diào)諧電容的連接是在來(lái)自計(jì)數(shù)器27的二進(jìn)制的4比特信號(hào)的控制下，該信號(hào)可以選擇VCO 12的、多到16個(gè)工作頻段。選擇地連接和斷開(kāi)每個(gè)與變?nèi)莨苷{(diào)諧電容12A并聯(lián)的調(diào)諧電容12B，選擇VCO 12的不同的工作頻段。
當(dāng)由圖1的頻率合成器的串行接口22選擇頻率改變時(shí)，分頻器被設(shè)置，以及自動(dòng)校正電路由串行接口22通過(guò)端子30被復(fù)位。參考電壓源31通過(guò)開(kāi)關(guān)29被瞬時(shí)地連接到VCO 12的控制輸入端13。電容32和電感33保持電荷，用于預(yù)先設(shè)置VCO 12的輸出頻率在它的頻率范圍的一端，在優(yōu)選實(shí)施例中，它是對(duì)于VCO 12的較高頻率調(diào)諧的限制。
頻段選擇是處在計(jì)數(shù)器27的控制下。計(jì)數(shù)器27對(duì)于從可編程分頻器35產(chǎn)生的被分頻的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，在四比特的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器27的輸出24中產(chǎn)生一個(gè)改變，導(dǎo)致電容12C的新的數(shù)值和新的調(diào)諧帶寬。由計(jì)數(shù)器27加上的脈沖具有足夠的寬度，這樣，當(dāng)適當(dāng)?shù)念l段被選擇時(shí)鎖相環(huán)可達(dá)到鎖定。
當(dāng)頻段被計(jì)數(shù)器27選擇時(shí)，在控制輸入端13處的控制電壓被比較器26連續(xù)地監(jiān)視。當(dāng)比較器26表示在VCO 12的控制輸入端13處的電壓從被存儲(chǔ)在電容32上、它的預(yù)先設(shè)置的數(shù)值減小一個(gè)對(duì)于比較器門(mén)限值的量時(shí)，比較器26切換成禁止計(jì)數(shù)器27進(jìn)一步變址VCO 12的工作頻段。
以上的實(shí)施方案表示本發(fā)明的能力，它通過(guò)數(shù)字地調(diào)諧VCO 13到不同的頻段，和在每個(gè)頻段內(nèi)用調(diào)諧變?nèi)莨?2a調(diào)諧VCO 12的頻率，而能夠大大地增加VCO的調(diào)諧范圍到很大的工作頻率范圍。另外，由于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體處理技術(shù)產(chǎn)生具有很寬的公差的元件，VCO電路由于制造過(guò)程偏差勢(shì)必具有調(diào)諧范圍上具有大的偏差。因此，如果VCO頻率調(diào)諧到它的正常調(diào)諧范圍，則下一個(gè)最高的相鄰的頻段可被使用來(lái)產(chǎn)生感興趣的信道頻率。
每次由合成器進(jìn)行信道頻率選擇時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位，元件電容32上的電荷被開(kāi)關(guān)29的瞬時(shí)閉合而被重新建立。比較器26的門(mén)限值也可被設(shè)置為一個(gè)數(shù)值，用來(lái)補(bǔ)償會(huì)錯(cuò)誤地觸發(fā)比較器26的制造過(guò)程中任何大的偏差或溫度偏差，這樣，當(dāng)相位鎖定條件在VCO 12的控制輸入端被檢測(cè)時(shí)，頻段選擇可被可靠地禁止。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例開(kāi)始搜索在最低頻段中包含感興趣的信道頻率的頻段。然而，本發(fā)明的其它實(shí)施例從其它位置開(kāi)始進(jìn)行。例如，有可能提供一個(gè)計(jì)數(shù)器，它從頻段號(hào)8開(kāi)始計(jì)數(shù)，以及變址到較低的頻段，或到較高的頻段，取決于VCO 12的控制電壓的狀態(tài)。
圖4顯示二進(jìn)制搜索樹(shù)，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中它可被實(shí)施來(lái)找出感興趣的頻段。搜索算法從假設(shè)要被搜索的頻段的號(hào)碼開(kāi)始，它按照前面的例子是16個(gè)頻段，0-15。搜索從中間頻段8開(kāi)始。例如，如果頻段3是所選擇的感興趣的合成器頻率，則搜索算法通過(guò)首先確定VCO 12上的控制電壓是大于還是小于參考電壓而找出頻段3。由于頻段3低于頻段8，所以搜索過(guò)程選擇在頻段8和0之間的中間頻段，以及設(shè)置VCO工作在頻段4。這時(shí)，參考電壓在VCO控制輸入端上被重新建立，以及作出類(lèi)似的決定VCO控制電壓是大于還是小于設(shè)置的參考電壓。由于頻段3低于頻段4，計(jì)數(shù)器然后設(shè)置在頻段4和頻段O之間的中間值，即頻段2。
一旦VCO運(yùn)行在頻段2，VCO的控制輸入端被充電，以及控制輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較。由于頻段3在頻段2的上面，系統(tǒng)認(rèn)識(shí)到控制電壓現(xiàn)在超過(guò)或等于參考電壓。由于已找出其中VCO控制電壓相對(duì)于參考電壓改變它的相對(duì)幅度的過(guò)渡點(diǎn)，頻段被找出為頻段3或頻段2。一旦系統(tǒng)調(diào)諧到頻段3，它就用校正頻率合成器的信號(hào)達(dá)到鎖定。
上述的二進(jìn)制搜索算法因此通過(guò)只檢驗(yàn)總共16個(gè)頻段中的四個(gè)頻段而找出包含信號(hào)頻率的任何頻段。
圖5給出本發(fā)明的這樣的實(shí)施例，其中當(dāng)前的VCO 12頻段按二進(jìn)制搜索算法被搜索。使用二進(jìn)制算法來(lái)為VCO 12找出適當(dāng)?shù)念l段，提供了甚至更高的、用于選擇新的合成器信號(hào)頻率的速度。
圖5包括與前面實(shí)施例相同的基本結(jié)構(gòu)。然而，使用對(duì)于VCO 12的16個(gè)工作頻段，圖5的實(shí)施例從處在最低與最高工作頻段之間的中間值的頻段號(hào)8開(kāi)始搜索。在搜索開(kāi)始時(shí)，逐位近似寄存器(SAR)27提供二進(jìn)制數(shù)1000，作為用來(lái)選擇VCO 12的頻段號(hào)8的輸出。同時(shí)，電容32通過(guò)開(kāi)關(guān)29和參考電壓源31被充電到Vref。比較器26監(jiān)視VCO 12上的控制電壓，如果電壓從預(yù)先充電的電壓電平降低，則比較器26切換來(lái)表示包含要被鎖相的信號(hào)的頻段低于頻段號(hào)8。另一方面，如果VCO 12的控制電壓保持為它的預(yù)先設(shè)置的數(shù)值，則比較器向SAR 27表示，感興趣的頻段處在頻段8以上。所以SAR 27將把頻段切換到更高的或更低的頻段，以及繼續(xù)搜索包含感興趣的頻率的頻段。VCO控制電壓輸入端每次被充電時(shí)，頻段是通過(guò)由計(jì)數(shù)器27加上的使能信號(hào)切換的，該計(jì)數(shù)器在本實(shí)施例中就是逐位近似寄存器。
圖6上更詳細(xì)地顯示產(chǎn)生鎖定條件的頻段搜索。當(dāng)從串行接口22接收到復(fù)位信號(hào)時(shí)，表示開(kāi)始搜索新的工作頻段，處理過(guò)程在40處開(kāi)始。由于16個(gè)頻段可以由例子SAR 27的4比特輸出信號(hào)n來(lái)標(biāo)識(shí)，索引號(hào)被設(shè)置為等于N，即4比特，代表16個(gè)不同的頻段。用于開(kāi)始搜索的中間頻段所以由SAR 27設(shè)置為1000(頻段8)，它也使得開(kāi)關(guān)29能夠把VCO 12的控制電壓預(yù)先設(shè)置在它的調(diào)諧頻段的高端。
VCO 12的控制電壓在判決塊42中被檢驗(yàn)。如果控制電壓小于預(yù)先設(shè)置值，則在步驟43，SAR 27的內(nèi)容1000被右移一個(gè)比特，以及最高位b3被設(shè)置為0。這時(shí)，在步驟46，開(kāi)關(guān)29由來(lái)自SAR 27通過(guò)OR(或)門(mén)的使能信號(hào)被啟動(dòng)，以便把電容32充電到參考電壓Vref，使得VCO 12處在它的調(diào)諧范圍的高端。然后，在步驟48，確定比特?cái)?shù)i，以及在步驟42，控制電壓再次與參考電壓進(jìn)行比較。
如果確定VCO控制電壓不小于Vref，表示感興趣的頻段是在頻段8以上，則在步驟44，處理過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，把開(kāi)始的二進(jìn)制數(shù)的比特b3-b01000右移，以及把最高位設(shè)置為1。
處理過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，根據(jù)寄存器27的內(nèi)容選擇下一個(gè)頻段為在頻段8與最低頻段0之間的中間頻段，即4，或最高頻段15，即15，取決于頻段被確定為在頻段8以上還是以下。步驟42-48被實(shí)行總共i次。每次計(jì)算步驟42-48時(shí)，在圖4的搜索樹(shù)上找出一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)i被減小增量到0時(shí)，將找出包含感興趣的頻率的頻段。
上述的圖6的執(zhí)行序列可以參照?qǐng)D4的例子來(lái)說(shuō)明，其中頻率合成器要找出在頻段3內(nèi)的信號(hào)。在處理過(guò)程40開(kāi)始時(shí)，i被設(shè)置為等于4，總的比特寬度由b3-b0代表。VCO 12的控制電壓4先前已被設(shè)置為Vref，在步驟42確定控制電壓是小于，大于，還是等于Vref。由于頻段3處在頻段8以下，在步驟43，SAR寄存器27的內(nèi)容被右移，以及b3被設(shè)置為0。在步驟46，加到VCO 12的控制電壓輸入再次通過(guò)瞬時(shí)閉合開(kāi)關(guān)29而被充電。在步驟48，索引號(hào)i被減小1.寄存器27的內(nèi)容現(xiàn)在標(biāo)識(shí)頻段4相應(yīng)于在圖4的搜索樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)?？刂齐妷涸俅伪槐容^器26確定為等于參考電壓，以及比特b2-b0被右移，并且b2被設(shè)置為0。寄存器27的內(nèi)容被標(biāo)識(shí)為0010，即搜索樹(shù)的頻段2。在步驟48，索引號(hào)再次從2減小到1?？刂齐妷涸陬l段2被確定為等于或大于Vref。因此，這個(gè)指示是頻段最可能處在頻段2以上。因此，寄存器27的內(nèi)容被右移，以及b1被設(shè)置為1，確定頻段3(寄存器27的內(nèi)容為0011)。
當(dāng)比特位置B3，B2，B1，和B0中的每個(gè)位置通過(guò)圖6的步驟42-49被移位時(shí)，SAR 27的結(jié)果的內(nèi)容標(biāo)識(shí)閉合感興趣頻率的頻段。一旦搜索樹(shù)被查完，就將建立相位鎖定條件。因此，可以看到，上述的快速找出感興趣頻段的系統(tǒng)依賴于從頻段范圍的中間值開(kāi)始搜索，確定VCO 12上的控制電壓相對(duì)于參考電壓之間的關(guān)系，以及根據(jù)比較結(jié)果選擇一個(gè)在先前的頻段以上的或以下的頻段。在比較次數(shù)n等于從SAR寄存器27輸出的比特?cái)?shù)目以后，圖4的搜索樹(shù)的最后一級(jí)將由SAR 27展現(xiàn)。比較器的輸出將改變找出感興趣頻段的方向。SAR27將標(biāo)識(shí)兩個(gè)可能的、閉合感興趣頻率的頻段，以及根據(jù)比較器26的、對(duì)于兩個(gè)頻段的每個(gè)頻段的相對(duì)狀態(tài)，在兩個(gè)頻段之間作出選擇。
本發(fā)明的以上的說(shuō)明顯示和描述了本發(fā)明。另外，本公開(kāi)內(nèi)容只顯示和描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，如上面提到的，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明能夠在各種不同的其它組合、修正方案和環(huán)境中使用，以及能夠在這里表示的本發(fā)明概念的范圍內(nèi)進(jìn)行改變或修正，與以上的教導(dǎo)和/或相關(guān)技術(shù)的技藝或知識(shí)相稱。以上描述的實(shí)施例還打算說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的已知的最好模式，以及使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在這樣的或其它的實(shí)施例中利用本發(fā)明，以及由本發(fā)明的特定的應(yīng)用或使用需要的各種修正方案。因此，本說(shuō)明并不打算局限于本發(fā)明在這里所公開(kāi)的形式。另外，打算把附屬權(quán)利要求認(rèn)作包括替換的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于頻率合成器鎖相環(huán)的自動(dòng)校正系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生在多個(gè)頻段中的信號(hào)的壓控振蕩器，它用來(lái)根據(jù)數(shù)字信號(hào)改變工作頻段，以及具有電壓調(diào)諧元件，用于根據(jù)控制電壓改變?cè)诿總€(gè)所述工作頻段內(nèi)的工作頻率；計(jì)數(shù)器，用于在選擇所述壓控振蕩器的頻段期間提供調(diào)諧控制數(shù)字信號(hào)，以便選擇每個(gè)所述頻段；參考電壓源，提供一個(gè)用于建立所述壓控振蕩器在它的調(diào)諧范圍的一端處的工作頻率的電壓；開(kāi)關(guān)電路，用于在用所述參考電壓進(jìn)行的所述壓控振蕩器的頻段改變運(yùn)行開(kāi)始時(shí)給所述壓控振蕩器的控制輸入端充電；時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器，用于提供時(shí)鐘信號(hào)給所述計(jì)數(shù)器，以便變址所述計(jì)數(shù)器，由此選擇用于所述壓控振蕩器的不同的工作頻段；以及比較器電路，被連接來(lái)傳感對(duì)于由所述計(jì)數(shù)器選擇的每個(gè)頻段在所述壓控振蕩器控制輸入端上的調(diào)諧電壓，所述比較器被連接來(lái)當(dāng)所述控制輸入從所述充電電平降低時(shí)，禁止所述計(jì)數(shù)器進(jìn)一步切換頻段。
2.按照權(quán)利要求1的自動(dòng)校正系統(tǒng)，其中所述計(jì)數(shù)器在每個(gè)校正時(shí)間間隔開(kāi)始時(shí)被復(fù)位，以便每次新的信號(hào)頻率要被所述合成器產(chǎn)生時(shí)選擇相同的頻段。
3.按照權(quán)利要求1的自動(dòng)校正系統(tǒng)，其中所述壓控振蕩器被加偏置到它的調(diào)諧范圍的高端。
4.按照權(quán)利要求2的自動(dòng)校正系統(tǒng)，其中所述開(kāi)關(guān)電路能夠在每次新的信號(hào)頻率要被所述合成器產(chǎn)生時(shí)把所述壓控振蕩器控制輸入充電到所述參考電壓。
5.按照權(quán)利要求1的自動(dòng)校正系統(tǒng)，其中所述控制輸入端包括電容，用于存儲(chǔ)從所述開(kāi)關(guān)電路加上的所述參考電壓。
6.一種用于選擇頻率合成器的工作頻段的自動(dòng)校正系統(tǒng)，包括壓控振蕩器，用于根據(jù)數(shù)字信號(hào)來(lái)產(chǎn)生用于所述合成器的輸出信號(hào)，以此來(lái)選擇多個(gè)頻段之一，以及具有電壓調(diào)諧元件，用于根據(jù)在控制電壓輸入端上接收的控制電壓來(lái)改變?cè)谒鲆粋€(gè)工作頻段內(nèi)的工作頻率；參考電壓源，提供一個(gè)用于建立所述壓控振蕩器在它的調(diào)諧范圍的一端處的工作頻率的電壓給所述調(diào)諧元件；開(kāi)關(guān)電路，用于在校正時(shí)間間隔開(kāi)始時(shí)把所述壓控振蕩器的控制電壓輸入充電到所述參考電壓；比較器，用于比較在所述壓控振蕩器輸入端上的所述電壓與所述參考電壓；以及計(jì)數(shù)器，用于在校正所述頻率合成器期間提供用來(lái)選擇每個(gè)所述頻段的調(diào)諧控制數(shù)字信號(hào)，所述計(jì)數(shù)器設(shè)置所述壓控振蕩器的開(kāi)始頻段，以及接連地切換到另一個(gè)工作頻段，直至所述比較器確定所述控制電壓處在表示所述合成器的鎖相環(huán)已達(dá)到與選擇頻率的頻率鎖定條件的、與所述參考電壓的預(yù)定的關(guān)系為止。
7.按照權(quán)利要求6的自動(dòng)校正系統(tǒng)，其中所述計(jì)數(shù)器把開(kāi)始的工作頻段設(shè)置為所述頻段的最低頻段。
8.一種用于自動(dòng)校正在鎖相環(huán)中運(yùn)行在多個(gè)離散的頻段的壓控振蕩器的方法，包括把所述壓控振蕩器上的控制電壓預(yù)先充電到參考電壓，它把所述壓控振蕩器放置在它的頻率范圍的一端；以離散步長(zhǎng)改變所述壓控振蕩器運(yùn)行頻率；監(jiān)視所述壓控振蕩器的控制電壓；以及當(dāng)所述控制電壓從所述參考值改變時(shí)禁止所述壓控振蕩器工作頻率的進(jìn)一步改變。
9.按照權(quán)利要求8的方法，還包括在每個(gè)校正時(shí)間間隔之前，預(yù)先對(duì)所述壓控振蕩器控制輸入端充電。
10.按照權(quán)利要求8的方法，還包括在每個(gè)校正時(shí)間間隔之前，把所述壓控振蕩器的工作頻段復(fù)位到預(yù)定的一個(gè)所述頻段。
11.按照權(quán)利要求8的方法，其中所述預(yù)先充電步驟把所述壓控振蕩器放置在它的頻率范圍的高頻率端，以及所述頻段改變從最低工作頻段開(kāi)始。
12.按照權(quán)利要求9的用于自動(dòng)校正的方法，其中當(dāng)所述控制電壓小于所述參考電壓時(shí)禁止工作頻率的所述進(jìn)一步改變。
13.按照權(quán)利要求8的用于自動(dòng)校正的方法，其中所述離散改變所述工作頻率的步驟包括產(chǎn)生具有持續(xù)時(shí)間的時(shí)鐘信號(hào)，它允許所述壓控振蕩器達(dá)到與參考信號(hào)的鎖定條件；以及計(jì)數(shù)所述時(shí)鐘信號(hào)，得出改變所述工作頻段的步驟，由此當(dāng)包含所述參考信號(hào)的所述頻段被選擇時(shí)，所述控制電壓建立對(duì)于所述鎖相環(huán)的鎖定條件。
14.按照權(quán)利要求8的用于自動(dòng)校正的方法，其中所述頻段沿著取決于在所述參考電壓與所述控制電壓之間的關(guān)系的方向步進(jìn)。
15.按照權(quán)利要求11的用于自動(dòng)校正的方法，還包括初始選擇一個(gè)處在最低工作頻段與最高工作頻率之間的工作頻段。
16.一種用于選擇頻率合成器的工作頻段的自動(dòng)校正系統(tǒng)，包括壓控振蕩器，用于產(chǎn)生用于所述合成器的輸出信號(hào)，具有多個(gè)固定調(diào)諧元件，它們根據(jù)數(shù)字信號(hào)被選擇地運(yùn)行，用來(lái)選擇多個(gè)工作頻段之一，以及電壓調(diào)諧元件，用于改變?cè)谒龅囊粋€(gè)工作頻段內(nèi)的工作頻率；參考電壓源，提供一個(gè)用于建立所述壓控振蕩器在它的調(diào)諧范圍的一端處的工作頻率的電壓；開(kāi)關(guān)電路，用于每次新的工作頻段被選擇用于所述壓控振蕩器時(shí)把所述壓控振蕩器的控制電壓輸入充電到所述參考電壓；比較器，用于比較在所述壓控振蕩器輸入端上的所述電壓與所述參考電壓；以及寄存器，用于在校正所述頻率合成器期間提供用來(lái)選擇每個(gè)所述頻段的調(diào)諧控制數(shù)字信號(hào)，所述寄存器設(shè)置所述壓控振蕩器的開(kāi)始的工作頻段，以及接連地增加與減小所述工作頻段，直至所述比較器確定所述合成器已達(dá)到與選擇頻率的頻率鎖定條件為止。
17.按照權(quán)利要求16的自動(dòng)校正系統(tǒng)，其中所述計(jì)數(shù)器被編程來(lái)選擇用于所述壓控振蕩器的初始工作頻段，處在所述壓控振蕩器的高頻段和低頻段之間，以及根據(jù)在搜索所述選擇地頻率信號(hào)時(shí)比較所述控制電壓與所述參考電壓的結(jié)果，把頻段接連地改變到較高的或較低的工作頻段。
18.按照權(quán)利要求17的自動(dòng)校正系統(tǒng)，其中所述計(jì)數(shù)器是逐位近似寄存器，它根據(jù)時(shí)鐘脈沖，從標(biāo)識(shí)所述初始工作頻段的初始的計(jì)數(shù)值向右移位它的內(nèi)容；以及根據(jù)所述控制電壓和所述參考電壓的比較結(jié)果改變它的最高位的值。
19.按照權(quán)利要求17的自動(dòng)校正系統(tǒng)，其中所述計(jì)數(shù)器選擇處在所述較低的和較高的工作頻段之間的中間值的頻段，以及根據(jù)所述控制電壓和所述參考工作頻段的比較結(jié)果選擇在所述中間頻段與所述較高的和較低的工作頻段之一之間的下一個(gè)頻段。
20.一種用于自動(dòng)校正在鎖相環(huán)中運(yùn)行在多個(gè)離散的頻段的壓控振蕩器的方法，包括把所述壓控振蕩器上的控制電壓預(yù)先充電到參考電壓，它把所述壓控振蕩器放置在它的頻率范圍的一端；通過(guò)比較控制電壓與參考電壓來(lái)監(jiān)視所述壓控振蕩器的控制電壓；根據(jù)控制電壓與所述參考電壓的比較結(jié)果，以離散步長(zhǎng)把所述壓控振蕩器工作頻率改變到較高的或較低的工作頻段；每次所述壓控振蕩器工作頻段改變時(shí)，把所述壓控振蕩器的控制電壓再充電到參考電壓；以及當(dāng)所述控制電壓從所述參考值改變時(shí)禁止所述壓控振蕩器工作頻率進(jìn)一步改變。
21.按照權(quán)利要求20的方法，其中所述改變所述壓控振蕩器的所述工作頻率，根據(jù)所述控制電壓和所述參考電壓之間的關(guān)系接連地選擇處在當(dāng)前調(diào)諧的頻段和最高的或最低的工作頻段之間的工作頻段。
22.按照權(quán)利要求21的方法，其中所述當(dāng)前調(diào)諧的工作頻段在校正時(shí)間間隔開(kāi)始時(shí)被初始地選擇為在最低與最高工作頻段之間的中間值。
23.一種用于自動(dòng)校正在鎖相環(huán)中運(yùn)行在多個(gè)離散的頻段的壓控振蕩器的方法，包括把所述壓控振蕩器上的控制電壓預(yù)先充電到參考電壓，它把所述壓控振蕩器放置在它的頻率范圍的一端；把所述壓控振蕩器的控制電壓與參考電壓進(jìn)行比較；根據(jù)控制電壓與所述參考電壓的比較結(jié)果，接連地改變所述壓控振蕩器工作頻率從當(dāng)前選擇頻段接連地改變到較高的或較低的工作頻段，在所述當(dāng)前調(diào)諧的頻段和較高的或較低的工作頻段之間的中間值；每次所述壓控振蕩器工作頻段改變時(shí)，把所述壓控振蕩器的控制電壓再充電到參考電壓；以及從頻段的所述接連的改變和所述控制電壓與所述預(yù)先設(shè)置的電壓的比較結(jié)果，確定包含導(dǎo)致所述鎖相環(huán)達(dá)到鎖定條件的信號(hào)的工作頻段。
24.一種用于自動(dòng)校正在鎖相環(huán)中運(yùn)行在多個(gè)離散的頻段的壓控振蕩器的方法，包括把所述壓控振蕩器上的控制電壓預(yù)先充電到參考電壓，它把所述壓控振蕩器放置在它的頻率范圍的一端；把代表對(duì)于所述壓控振蕩器的初始工作頻段的二進(jìn)制數(shù)存儲(chǔ)在逐位近似寄存器中；用所述逐位近似寄存器的內(nèi)容選擇工作頻段；把所述壓控振蕩器的控制電壓與參考電壓進(jìn)行比較；(a)如果所述參考電壓超過(guò)控制電壓，則把所述寄存器內(nèi)容右移，以及把所述移位的內(nèi)容的最高位設(shè)置為零；或(b)如果所述參考電壓小于控制電壓，則把所述寄存器內(nèi)容右移，以及把所述移位的內(nèi)容的最高位設(shè)置為1；每次所述寄存器內(nèi)容被移位時(shí)，把所述壓控振蕩器的控制電壓再充電到所述參考電壓；以及連續(xù)移位所述寄存器的內(nèi)容，以及按照在所述壓控振蕩器輸入端上的電壓的比較結(jié)果設(shè)置所述移位的內(nèi)容的最高位，以及再充電所述壓控振蕩器輸入端，直至所述寄存器移位N次為止，其中N是所述二進(jìn)制數(shù)的比特?cái)?shù)目，由此，所述寄存器內(nèi)容標(biāo)識(shí)對(duì)于達(dá)到相位鎖定條件的工作頻段。
全文摘要
用于頻率合成器鎖相環(huán)的自動(dòng)校正電路。自動(dòng)校正電路選擇用于VCO的鎖相環(huán)的頻段。每次實(shí)施頻率改變時(shí),壓控振蕩器被設(shè)置在它的頻率調(diào)諧極限之一,以及VCO工作頻段被數(shù)字地改變。當(dāng)VCO輸入端上的控制電壓從它的預(yù)先設(shè)置的值改變時(shí),禁止頻段選擇,以及允許VCO用鎖相環(huán)參考信號(hào)達(dá)到鎖定。在諸如蜂窩電話的、需要在幾微秒中實(shí)現(xiàn)頻率改變的應(yīng)用,電路提供信道頻率的快速選擇。
文檔編號(hào)H03L7/099GK1347198SQ01132639
公開(kāi)日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2001年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月6日
發(fā)明者A·布爾斯泰恩 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司