本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種頻率校準電路及其方法。

背景技術(shù)：
在無線通信領(lǐng)域，鎖相環(huán)頻率綜合器(PhaseLockLoop，PLL)是無線收發(fā)芯片中必不可少的一部分。鎖相環(huán)電路產(chǎn)生穩(wěn)定的，低相位噪聲的一定頻率的信號。在現(xiàn)代無線通信芯片中，由于無線通信協(xié)議的不斷增多，考慮成本和市場因素，支持多頻段，多模式的無線收發(fā)芯片成為主流。因此，鎖相環(huán)模塊需要支持多頻段的輸出。由于多個鎖相環(huán)勢必會帶來功耗、面積過大的問題，寬頻帶單個鎖相環(huán)電路成為了市場的主流。鎖相環(huán)電路中，壓控振蕩器(VoltageControlOscillator，VCO)是產(chǎn)生頻率的核心模塊，寬帶壓控振蕩器一直是射頻領(lǐng)域的研究熱點。起初的寬帶壓控振蕩器由電容變化范圍較大的變?nèi)莨軐崿F(xiàn)，但是在有限的壓控范圍內(nèi)，寬帶壓控振蕩器意味著較大的調(diào)頻增益(KVCO)，會導(dǎo)致環(huán)路相位噪聲的惡化?？紤]到無線通信對鎖相環(huán)的相位噪聲有著嚴格的要求，這種單一調(diào)諧線的寬帶壓控振蕩器很快被多調(diào)諧線壓控振蕩器所取代。多調(diào)諧線壓控振蕩器利用電容陣列實現(xiàn)頻率粗調(diào)、變?nèi)莨軐崿F(xiàn)頻率細調(diào)。細調(diào)過程由鎖相環(huán)環(huán)路實現(xiàn)，額外的粗調(diào)過程由自動頻率校準電路(AutoFrequencyCalibration，AFC)實現(xiàn)。因此相對于傳統(tǒng)鎖相環(huán)，現(xiàn)代鎖相環(huán)電路需要額外的頻率校準過程。當(dāng)需要使用快速鎖定鎖相環(huán)時，額外頻率校準過程所消耗的時間相當(dāng)可觀。因此，寬帶鎖相環(huán)技術(shù)需要高速高精度頻率校準技術(shù)來降低額外的鎖定時間，以實現(xiàn)快速鎖定的目的。最早的閉環(huán)校準計數(shù)由于其需要大量的閉環(huán)鎖定時間早已被淘汰，不再贅述。近些年的頻率校準技術(shù)主要基于參考頻率信號周期，以時間-電壓轉(zhuǎn)換電路(TimeVoltageConverter，TVC)或者計數(shù)為采樣手段，前者精度較高，但只適用整數(shù)分頻，后者速度精度的提高需要更高速的邏輯電路，優(yōu)化設(shè)計復(fù)雜。公開號為CN103312323A的專利，采用的對參考頻率信號和振蕩器輸出被環(huán)路中分頻器分頻得到的信號進行計數(shù)，即對環(huán)路中鑒頻鑒相器的兩個輸入信號進行計數(shù)，由于這兩個信號頻率相差較小以及參考頻率信號較低，故需要較長的時間才能分辨。公開號為CN103346790A的專利，采用對參考頻率信號和振蕩器輸出直接計數(shù)，由于振蕩器頻率較大，該方法較上一種方法速度和精度都有較大提升，但是受困于數(shù)字電路工作頻率和設(shè)計難度，高頻電路無法應(yīng)用，需要先對振蕩器輸出進行分頻，從而降低了精度和速度。因此，如何能快速、高精度得進行鎖相環(huán)的頻率校準是本領(lǐng)域的技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種頻率校準電路及其方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中頻率校準技術(shù)速度慢，精度低等問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種頻率校準電路，所述頻率校準電路至少包括：鑒頻鑒相器、濾波器、電壓設(shè)置電路、壓控振蕩器、÷N除法器、÷M除法器、采樣電路、第一計數(shù)器、第二計數(shù)器、比較電路、邏輯控制電路；所述鑒頻鑒相器連接于輸入的參考頻率信號和所述÷N除法器輸出的反饋頻率信號，用于得到所述參考頻率信號和所述反饋頻率信號之間的相位差；所述濾波器連接于所述鑒頻鑒相器，用于對所述鑒頻鑒相器的輸出信號進行濾波；所述電壓設(shè)置電路連接于所述濾波器，用于設(shè)定所述壓控振蕩器的控制電壓；所述壓控振蕩器連接于所述電壓設(shè)置電路，并受所述邏輯控制電路輸出的控制比特信號的控制，用于調(diào)節(jié)振蕩頻率；所述÷N除法器連接于所述壓控振蕩器，用于對所述壓控振蕩器的輸出信號進行分頻，并反饋至所述鑒頻鑒相器；所述÷M除法器連接于所述壓控振蕩器，用于對所述壓控振蕩器的輸出信號進行分頻，同時產(chǎn)生多個相位信號；所述采樣電路連接于所述÷M除法器，用于對所述÷M除法器輸出的除第一個相位信號外的其他相位信號進行采樣；所述第一計數(shù)器連接于所述參考頻率信號，用于對所述參考頻率信號進行計數(shù)；所述第二計數(shù)器連接于所述÷M除法器輸出的第一個相位信號，并對其進行計數(shù)；所述比較電路連接于所述壓控振蕩器的輸入端，用于判定所述壓控振蕩器的控制電壓是否在設(shè)定范圍內(nèi)，并輸出判定結(jié)果；所述邏輯控制電路連接于所述采樣電路、所述第一計數(shù)器、所述第二計數(shù)器及所述比較電路；根據(jù)所述采樣電路、所述第一計數(shù)器、所述第二計數(shù)器的輸出結(jié)果，得出總計數(shù)值，并與目標計數(shù)值比較得出差值，并將差值與最小差值進行比較，取較小差值作為下一輪比較的最小差值，根據(jù)所述差值利用二進制查找規(guī)則查找調(diào)諧線，并且輸出其對應(yīng)的壓控振蕩器的控制比特；同時根據(jù)所述比較電路的輸出結(jié)果控制所述電壓設(shè)置電路。優(yōu)選地，還包括電荷泵，所述電荷泵連接于所述鑒頻鑒相器與所述濾波器之間，用于提高增益。優(yōu)選地，所述電壓設(shè)置電路包括第一開關(guān)及第二開關(guān)，所述第一開關(guān)的一端連接所述濾波器的輸出端，另一端連接所述壓控振蕩器的輸入端；所述第二開關(guān)一端連接所述壓控振蕩器的輸入端，另一端連接第一設(shè)定電壓。優(yōu)選地，所述÷M除法器產(chǎn)生4個相位信號。更優(yōu)選地，所述采樣電路包括3個高速觸發(fā)器，所述高速觸發(fā)器的信號輸入端連接所述參考頻率信號，時鐘控制端分別連接各相位信號，輸出端連接至所述邏輯控制電路。優(yōu)選地，所述比較電路包括第一比較器、第二比較器及或門，所述第一比較器的正向輸入端與所述第二比較器的反向輸入端連接，并連接于所述電壓設(shè)置電路的輸出端，所述第一比較器的反向輸入端連接第一參考電壓，所述第二比較器的正向輸入端連接第二參考電壓，所述或門分別連接于所述第一比較器及所述第二比較器的輸出端，所述或門的輸出端連接至所述邏輯控制電路。優(yōu)選地，所述邏輯控制電路包括邏輯比較模塊，連接于所述邏輯比較模塊的最小誤差比較模塊及二進制查找模塊，以及連接于所述最小誤差比較模塊及所述二進制查找模塊的選擇模塊。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種頻率校準方法，所述頻率校準方法至少包括以下步驟：步驟一：基于所述電壓設(shè)置電路斷開鎖相環(huán)環(huán)路，并設(shè)置所述壓控振蕩器的控制電壓為第一設(shè)定電壓Vset；步驟二：基于所述÷M除法器分頻產(chǎn)生第一數(shù)量P個相位信號；基于所述采樣電路對所述參考頻率信號進行采樣；基于所述第一計數(shù)器對所述參考頻率信號fref計數(shù)至第二數(shù)量k；在所述第一計數(shù)器的計數(shù)周期內(nèi)基于所述第二計數(shù)器對第一相位信號進行計數(shù)，記為NC；記錄計數(shù)周期開始以及結(jié)束時的采樣值，并得到對應(yīng)的象限值，分別記為Rb和Rd；計算總計數(shù)值Ntotal＝NC×P+Rd-Rb；步驟三：將總計數(shù)值Ntotal與目標計數(shù)值PkN/M進行比較得出差值，并將差值與最小差值進行比較，所述最小差值的初值為目標計數(shù)值PkN/M，取較小差值作為下一輪比較的最小差值，其中N為÷N除法器的除率，M為÷M除法器的除率；根據(jù)所述差值得出當(dāng)前頻率的快慢，利用二進制查找規(guī)則找出下一個調(diào)諧線，并且輸出其對應(yīng)的壓控振蕩器的控制比特；返回步驟二，繼續(xù)查找調(diào)諧線，直到二進制查找完畢；步驟四：輸出最小差值記錄的最佳調(diào)諧線所對應(yīng)的壓控振蕩器的控制比特，基于所述電壓設(shè)置電路閉合鎖相環(huán)環(huán)路，恢復(fù)閉環(huán)狀態(tài)，經(jīng)過第一設(shè)定時間后，鎖相環(huán)環(huán)路穩(wěn)定，基于所述比較電路檢測所述壓控振蕩器的控制電壓，若所述壓控振蕩器的控制電壓超出設(shè)定范圍，則返回步驟一，重新校準；若所述壓控振蕩器的控制電壓在設(shè)定范圍內(nèi)，則完成校準。優(yōu)選地，步驟一中，所述第一設(shè)定電壓Vset為電源電壓幅值的一半。優(yōu)選地，步驟二中，所述采樣電路在各相位信號的上升沿對所述參考頻率信號進行采樣。優(yōu)選地，步驟三中，所述二進制查找規(guī)則為二分法。優(yōu)選地，步驟四中，所述第一設(shè)定時間通過所述第二計數(shù)器的計數(shù)完成。如上所述，本發(fā)明的頻率校準電路及其方法，具有以下有益效果：本發(fā)明提供了一種可以應(yīng)用于寬帶多模式無線通信收發(fā)機中寬帶鎖相環(huán)的頻率校準技術(shù)。本發(fā)明的實例應(yīng)用于寬帶多調(diào)諧線鎖相環(huán)中可以實現(xiàn)快速高精度的頻率校準。相對于已有的頻率校準技術(shù)，本發(fā)明可以在實現(xiàn)提高速度和精度的同時，降低數(shù)字電路的工作頻率的要求，從而簡化設(shè)計方法。本發(fā)明采用開環(huán)采樣，基于計數(shù)的方法進行改進，增加了四相位的采樣機制，從而在不提升計數(shù)頻率的情況下，大大提高了采樣精度，從而提升了頻率分辨率，降低了單次采樣所需要的計數(shù)時間。同時，本發(fā)明對壓控振蕩器的控制電壓進行采樣，對于失鎖的情況下自動重新校準，避免了工作過程中的失鎖。本發(fā)明中的振蕩器最佳調(diào)諧線的選擇算法采用了二進制查找規(guī)則，同時加入了最小誤差比較機制，避免了二進制查找規(guī)則最后一步的誤差，確保了所選擇調(diào)諧線的中心頻率最接近需要的頻率。附圖說明圖1顯示為本發(fā)明的頻率校準電路示意圖。圖2顯示為本發(fā)明中產(chǎn)生四個相位信號的÷2除法器示意圖。圖3顯示為本發(fā)明的邏輯控制電路示意圖。圖4顯示為本發(fā)明的頻率校準方法流程示意圖。圖5顯示為本發(fā)明的檢測采樣時序圖。圖6顯示為本發(fā)明的頻率校準方法的電壓及頻率變化示意圖。圖7顯示為本發(fā)明的頻率校準方法二進制查找的頻率校準過程示意圖。元件標號說明1頻率校準電路11鑒頻鑒相器12電荷泵13濾波器14電壓設(shè)置電路141第一開關(guān)142第二開關(guān)15壓控振蕩器16÷N除法器17÷M除法器171第一D鎖存器172第二D鎖存器18采樣電路181第一高速觸發(fā)器182第二高速觸發(fā)器183第三高速觸發(fā)器19第一計數(shù)器20第二計數(shù)器21比較電路211第一比較器212第二比較器213或門22邏輯控制電路221邏輯比較模塊222最小誤差比較模塊223二進制查找模塊224選擇模塊S1～S4步驟一～步驟四fref參考頻率信號Vset第一設(shè)定電壓Vtune壓控振蕩器的控制電壓Phase1第一相位信號Phase2第二相位信號Phase3第三相位信號Phase4第四相位信號Vref1第一參考信號Vref2第二參考信號Clk第一時鐘信號～Clk第二時鐘信號P第一數(shù)量k第二數(shù)量NC第三數(shù)量具體實施方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱圖1～圖7。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。如圖1所示，本發(fā)明提供一種頻率校準電路1，所述頻率校準電路1至少包括：鑒頻鑒相器11、濾波器13、電壓設(shè)置電路14、壓控振蕩器15、÷N除法器16、÷M除法器17、采樣電路18、第一計數(shù)器19、第二計數(shù)器20、比較電路21、邏輯控制電路22；如圖1所示，所述鑒頻鑒相器11連接于輸入的參考頻率信號fref和所述÷N除法器輸出的反饋頻率信號，用于得到所述參考頻率信號fref和所述反饋頻率信號之間的相位差。如圖1所示，所述頻率校準電路1還包括電荷泵12，所述電荷泵12連接于所述鑒頻鑒相器11與所述濾波器13之間，用于提高增益。如圖1所示，所述濾波器13連接于所述鑒頻鑒相器11，用于對所述鑒頻鑒相器11及所述電荷泵12的輸出信號進行濾波。如圖1所示，所述電壓設(shè)置電路14連接于所述濾波器13，用于設(shè)定所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune。如圖1所示，所述電壓設(shè)置電路14包括第一開關(guān)141及第二開關(guān)142，所述第一開關(guān)141的一端連接所述濾波器13的輸出端，另一端連接所述壓控振蕩器15的輸入端；所述第二開關(guān)142一端連接所述壓控振蕩器15的輸入端，另一端連接第一設(shè)定電壓Vset。通過不同開關(guān)的切換可對所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune進行設(shè)定。如圖1所示，所述壓控振蕩器15連接于所述電壓設(shè)置電路14，并受所述邏輯控制電路22輸出的控制比特信號控制，用于調(diào)節(jié)振蕩頻率，進而使所述反饋頻率信號無限接近于所述參考頻率信號fref。如圖1所示，所述÷N除法器16連接于所述壓控振蕩器15，用于對所述壓控振蕩器15的輸出信號進行分頻，并反饋至所述鑒頻鑒相器11進行進一步調(diào)整。如圖1所示，所述÷M除法器17連接于所述壓控振蕩器15，用于對所述壓控振蕩器15的輸出信號進行分頻，降低所述壓控振蕩器15的輸出頻率以滿足邏輯電路的工作時鐘要求，同時產(chǎn)生多個相位信號。所述÷M除法器17可產(chǎn)生第一數(shù)量P個相位信號，但是所述÷M除法器17的除率M與第一數(shù)量P不存在必然聯(lián)系，第一數(shù)量P個相位信號可由÷(P/2)除法器產(chǎn)生，所述÷M除法器17包括÷(P/2)除法器及其他除率的除法器以構(gòu)成除率為M的除法器。例如，當(dāng)除率M設(shè)定為16，第一數(shù)量P設(shè)定為2時，所述÷M除法器17可由一個÷8除法器和一個÷2除法器構(gòu)成。在本實施例中，所述第一數(shù)量P設(shè)定為4，所述÷M除法器17包括一個÷2除法器，產(chǎn)生4個相位信號。如圖2所示，所述÷2除法器由兩個D鎖存器構(gòu)成，第一D鎖存器171的正向輸出端接所述第二D鎖存器172的輸入端，并輸出第一相位信號Phase1；所述第一D鎖存器171的反向輸出端輸出第三相位信號Phase3；所述第二D鎖存器172的正向輸出端輸出第二相位信號Phase2；所述第二D鎖存器172的正向輸出端接所述第一D鎖存器171的輸入端，并輸出第四相位信號Phase4；所述第一D鎖存器171及所述第二D鎖存器172的正向控制端接入第一時鐘信號Clk，反向控制端接入第二時鐘信號～Clk，所述第二時鐘信號～Clk為所述第一時鐘信號Clk的反信號。如圖1所示，所述采樣電路18連接于所述÷M除法器17，用于對所述÷M除法器17輸出的除第一相位信號Phase1外的其他相位信號進行采樣。如圖1所示，在本實施例中，所述采樣電路18包括3個高速觸發(fā)器，所述高速觸發(fā)器的信號輸入端連接所述參考頻率信號fref，第一高速觸發(fā)器181的時鐘控制端連接所述第二相位信號Phase2；第二高速觸發(fā)器182的時鐘控制端連接所述第三相位信號Phase3；第三高速觸發(fā)器183的時鐘控制端連接所述第四相位信號Phase4。各高速觸發(fā)器的輸出端連接至所述邏輯控制電路22。本發(fā)明的頻率校準電路亦可推廣至8相位甚至16相位，從而實現(xiàn)速度和精度的成倍提高。8相位可由÷4除法器產(chǎn)生，高速觸發(fā)器的數(shù)量增加至7個；16相位可由÷8除法器產(chǎn)生，高速觸發(fā)器的數(shù)量增加至15個。如圖1所示，所述第一計數(shù)器19連接于所述參考頻率信號fref，用于對所述參考頻率信號fref進行計數(shù)。如圖1所示，所述第二計數(shù)器20連接于所述÷M除法器17輸出的第一相位信號Phase1，并對其進行計數(shù)。如圖1所示，所述比較電路21連接于所述壓控振蕩器15的輸入端，用于判定所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune是否在設(shè)定范圍內(nèi)，并輸出判定結(jié)果。如圖1所示，所述比較電路21包括第一比較器211、第二比較器212及或門213，所述第一比較器211的正向輸入端與所述第二比較器212的反向輸入端連接，并連接于所述電壓設(shè)置電路14的輸出端，所述第一比較器211的反向輸入端連接第一參考電壓，所述第二比較器212的正向輸入端連接第二參考電壓，所述或門213分別連接于所述第一比較器211及所述第二比較器212的輸出端，所述或門213的輸出端連接至所述邏輯控制電路22。所述第一參考電壓大于所述第二參考電壓，若所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune超出設(shè)定范圍(大于所述第一參考電壓或小于所述第二參考電壓)，所述比較電路21發(fā)出信號控制所述頻率校準電路1重新進行校準；若所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune在設(shè)定范圍內(nèi)，校準過程完成。如圖1所示，所述邏輯控制電路22連接于所述采樣電路18、所述第一計數(shù)器19、所述第二計數(shù)器20及所述比較電路21，根據(jù)所述采樣電路18、所述第一計數(shù)器19、所述第二計數(shù)器20及所述比較電路21的輸出結(jié)果輸出所述電壓設(shè)置電路14的控制信號及所述壓控振蕩器15的控制比特信號，對所述壓控振蕩器15進行粗調(diào)。如圖3所示，在本實施例中，所述邏輯控制電路22至少包括邏輯比較模塊221、最小誤差比較模塊222、二進制查找模塊223及選擇模塊224。所述邏輯比較模塊221將比較得出的差值輸出給所述最小誤差比較模塊222及所述二進制查找模塊223；所述最小誤差比較模塊222將所述邏輯比較模塊221輸出的差值與當(dāng)前最小差值進行比較不斷更新最小差值；所述二進制查找模塊223根據(jù)所述邏輯比較模塊221輸出的差值查找所述壓控振蕩器15的控制比特信號。在二進制比較過程中，所述選擇模塊224輸出所述二進制查找模塊223中記錄的所述壓控振蕩器15的控制比特信號。當(dāng)所有二進制比較完成時，所述選擇模塊224輸出所述最小誤差比較模塊222中記錄的所述壓控振蕩器15的控制比特信號。如圖4所示，本發(fā)明提供一種頻率校準方法，所述頻率校準方法至少包括以下步驟：步驟一S1：基于所述電壓設(shè)置電路14斷開鎖相環(huán)環(huán)路，并將所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune為第一設(shè)定電壓Vset。如圖1所示，利用所述邏輯控制電路22控制所述電壓設(shè)置電路14中的所述第一開關(guān)141斷開、所述第二開關(guān)142閉合，所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune連接至所述第一設(shè)定電壓Vset，在本實施例中，所述第一設(shè)定電壓Vset為電源電壓幅值的一半，即使所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune設(shè)定為VDD/2。步驟二S2：基于所述÷M除法器17分頻產(chǎn)生第一數(shù)量P個相位信號；基于所述采樣電路18對所述參考頻率信號fref進行采樣；基于所述第一計數(shù)器19對所述參考頻率信號fref計數(shù)至第二數(shù)量k；在所述第一計數(shù)器19的計數(shù)周期內(nèi)基于所述第二計數(shù)器20對第一相位信號Phase1進行計數(shù)，記為第三數(shù)量NC；記錄計數(shù)周期開始以及結(jié)束時的采樣值，并得到對應(yīng)的象限值，分別記為Rb和Rd；計算總計數(shù)值Ntotal＝NC×P+Rd-Rb。對于速度和精度的不同要求，可對第一數(shù)量P做不同的設(shè)定，第一數(shù)量P越大，速度越快、精度越高。如圖1所示，本實施例中，所述第一數(shù)量P設(shè)定為4，即產(chǎn)生4個相位信號。如圖1所示，所述第一相位信號Phase1連接至所述第二計數(shù)器20，由所述第二計數(shù)器20對其進行計數(shù)；所述第二相位信號Phase2、所述第三相位信號Phase3及所述第四相位信號Phase4連接至所述采樣電路18，分別連接至所述采樣電路18中的3個高速觸發(fā)器的時鐘控制端，所述采樣電路18中的3個高速觸發(fā)器的輸入端接所述參考頻率信號fref，分別在所述第二相位信號Phase2、所述第三相位信號Phase3及所述第四相位信號Phase4的上升沿對所述參考頻率信號fref進行采樣。如圖5所示，在本實施例中，單次計數(shù)時間為kTref，其中第二數(shù)量k為設(shè)定的所述第一計數(shù)器19的計數(shù)值，Tref為參考頻率信號fref的周期。如圖5所示，在單次計數(shù)時間kTref內(nèi)，所述第二計數(shù)器20對所述第一相位信號Phase1從1開始計數(shù)至NC。如圖5所示，所述第二相位信號Phase2、所述第三相位信號Phase3及所述第四相位信號Phase4對參考頻率信號fref進行采樣，在單次計數(shù)時間kTref內(nèi)，記錄開始和結(jié)束時的采樣值，并確定開始和結(jié)束時參考頻率信號fref上升沿所在的所述第一相位信號Phase1的象限，分別記為Rb和Rd，并計算總計數(shù)值Ntotal＝NC×P+Rd-Rb。如圖5所示，在本實施例中，開始時的采樣值為011，其對應(yīng)的上升沿在象限②，記Rb＝2；結(jié)束時的采樣值為000，其對應(yīng)的上升沿在象限④，記Rd＝4。在單次計數(shù)時間kTref內(nèi)，總的計數(shù)周期包括中間1至Nc的計數(shù)周期內(nèi)的4倍計數(shù)值以及開始階段的所述第三相位信號Phase3和所述第四相位信號Phase4的上升沿計數(shù)，即Ntotal＝NC×P+Rd-Rb＝NC×4+4-2＝NC×4+2。各采樣值、象限值均為具體量測值；同樣，所述第一數(shù)量P也可根據(jù)實際電路要求進行設(shè)定，并不僅限于本實施例中所列舉的數(shù)據(jù)。在本實施例中，不增加高速計數(shù)器，僅僅增加3個觸發(fā)器，就將計數(shù)速度提高了4倍；還可以得出精度為Δf＝M/4k×fref，而以往的傳統(tǒng)計數(shù)結(jié)構(gòu)的精度為Δf＝M/k×fref，本發(fā)明的精度提高了4倍。當(dāng)高速觸發(fā)器允許以及鎖相環(huán)輸出頻率比較高的情況下，本發(fā)明可以利用÷4除法器產(chǎn)生8相位信號，甚至÷8除法器產(chǎn)生16相位信號，即可實現(xiàn)8倍，16倍的精度及速度。步驟三S3：基于所述邏輯控制電路22，將總計數(shù)值Ntotal與目標計數(shù)值PkN/M進行比較得出差值，并將差值與最小差值進行比較，所述最小差值的初值為目標計數(shù)值PkN/M，取較小差值作為下一輪比較的最小差值，其中N為÷N除法器的除率，M為÷M除法器的除率；根據(jù)所述差值得出當(dāng)前頻率的快慢，利用二進制查找規(guī)則找出下一個調(diào)諧線，并且輸出其對應(yīng)的壓控振蕩器的控制比特；返回步驟二，繼續(xù)查找調(diào)諧線，直到二進制查找完畢。所述調(diào)諧線具有對應(yīng)的壓控振蕩器的控制比特，可對所述壓控振蕩器15內(nèi)電容陣列進行控制以實現(xiàn)對所述壓控振蕩器15的輸出頻率的粗調(diào)。將所述調(diào)諧線對應(yīng)的壓控振蕩器的控制比特按二進制大小順序排列，若所述總計數(shù)值Ntotal小于目標計數(shù)值PkN/M，說明當(dāng)前頻率過慢，則按二進制查找規(guī)則(即二分法)，將查找范圍縮小至控制比特的前半部分，反之查找范圍縮小至控制比特的后半部分，并將查找到的控制比特輸出。返回步驟二S2，進行下一組調(diào)諧線的查找，按照二進制查找規(guī)律，不斷縮小查找范圍，直至找到最后一個調(diào)諧線，此時最小差值記錄的調(diào)諧線為最佳調(diào)諧線，將其對應(yīng)的控制比特輸出。步驟四S4：輸出最小差值記錄的最佳調(diào)諧線所對應(yīng)的壓控振蕩器的控制比特，基于所述電壓設(shè)置電路14閉合鎖相環(huán)環(huán)路，恢復(fù)閉環(huán)狀態(tài)，經(jīng)過第一設(shè)定時間后，鎖相環(huán)環(huán)路穩(wěn)定，基于所述比較電路21檢測所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune，若所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune超出設(shè)定范圍，則返回步驟一，重新校準；若所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune在設(shè)定范圍內(nèi)，則完成校準。如圖1所示，利用所述邏輯控制電路22控制所述電壓設(shè)置電路14中的所述第一開關(guān)141閉合、所述第二開關(guān)142斷開，使所述鎖相環(huán)環(huán)路閉合，進入工作狀態(tài)，鎖相環(huán)環(huán)路進行相位調(diào)節(jié)。經(jīng)過第一設(shè)定時間后，鎖相環(huán)環(huán)路穩(wěn)定，相位鎖定，所述第一設(shè)定時間由所述第二計數(shù)器20計數(shù)實現(xiàn)，可根據(jù)具體電路的相應(yīng)時間進行設(shè)定。當(dāng)所述第二計數(shù)器20計數(shù)至所述第一設(shè)定時間后，所述比較電路21對所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune進行檢測，若所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune超出設(shè)定范圍，在本實施例中，所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune大于所述第一參考電壓Vref1或小于所述第二參考電壓Vref2，則返回步驟一S1，重新校準。若所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune在設(shè)定范圍內(nèi)，在本實施例中，所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune大于所述第二參考電壓Vref2并小于所述第一參考電壓Vref1，則完成校準。圖6為本發(fā)明的頻率校準方法的電壓及頻率變化，圖7為二進制查找的頻率校準過程。本發(fā)明在使用65nm工藝模型，利用CandenceAMS仿真工具進行仿真驗證，使用VerilogA模型對鎖相環(huán)部分進行建模，構(gòu)建9.75GHz～11.5GHz的壓控電感電容式振蕩器作為所述壓控振蕩器15，帶有6比特控制的電容陣列，參考頻率25MHz。首先對高頻的所述壓控振蕩器信號進行16分頻(M＝16)，產(chǎn)生4相位信號。單次計數(shù)時間kTref為12倍參考頻率周期(k＝12)，設(shè)定目標頻率為10.6GHz。如圖6所示，所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune剛開始設(shè)定在650mV(電源電壓的一半)，所述頻率校準電路根據(jù)二進制查找方法對所述壓控振蕩器15的調(diào)諧線進行查找，如圖7所示，6比特二進制查找需要進行6次，首次查找到的控制比特為100000，此時壓控振蕩器15的輸出頻率為10.67GHz；第二次查找到的控制比特為010000，輸出頻率為9.931GHz；第三次查找到的控制比特為011000，輸出頻率為10.3GHz；第四次查找到的控制比特為011100，輸出頻率為10.49GHz；第五次查找到的控制比特為011110，輸出頻率為10.58GHz；最后一次查找到的控制比特為011111，輸出頻率為10.63GHz；由于最小誤差比較算法的存在，環(huán)路并未選擇最后一次二進制查找得到的011111，而是選擇了誤差更小的011110，上述頻率查找過程用時3.4μs。而后鎖相環(huán)進入工作狀態(tài)，鎖相環(huán)鎖定后，所述壓控振蕩器的控制電壓Vtune穩(wěn)定在822.8mV；所述壓控振蕩器15的輸出頻率穩(wěn)定在10.6GHz，與目標頻率一致。由上述本發(fā)明的論證，可以得到頻率精度為Δf＝M/4k×fref＝16/48×25MHz≈8.3MHz。由此可知，利用本發(fā)明的頻率校準電路及方法，對于上述高頻鎖相環(huán)模型，實現(xiàn)了高精度高速頻率校準。本發(fā)明的頻率校準電路利用采樣電路采樣壓控振蕩器的控制電壓，以判斷是否失鎖；÷N除法器對壓控振蕩器輸出信號進行分頻，降低壓控振蕩器的頻率以滿足邏輯電路的工作時鐘要求，同時產(chǎn)生四相位信號；計數(shù)器對分頻后的信號進行計數(shù)，以及對參考頻率信號進行計數(shù)；邏輯控制電路根據(jù)計數(shù)器的值進行比較，以確定頻率快慢；根據(jù)邏輯比較的結(jié)果進行二進制尋線；最小誤差比較器對二進制查找的結(jié)果進行比較，選擇頻率誤差最小的調(diào)諧線。本發(fā)明首先利用采樣電路，以四相位信號中的后三個信號為時鐘，對參考頻率信號進行采樣；同時，對參考頻率信號和第一個相位信號進行計數(shù)，當(dāng)參考頻率信號計數(shù)值達到第二數(shù)量k時，讀取另一個計數(shù)器的值以及三個相位采樣的值，根據(jù)這些值進行運算，得到最終總計數(shù)值，然后與需要的頻率對應(yīng)的計數(shù)值比較，從而得出當(dāng)前頻率的快慢，接著根據(jù)二進制查找的流程，選擇下一個調(diào)諧線，重復(fù)上面的過程，直到二進制查找結(jié)束。同時，在每次二進制查找結(jié)束時，都會比較得出最小誤差對應(yīng)的頻率，最終輸出最小誤差對應(yīng)的調(diào)諧線。本發(fā)明提供了一種可以應(yīng)用于寬帶多模式無線通信收發(fā)機中寬帶鎖相環(huán)的頻率校準技術(shù)。本發(fā)明的實例應(yīng)用于寬帶多調(diào)諧線鎖相環(huán)中可以實現(xiàn)快速高精度的頻率校準。相對于已有的頻率校準技術(shù)，本發(fā)明可以在實現(xiàn)提高速度和精度的同時，降低數(shù)字電路的工作頻率的要求，從而簡化設(shè)計方法。本發(fā)明采用開環(huán)采樣，基于計數(shù)的方法進行改進，增加了四相位的采樣機制，從而在不提升計數(shù)頻率的情況下，大大提高了采樣精度，從而提升了頻率分辨率，降低了單次采樣所需要的計數(shù)時間。同時，本發(fā)明對壓控振蕩器的控制電壓進行采樣，對于失鎖的情況下自動重新校準，避免了工作過程中的失鎖。本發(fā)明中的振蕩器最佳調(diào)諧線的選擇算法采用了二進制查找規(guī)則，同時加入了最小誤差比較機制，避免了二進制查找規(guī)則最后一步的誤差，確保了所選擇調(diào)諧線的中心頻率最接近需要的頻率。本發(fā)明比中國專利公開號為CN103346790A的專利在相同的鎖相環(huán)應(yīng)用中，可以提高精度4倍，在保持精度相同的情況下，則速度可以提高4倍，突破了原有技術(shù)受困于電路工作頻率的限制，利用簡單的3個高速觸發(fā)器實現(xiàn)速度和精度上的突破。同時，隨著集成電路工藝的不斷縮小，觸發(fā)器速度不斷提高，本發(fā)明亦可非常方便的推廣至8相位甚至16相位，從而實現(xiàn)速度和進度的成倍提高，與4相位不同的是僅僅增加觸發(fā)器的個數(shù)，對于算法的改動較小。同時本發(fā)明中，除了÷N除法器，觸發(fā)器需要手動優(yōu)化外，其余模塊工作頻率不高，均為Verilog代碼編寫，可移植性較高。綜上所述，本發(fā)明的頻率校準電路包括鑒頻鑒相器、濾波器、電壓設(shè)置電路、壓控振蕩器、÷N除法器、÷M除法器、采樣電路、第一計數(shù)器、第二計數(shù)器、比較電路、邏輯控制電路。所述鑒頻鑒相器、濾波器、電壓設(shè)置電路、壓控振蕩器、÷N除法器構(gòu)成鎖相環(huán)環(huán)路。所述÷M除法器對所述壓控振蕩器的輸出信號進行分頻，并產(chǎn)生多個相位信號。所述采樣電路對所述÷M除法器輸出的除第一個相位信號外的其他相位信號進行采樣。所述第一計數(shù)器對所述參考頻率信號的上升沿進行計數(shù)。所述第二計數(shù)器對所述÷M除法器輸出的第一相位信號上升沿進行計數(shù)。所述邏輯控制電路根據(jù)所述采樣電路、所述第一計數(shù)器、所述第二計數(shù)器及所述比較電路的輸出結(jié)果輸出所述電壓設(shè)置電路的控制信號及所述壓控振蕩器的控制比特信號，對所述壓控振蕩器進行粗調(diào)。所述比較電路用于判定所述壓控振蕩器的控制電壓是否在設(shè)定范圍內(nèi)，并輸出判定結(jié)果。本發(fā)明首先利用采樣電路，以四相位信號中的后三個信號為時鐘，對參考頻率信號進行采樣；同時，對參考頻率信號和第一相位信號進行計數(shù)，當(dāng)參考頻率信號計數(shù)值達到第二數(shù)量k時，讀取另一個計數(shù)器的值以及三個相位采樣的值，根據(jù)這些值進行運算，得到最終總計數(shù)值，然后與需要的頻率對應(yīng)的計數(shù)值比較，從而得出當(dāng)前頻率的快慢，接著根據(jù)二進制查找的流程，選擇下一個調(diào)諧線，重復(fù)上面的過程，直到二進制查找結(jié)束。同時，在每次二進制查找結(jié)束時，都會比較得出最小誤差對應(yīng)的頻率，最終輸出最小誤差對應(yīng)的調(diào)諧線。本發(fā)明提供了一種可以應(yīng)用于寬帶多模式無線通信收發(fā)機中寬帶鎖相環(huán)的頻率校準技術(shù)。本發(fā)明的實例應(yīng)用于寬帶多調(diào)諧線鎖相環(huán)中可以實現(xiàn)快速高精度的頻率校準。相對于已有的頻率校準技術(shù)，本發(fā)明可以在實現(xiàn)提高速度和精度的同時，降低數(shù)字電路的工作頻率的要求，從而簡化設(shè)計方法。本發(fā)明采用開環(huán)采樣，基于計數(shù)的方法進行改進，增加了四相位的采樣機制，從而在不提升計數(shù)頻率的情況下，大大提高了采樣精度，從而提升了頻率分辨率，降低了單次采樣所需要的計數(shù)時間。同時，本發(fā)明對壓控振蕩器的控制電壓進行采樣，對于失鎖的情況下自動重新校準，避免了工作過程中的失鎖。本發(fā)明中的振蕩器最佳調(diào)諧線的選擇算法采用了二進制查找規(guī)則，同時加入了最小誤差比較機制，避免了二進制查找規(guī)則最后一步的誤差，確保了所選擇調(diào)諧線的中心頻率最接近需要的頻率。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。