本發(fā)明涉及一種適用于鎖相環(huán)電路中以快速確定適于鎖相環(huán)鎖定的子頻帶的自動(dòng)頻率控制的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

在pll電路中，為了抑制vco內(nèi)部產(chǎn)生的相位噪聲，在設(shè)計(jì)時(shí)要減小vco的增益kvco，這與射頻系統(tǒng)要求的寬頻率覆蓋范圍相矛盾。解決辦法是增加vco的數(shù)量，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)為了節(jié)省芯片面積和復(fù)雜度，通常是增加vco子頻帶（sub-band）的數(shù)量。pll工作時(shí)要先選定vco子頻帶（粗調(diào)），然后才進(jìn)入鎖定捕獲過(guò)程（細(xì)調(diào)）。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)粗調(diào)vco子頻帶，自動(dòng)頻率控制（afc）應(yīng)運(yùn)而生。廣義的看，afc除了是一個(gè)輔助vco使其正常工作的模塊外，也監(jiān)測(cè)pll是否處于最合適狀態(tài)，并起到實(shí)時(shí)調(diào)整的作用。成熟pll中afc同vco/cp等其他模塊一樣是必不可少的，afc設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到pll甚至是整個(gè)射頻系統(tǒng)的性能。

afc要解決pll綜合頻率時(shí)的以下三個(gè)問(wèn)題：

1、目標(biāo)本振頻率有可能被多個(gè)vco子帶覆蓋。以cppll為例，目標(biāo)頻率對(duì)應(yīng)著vco的控制電壓，這個(gè)電壓由cp輸出并經(jīng)lf濾波。有一個(gè)使cp各項(xiàng)指標(biāo)正常的輸出電壓最優(yōu)區(qū)間，一般是在vdd/2上下。在這個(gè)電壓區(qū)間之外，cp可能會(huì)失去功能，也可能會(huì)性能不佳。因此afc必須選出最合適的vco子頻帶，使得此時(shí)的cp輸出電壓最佳；

2、目標(biāo)本振頻率跳變時(shí)，afc要控制vco子頻帶快速而準(zhǔn)確地變化。例如，在藍(lán)牙通訊應(yīng)用里，跳頻數(shù)是1600次/秒，即大約600微秒左右要改變一次本振頻率，這種情況下afc的調(diào)整時(shí)間要遠(yuǎn)小于600微秒，pll鎖定到新頻率后系統(tǒng)才能正常收發(fā)信號(hào)；

3、溫度、電源電壓等外界環(huán)境因素變化時(shí)，pll可能會(huì)因vco子帶頻率變化而失鎖，afc要選取合適的vco子帶以抵消這種變化。這種監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)機(jī)制應(yīng)該是實(shí)時(shí)而且自動(dòng)的，但在調(diào)整的響應(yīng)速度上可以稍慢。

然而，當(dāng)前并沒(méi)有能夠很好地解決上述三個(gè)問(wèn)題的自動(dòng)頻率控制的實(shí)現(xiàn)方法出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠快速準(zhǔn)確地找到最佳子頻帶，且能夠適應(yīng)外界變化而進(jìn)行調(diào)整的鎖相環(huán)電路中自動(dòng)頻率控制的實(shí)現(xiàn)方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種鎖相環(huán)電路中自動(dòng)頻率控制的實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用于鎖相環(huán)電路中以使其自動(dòng)選擇vco子頻帶并鎖定到所需頻率，所述鎖相環(huán)電路中自動(dòng)頻率控制的實(shí)現(xiàn)方法包括尋找最佳vco子頻帶和在找到最佳vco子頻帶后鎖定頻率，所述尋找最佳vco子頻帶采用高速同步計(jì)數(shù)器和afc算法控制器實(shí)現(xiàn)；所述高速同步計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)包括所述鎖相環(huán)電路中的n比特壓控振蕩器輸出的目標(biāo)信號(hào)，所述高速同步計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)為在所述鎖相環(huán)電路的若干個(gè)實(shí)際輸入信號(hào)周期內(nèi)對(duì)所述目標(biāo)信號(hào)的周期進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)信號(hào)；所述afc算法控制器的輸入信號(hào)包括所述鎖相環(huán)電路的實(shí)際輸入信號(hào)、所述鎖相環(huán)電路的分頻比、所述計(jì)數(shù)信號(hào)，所述afc算法控制器的輸出信號(hào)為控制所述n比特壓控振蕩器調(diào)整vco子頻帶的比特子帶控制信號(hào)；

尋找最佳vco子頻帶通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一：所述鎖相環(huán)電路未鎖定，所述鎖相環(huán)電路的實(shí)際輸入信號(hào)輸入所述afc算法控制器，所述鎖相環(huán)電路中的n比特壓控振蕩器輸出的目標(biāo)信號(hào)輸入給所述高速同步計(jì)數(shù)器；

步驟二：所述afc算法控制器逐次搜索所述n比特壓控振蕩器的各比特子頻帶；在搜索每一比特所述子頻帶時(shí)，在所述鎖相環(huán)電路的實(shí)際輸入信號(hào)的若干個(gè)周期時(shí)間內(nèi)，所述高速同步計(jì)數(shù)器對(duì)所述目標(biāo)信號(hào)的周期進(jìn)行計(jì)數(shù)而獲得計(jì)數(shù)結(jié)果，并將含有該比特所述計(jì)數(shù)結(jié)果的計(jì)數(shù)信號(hào)輸出給所述afc算法控制器，所述afc算法控制器計(jì)算獲得所述計(jì)數(shù)結(jié)果與所述鎖相環(huán)電路的分頻比之差，作為該比特所述子頻帶的特征差值；逐次搜索全部n比特所述子頻帶后，所述afc算法控制器找到所述特征差值最小的所述子頻帶作為所述最佳vco子頻帶；

所述鎖相環(huán)電路中自動(dòng)頻率控制的實(shí)現(xiàn)方法還包括在鎖定頻率后針對(duì)失鎖的重新鎖定以及在改變所述分頻比時(shí)的重新鎖定；

當(dāng)所述鎖相環(huán)電路鎖定頻率后，若出現(xiàn)鎖相環(huán)失鎖，則采用所述針對(duì)失鎖的重新鎖定，所述afc算法控制器在設(shè)定范圍內(nèi)微調(diào)所述子頻帶，嘗試使所述鎖相環(huán)電路鎖定，若嘗試不成功，則返回所述步驟一而重新尋找最佳vco子頻帶；

若改變所述分頻比，則采用在改變所述分頻比時(shí)的重新鎖定，直接返回所述步驟一而重新尋找最佳vco子頻帶。

所述步驟二中，在搜索每一比特所述子頻帶時(shí)，在所述鎖相環(huán)電路的實(shí)際輸入信號(hào)的一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)，所述高速同步計(jì)數(shù)器采用所述目標(biāo)信號(hào)的上升沿和下降沿分別進(jìn)行計(jì)數(shù)，并獲得兩組所述計(jì)數(shù)結(jié)果，兩組所述計(jì)數(shù)結(jié)果均輸出給所述afc算法控制器，所述afc算法控制器自動(dòng)選擇其中一組計(jì)數(shù)結(jié)果用作后續(xù)計(jì)算。

優(yōu)選的，所述高速同步計(jì)數(shù)器向所述afc算法控制器輸出兩組所述計(jì)數(shù)結(jié)果的同時(shí)，還向所述afc算法控制器輸出指示所述afc算法控制器的參考時(shí)鐘上升沿出現(xiàn)在所述目標(biāo)信號(hào)的上升沿之后或下降沿之后的相位指示信號(hào)，所述afc算法控制器根據(jù)所述相位指示信號(hào)自動(dòng)選擇其中一組計(jì)數(shù)結(jié)果用作后續(xù)計(jì)算。

所述步驟二中，對(duì)每一比特所述子頻帶的搜索時(shí)間加權(quán)，任一比特所述子頻帶的時(shí)間權(quán)重大于或等于相對(duì)其高比特的各個(gè)所述子頻帶的時(shí)間權(quán)重。

所述步驟二中，在搜索所述子頻帶時(shí)，所述afc算法控制器記錄已搜索的且出現(xiàn)最小特征差值的所述子頻帶，并在搜索出現(xiàn)相對(duì)于當(dāng)前記錄的最小特征差值更小的特征差值時(shí)，替換所記錄的出現(xiàn)最小特征差值的所述子頻帶。

優(yōu)選的，所述鎖相環(huán)電路的環(huán)路濾波器產(chǎn)生所述n比特壓控振蕩器所需的實(shí)際控制電壓信號(hào)，所述afc算法控制器向所述環(huán)路濾波器提供一個(gè)模擬正常鎖定狀態(tài)下所述實(shí)際控制電壓信號(hào)的電壓控制字信號(hào)，所述環(huán)路濾波器向所述afc算法控制器提供其實(shí)際控制電壓信號(hào)的監(jiān)測(cè)信號(hào)。

優(yōu)選的，所述高速同步計(jì)數(shù)器采用多級(jí)流水線方式工作的計(jì)數(shù)器，所述高速同步計(jì)數(shù)器所能計(jì)數(shù)的最高輸入頻率大于所述n比特壓控振蕩器輸出的目標(biāo)信號(hào)的頻率。

優(yōu)選的，在鎖定頻率過(guò)程中，所述afc算法控制器進(jìn)入鎖定判斷狀態(tài)，當(dāng)所述afc算法控制器判斷所述鎖相環(huán)鎖定后，即關(guān)閉所述高速同步計(jì)數(shù)器和所述afc算法控制器。

優(yōu)選的，通過(guò)afc外部監(jiān)測(cè)電路監(jiān)測(cè)所述鎖相環(huán)電路的狀態(tài)，所述afc外部監(jiān)測(cè)電路與所述afc算法控制器相連接，當(dāng)所述afc算法控制器關(guān)閉時(shí)，所述afc外部監(jiān)測(cè)電路能夠喚醒所述afc算法控制器。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明能夠快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)搜索子頻帶，以完成頻率鎖定，且能夠在失鎖或改變分頻比時(shí)重新進(jìn)行鎖定，可廣泛應(yīng)用于各種需要快速鎖定子頻帶的鎖相環(huán)電路中。

附圖說(shuō)明

附圖1為包含自動(dòng)頻率控制模塊的鎖相環(huán)電路的原理框圖。

附圖2為自動(dòng)頻率調(diào)整模塊的工作流程圖。

附圖3為高速同步計(jì)數(shù)器的原理框圖。

附圖4為自動(dòng)頻率調(diào)整模塊的時(shí)鐘自動(dòng)關(guān)閉和開(kāi)啟電路的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例一：參見(jiàn)附圖1所示，鎖相環(huán)電路包括鑒頻鑒相器（pfd/cp）、環(huán)路濾波器（lf）、n比特壓控振蕩器（n-bitvco）、分頻器（div）以及自動(dòng)頻率控制模塊（afc），其中鑒頻鑒相器的輸入端為鎖相環(huán)電路的輸入端，輸入實(shí)際輸入信號(hào)fref，鑒頻鑒相器的輸出端與環(huán)路濾波器的輸入端相連接，環(huán)路濾波器的輸出端輸出n比特壓控振蕩器所需的實(shí)際控制電壓信號(hào)vtune并連接至n比特壓控振蕩器的輸入端，n比特壓控振蕩器的輸出端為鎖相環(huán)電路的輸出端而輸出目標(biāo)信號(hào)fvco，n比特壓控振蕩器的輸出端還經(jīng)過(guò)反饋回路連接至鑒頻鑒相器的另一輸入端，輸入有分頻比ndiv的分頻器設(shè)置在反饋回路上，從而將目標(biāo)信號(hào)fvco分頻后的信號(hào)fdiv輸入給鑒頻鑒相器。自動(dòng)頻率控制模塊分別與鑒頻鑒相器、環(huán)路濾波器、n比特壓控振蕩器相連接，同時(shí)也輸入有分頻比ndiv。

上述鎖相環(huán)電路中應(yīng)用的以實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)選擇vco子頻帶并鎖定到所需頻率的自動(dòng)頻率控制的實(shí)現(xiàn)方法，主要包括尋找最佳vco子頻帶和在找到最佳vco子頻帶后鎖定頻率，如附圖2所示。

一、尋找最佳vco子頻帶

自動(dòng)頻率控制模塊包括高速同步計(jì)數(shù)器和afc算法控制器兩部分，它具有查找狀態(tài)和監(jiān)測(cè)狀態(tài)兩種工作方式。尋找最佳vco子頻帶即通過(guò)高速同步計(jì)數(shù)器和afc算法控制器并在查找狀態(tài)下而實(shí)現(xiàn)。

自動(dòng)頻率控制模塊具有四個(gè)輸入信號(hào)，分別為鎖相環(huán)電路的實(shí)際輸入信號(hào)fref、鎖相環(huán)電路的分頻比ndiv、鎖相環(huán)電路中的n比特壓控振蕩器輸出的目標(biāo)信號(hào)fvco和環(huán)路濾波器提供的對(duì)n比特壓控振蕩器所需的實(shí)際控制電壓信號(hào)vtune的監(jiān)測(cè)信號(hào)vtune_mon。其中，目標(biāo)信號(hào)fvco輸入至高速同步計(jì)數(shù)器，其余三個(gè)信號(hào)輸入至afc算法控制器中。高速同步計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)為在鎖相環(huán)電路的若干個(gè)實(shí)際輸入信號(hào)周期內(nèi)對(duì)一個(gè)實(shí)際輸入信號(hào)周期對(duì)應(yīng)的目標(biāo)信號(hào)fvco的周期進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)信號(hào)，高速同步計(jì)數(shù)器的輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)也輸入至afc算法控制器中。而自動(dòng)頻率控制模塊的輸出信號(hào)有兩個(gè)，一個(gè)輸出信號(hào)是由afc算法控制器輸出至n比特壓控振蕩器的比特子帶控制信號(hào)nvco，n比特壓控振蕩器通過(guò)比特子帶控制信號(hào)nvco的控制來(lái)調(diào)整vco子頻帶；另一個(gè)輸出信號(hào)是用于預(yù)置n比特壓控振蕩器的實(shí)際控制電壓信號(hào)的預(yù)置信號(hào)vtune_set，該預(yù)置信號(hào)vtune_set輸出給環(huán)路濾波器。

尋找最佳vco子頻帶通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

步驟一：鎖相環(huán)電路未鎖定，自動(dòng)頻率控制模塊中的高速同步計(jì)數(shù)器和afc算法控制器使能，鎖相環(huán)電路的實(shí)際輸入信號(hào)fref輸入afc算法控制器，鎖相環(huán)電路中的n比特壓控振蕩器輸出的目標(biāo)信號(hào)fvco輸入給高速同步計(jì)數(shù)器；

步驟二：afc算法控制器通過(guò)比特子帶控制信號(hào)nvco的控制來(lái)逐次搜索n比特壓控振蕩器的各比特子頻帶，n比壓控振蕩器的子頻帶具有n比特，則afc算法控制器就需要搜索子頻帶n次。在搜索每一比特子頻帶時(shí)，在鎖相環(huán)電路的實(shí)際輸入信號(hào)fref的若干個(gè)周期時(shí)間tref內(nèi)，高速同步計(jì)數(shù)器對(duì)目標(biāo)信號(hào)fvco的周期tvco進(jìn)行計(jì)數(shù)而獲得計(jì)數(shù)結(jié)果n’div，即每經(jīng)過(guò)一個(gè)目標(biāo)信號(hào)fvco的周期tvco計(jì)數(shù)器值加一，然后將含有該比特計(jì)數(shù)結(jié)果n’div的計(jì)數(shù)信號(hào)輸出給afc算法控制器，afc算法控制器計(jì)算獲得計(jì)數(shù)結(jié)果與鎖相環(huán)電路的分頻比之差δn=n’div-ndiv，作為該比特子頻帶的特征差值。逐次搜索全部n比特子頻帶后，afc算法控制器找到特征差值δn最小的子頻帶作為最佳vco子頻帶。

上述自動(dòng)頻率控制模塊的工作原理是：afc算法控制器需要比較目標(biāo)信號(hào)fvco的頻率和實(shí)際輸入信號(hào)fref的頻率的差值，負(fù)反饋控制n比特壓控振蕩器的子頻帶以減小這個(gè)差值。實(shí)際上，信號(hào)頻率不能被直接測(cè)量，而信號(hào)的時(shí)域形式——周期，則可以直接測(cè)得，于是問(wèn)題轉(zhuǎn)化為選擇使目標(biāo)信號(hào)fvco的周期與實(shí)際輸入信號(hào)fref的周期的差值最小的子頻帶。目標(biāo)信號(hào)fvco是n比特壓控振蕩器輸出信號(hào)，fvco=fref×ndiv；tref=tvco×ndiv，鎖相環(huán)電路未鎖定時(shí)，實(shí)際子頻帶的頻率不等于目標(biāo)所需子頻帶的頻率。在實(shí)際輸入信號(hào)fref的一個(gè)周期時(shí)間tref中對(duì)目標(biāo)信號(hào)fvco的周期tvco進(jìn)行計(jì)數(shù)，記計(jì)數(shù)結(jié)果記為n’div，afc算法控制器需要做的是求出δn=n’div-ndiv，并改變比特子帶控制信號(hào)nvco，以使δn最小。afc算法控制器要選擇子頻帶首先要知道鎖相環(huán)電路正常鎖定情況下n比特壓控振蕩器的子頻帶能覆蓋多寬的頻率范圍，預(yù)置信號(hào)vtune_set的作用就是提供一個(gè)模擬正常鎖定狀態(tài)下實(shí)際控制電壓信號(hào)vtune的電壓控制字信號(hào)，實(shí)際控制電壓信號(hào)vtune在環(huán)路濾波器中產(chǎn)生，且環(huán)路濾波器向afc算法控制器提供其實(shí)際控制電壓信號(hào)vtune的監(jiān)測(cè)信號(hào)vtune_mon。

在上述尋找最佳vco子頻帶的步驟二過(guò)程中，在搜索每一比特子頻帶時(shí)，在鎖相環(huán)電路的實(shí)際輸入信號(hào)fref的若干個(gè)周期時(shí)間tref內(nèi)，高速同步計(jì)數(shù)器采用目標(biāo)信號(hào)fvco的上升沿和下降沿分別進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而獲得兩組時(shí)間上相差半個(gè)目標(biāo)信號(hào)fvco周期的計(jì)數(shù)結(jié)果，兩組計(jì)數(shù)結(jié)果均輸出給afc算法控制器，afc算法控制器自動(dòng)選擇其中一組計(jì)數(shù)結(jié)果用作后續(xù)計(jì)算特征差值δn之用。

為了從兩組計(jì)數(shù)結(jié)果中選擇合適的一組，高速同步計(jì)數(shù)器向afc算法控制器輸出兩組計(jì)數(shù)結(jié)果的同時(shí)，還向afc算法控制器輸出相位指示信號(hào)，該相位指示信號(hào)用于指示afc算法控制器的參考時(shí)鐘上升沿出現(xiàn)在目標(biāo)信號(hào)fvco的上升沿之后或下降沿之后，從而afc算法控制器根據(jù)相位指示信號(hào)自動(dòng)選擇其中一組計(jì)數(shù)結(jié)果用作后續(xù)計(jì)算。當(dāng)afc算法控制器的參考時(shí)鐘上升沿出現(xiàn)在目標(biāo)信號(hào)fvco的上升沿之后時(shí)，采用基于上升沿計(jì)數(shù)的一組計(jì)數(shù)結(jié)果，而當(dāng)afc算法控制器的參考時(shí)鐘上升沿出現(xiàn)在目標(biāo)信號(hào)fvco的下降沿之后時(shí)，采用基于下降沿計(jì)數(shù)的一組計(jì)數(shù)結(jié)果。

在查找狀態(tài)中，afc算法控制器要快速找到適合當(dāng)前鎖相環(huán)電路分頻比ndiv的子頻帶。壓控振蕩器的子頻帶數(shù)一般是多比特的，要減小查找時(shí)間涉及到兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是每比特的查找時(shí)間，二是每比特之間的時(shí)間權(quán)重。

對(duì)于第一個(gè)問(wèn)題，需要采用最高頻率，即壓控振蕩器的頻率來(lái)計(jì)數(shù)，這就需要設(shè)計(jì)高速計(jì)數(shù)器，因此高速同步計(jì)數(shù)器采用了多級(jí)流水線方式工作的計(jì)數(shù)器，如附圖3所示。將整個(gè)計(jì)數(shù)器分成3級(jí)流水線a+b+c。取盡可能小的a，但要給b比特加一留夠時(shí)間：2^a×tvco；同理取盡可能小的b，但要給c比特加一留夠時(shí)間：2^a+b×tvco。這樣三級(jí)流水線的加一運(yùn)算分別在最短的時(shí)間內(nèi)完成，在一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例中，可以取a=2，b=2，c=12，當(dāng)計(jì)數(shù)器比特?cái)?shù)更高時(shí)，可以繼續(xù)拆分c直到滿足最后一次分解后的與門級(jí)聯(lián)傳輸延時(shí)小于前面各級(jí)2比特計(jì)數(shù)器的2^x=a+b+c+…個(gè)tvco周期，此時(shí)關(guān)鍵路徑是一個(gè)異或門延時(shí)加一個(gè)傳輸門延時(shí)，這決定了計(jì)數(shù)器所能計(jì)數(shù)的最高輸入頻率，高速同步計(jì)數(shù)器所能計(jì)數(shù)的最高輸入頻率必須大于n比特壓控振蕩器輸出的目標(biāo)信號(hào)的頻率，才能使計(jì)數(shù)器正確工作。

對(duì)于第二個(gè)問(wèn)題，為了縮短搜索時(shí)間可采用二進(jìn)制搜索方式，按照從最高位比特到最低位比特的順序搜索，逐位推進(jìn)。注意到從最高位到最低位每比特對(duì)應(yīng)的頻率精度是遞增的，msb對(duì)應(yīng)最粗糙的頻率精度，lsb對(duì)應(yīng)最精細(xì)的頻率精度，比如1xxx和11xx，后者的頻率精度更高。反應(yīng)到搜索過(guò)程中，越高位的精度越低，確定這一比特所要花費(fèi)的時(shí)間就可以減小。融入這一思想，本方案提出了可變精度的二進(jìn)制搜索算法，即對(duì)每一比特子頻帶的搜索時(shí)間加權(quán)，任一比特子頻帶的時(shí)間權(quán)重大于或等于相對(duì)其高比特的各個(gè)子頻帶的時(shí)間權(quán)重。相比于傳統(tǒng)二進(jìn)制搜索算法進(jìn)一步減小搜索時(shí)間。舉例來(lái)說(shuō)，從msb到lsb，設(shè)確定msb的時(shí)間為t，確定第二位比特的時(shí)間是2t，以此類推。這即是對(duì)多比特vco子帶的每個(gè)子頻帶的搜索時(shí)間加權(quán)：高比特的vco子帶精度要求低、時(shí)間權(quán)重小、搜索速度快；低比特的vco子帶精度要求高、時(shí)間權(quán)重大、搜索速度慢。從子頻帶的最高比特到最低比特，時(shí)間權(quán)重依次為2⁰，…，2⁰，2¹，2²，…，2^n-1，2ⁿ，…，2ⁿ。在一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例中，采用的權(quán)重是2⁰，…，2⁰，2¹，2²，…，2^n-1，2ⁿ；在另一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例中，采用的權(quán)重是2⁰，2¹，2²，…，2^n-1，2ⁿ…，2ⁿ。

在搜索子頻帶時(shí)，afc算法控制器需要記錄每一次搜索時(shí)所計(jì)算出的特征差值，由其是記錄已搜索的且出現(xiàn)最小特征差值的子頻帶，只有特征差值最小的子頻帶才是候選最佳子頻帶。當(dāng)繼續(xù)搜索出現(xiàn)并相對(duì)于當(dāng)前記錄的最小特征差值更小的特征差值時(shí)，則替換更新所記錄的出現(xiàn)最小特征差值的子頻帶和其對(duì)應(yīng)的特征差值。

通過(guò)以上方案，即可完成查找最佳子頻帶的過(guò)程。

二、在找到最佳vco子頻帶后鎖定頻率

在找到最佳vco子頻帶后，鎖相環(huán)電路進(jìn)入鎖定過(guò)程直至捕獲所需頻率，從而鎖定頻率，同時(shí)自動(dòng)頻率控制模塊進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)。通過(guò)afc外部監(jiān)測(cè)電路監(jiān)測(cè)鎖相環(huán)電路的狀態(tài)，afc外部監(jiān)測(cè)電路與afc算法控制器相連接。在鎖定頻率過(guò)程中，afc算法控制器進(jìn)入鎖定判斷狀態(tài)，當(dāng)afc算法控制器依據(jù)afc外部監(jiān)測(cè)電路的檢測(cè)結(jié)果而判斷鎖相環(huán)鎖定后，為了減小電路耗電和再生，需要關(guān)閉高速同步計(jì)數(shù)器和afc算法控制器，使自動(dòng)頻率控制模塊整體進(jìn)入低功耗、低噪聲狀態(tài)。關(guān)閉高速同步計(jì)數(shù)器時(shí)需要關(guān)閉其電源和第一級(jí)緩沖期的使能，關(guān)閉afc算法控制器需要通過(guò)如附圖4所示的邏輯電路來(lái)關(guān)閉其時(shí)鐘，而邏輯電路需要能夠被外部的控制信號(hào)打開(kāi)以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘自動(dòng)關(guān)閉和開(kāi)啟?？梢酝ㄟ^(guò)afc外部監(jiān)測(cè)電路來(lái)控制邏輯電路。

除了上述尋找最佳vco子頻帶和在找到最佳vco子頻帶后鎖定頻率外，該鎖相環(huán)電路中自動(dòng)頻率控制的實(shí)現(xiàn)方法還包括在鎖定頻率后針對(duì)失鎖的重新鎖定以及在改變分頻比時(shí)的重新鎖定。

三、在鎖定頻率后針對(duì)失鎖的重新鎖定

當(dāng)鎖相環(huán)電路鎖定頻率后，若出現(xiàn)鎖相環(huán)失鎖，則采用針對(duì)失鎖的重新鎖定。通過(guò)afc外部監(jiān)測(cè)電路喚醒a(bǔ)fc算法控制器，這時(shí)afc算法控制器不是立即進(jìn)入二進(jìn)制搜索狀態(tài)，而是先以線性的方式在設(shè)定范圍內(nèi)微調(diào)子頻帶，搜索相鄰的1-2個(gè)子頻帶，嘗試使鎖相環(huán)電路鎖定。若嘗試不成功，則返回尋找最佳vco子頻帶的步驟一而重新尋找最佳vco子頻帶。如果是因?yàn)闇囟然螂娫措妷壕徛兓瘜?dǎo)致的壓控振蕩器子頻帶漂移，這種鄰近搜索的方式可以節(jié)省時(shí)間，避免進(jìn)入二進(jìn)制搜索，使環(huán)路盡快重新鎖定。但如果1-2個(gè)子頻帶的調(diào)整不能使鎖相環(huán)電路鎖定，就需要重新二進(jìn)制搜索。

四、在改變分頻比時(shí)的重新鎖定

在鎖相環(huán)電路的鎖定過(guò)程中或頻率鎖定后，若改變分頻比，則采用在改變分頻比時(shí)的重新鎖定，直接立即返回尋找最佳vco子頻帶的步驟一而重新尋找最佳vco子頻帶。

在上述過(guò)程中，除非上層控制器關(guān)閉自動(dòng)頻率控制模塊的使能，否則自動(dòng)頻率控制模塊一直運(yùn)行，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鎖相環(huán)電路、調(diào)整子頻帶。afc外部監(jiān)測(cè)電路一直處于工作狀態(tài)，其給出的信號(hào)在鎖相環(huán)電路的鎖定過(guò)程中時(shí)幫助afc算法控制器判斷鎖相環(huán)電路是否鎖定，在afc算法控制器已經(jīng)關(guān)閉的狀態(tài)下如果發(fā)現(xiàn)壓控振蕩器的控制電壓偏離目標(biāo)電壓區(qū)間則喚醒a(bǔ)fc算法控制器并切換到鄰近子頻帶嘗試鎖定。

本發(fā)明提供了一種鎖相環(huán)電路中自動(dòng)頻率控制的實(shí)現(xiàn)方法，用于壓控振蕩器子頻帶的快速自動(dòng)選擇，它采用了兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)減小壓控振蕩器子頻帶的選擇時(shí)間：一是高速同步計(jì)數(shù)器采用壓控振蕩器時(shí)鐘同步計(jì)數(shù)，速度高，同時(shí)避免了采用異步計(jì)數(shù)器需要等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定的不足；二是可變精度二進(jìn)制搜索算法，搜索壓控振蕩器子頻帶時(shí)前快后準(zhǔn)，節(jié)約大量時(shí)間。本發(fā)明所涉及的方法具有通用性，可廣泛應(yīng)用于各種需要快速鎖定的多比特壓控振蕩器子頻帶的鎖相環(huán)電路中。

上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。