《一种应用于vco的自动频率校准电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种应用于vco的自动频率校准电路（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一种应用于一种应用于 VCOVCO 的自动频率校准电路的自动频率校准电路技术领域技术领域本发明涉及一种频率校准电路（AFC） ，特别涉及一种应用于 VCO 的自动频率校准电路。背景技术背景技术在宽带 VCO 中普遍使用开关电容阵列的方式来实现宽的频率覆盖，不同的频段对应于不同的电容阵列开关，因此有必要根据 VCO 输出频率的需要来自动选择相应的电容阵列开关，也就是自动频率校准。目前，普遍采用的是闭环自动频率校准电路，它的工作方式是在锁相环闭环工作的前提下来完成的，每一次判断之前锁相环需重新锁定一次，所以这种频率校准方式将耗费很长时间来完成一次频率校准，这将对锁相环的锁定时间产生很大影响。本发明
2、提及一种自动频率校准电路，是在锁相环开环工作下完成的，它将大大节省频率校准的时间。发明内容发明内容本发明的目的是实现一种能够适用于 VCO 的自动频率校准电路。为了实现本发明的发明目的，通过采用如下技术方案来实现：一种适用于 VCO 的自动频率校准电路，包括模拟部分的 M 分频器（1/M） ，以及数字部分的计数器，乘法器（M） ，比较器，编码器和二分频器（1/2） 。其中 M 分频器对 VCO 的输出 FVCO进行 M 分频，然后计数器在 REF/2 的高电平时间内对 M 分频信号的上升沿进行计数，在 REF/2 的下降沿来临后，计数完成，计数器不再计数且保持输出；同时乘法器，比较器以及编码器
3、开始工作，乘法器对计数器的输出进行乘 M 操作，然后通过比较器对乘法器的输出和频道设置值 N 进行比较，再将比较器的比较结果输入给编码器来得到编码器的输出C,同时 C反馈给 VCO，来选择 VCO 的开关电容阵列，进而改变 VCO 的输出 FVCO；通过这样一种反馈机制最终得到稳定的自动频率校准输出 C,完成自动频率校准过程。所述 M 分频器有一个输入，其与 VCO 的输出 FVCO相连。所述计数器有三个输入 A1，EN1 和 RST,其中输入 A1 与 M 分频器的输出相连，输入 EN1 和 RST 与二分频器的输出相连。所述乘法器有两个输入 A2 和 EN2，其中输入 A2 与计数器的输出
4、相连，输入EN2 与二分频器的输出相连。所述比较器有三个输入 A3，EN3 和 B，其中输入 A3 与乘法器的输出相连，输入 EN3 与二分频器的输出相连，输入 B 是外部输入。所述编码器有两个输入 A4 和 EN4，其中输入 A4 与比较器的输出相连，输入EN4 与二分频器的输出相连；编码器的输出 C为自动频率校准电路的最终输出，其与 VCO 模块的开关电容阵列控制端相连。所述二分频器有一个输入，其与外部的输入信号 REF 相连。本发明的有益效果在于：克服了由于工艺、电源电压和温度等影响而造成的手动校准频率的变化，防止了这种原因造成的 VCO 频率变化对整个锁相环电路的影响；同时，又克服了闭
5、环自动频率校准电路较长的校准时间对整个锁相环电路锁定时间的影响。 附图说明附图说明图 1 是本发明 VCO 的自动频率校准电路应用于锁相环的结构图；图 2 是本发明 VCO 的自动频率校准电路应用于 VCO 的结构图；图 3 是本发明 VCO 的自动频率校准电路的工作流程图。具体实施方式具体实施方式如图 1 所示，是本发明应用于 VCO 的自动频率校准电路应用于锁相环的结构示意图。REF 信号与 VCO 信号 Fvco 经过 N 分频器分频后的信号通过鉴频鉴相器进行频率和相位的鉴别，产生输出以控制电荷泵对滤波器进行充放电，得到的电压输入给 VCO 来得到输出信号 Fvco，而 Fvco 又反馈
6、给 N 分频器进行 N 分频，由此形成了一个闭合的环路，这个环路最终稳定时，Fvco 的频率 fFvco=N* fREF。VCO 的输出频率由电容阵列开关控制位 C和滤波器的输出电压同时决定：开关电容阵列决定 VCO 的输出频段；滤波器的输出电压决定 VCO 的最终输出频率，这个频率位于开关电容阵列所决定的频段内。在整个 AFC 过程中，滤波器的输出电压不受电荷泵的控制，也即锁相环路是断开的，滤波器的输出电压为一个固定值，这个值为电源电压的一半，这样输出的频率处于所选择频段的中间；当 AFC 完成后，滤波器的输出开始受电荷泵的控制，此时锁相环路闭合，滤波器的输出电压将随着电荷泵的充放电而发生改
7、变。如图 2 所示，是本发明 VCO 的自动频率校准电路应用于 VCO 的结构示意图，方框内为本发明 VCO 的自动频率校准电路的结构示意图。其包括模拟部分的 M分频器，数字部分的计数器，乘法器，比较器，编码器以及二分频器。所述 M 分频器有一个输入，其与 VCO 的输出 FVCO相连。所述计数器有三个输入 A1，EN1 和 RST,其中输入 A1 与 M 分频器的输出相连，输入 EN1 和 RST 与二分频器的输出相连。所述乘法器有两个输入 A2 和 EN2，其中输入 A2 与计数器的输出相连，输入EN2 与二分频器的输出相连。所述比较器有三个输入 A3，EN3 和 B，其中输入 A3 与乘
8、法器的输出相连，输入 EN3 与二分频器的输出相连，输入 B 是外部输入。所述编码器有两个输入 A4 和 EN4，其中输入 A4 与比较器的输出相连，输入EN4 与二分频器的输出相连；编码器的输出 C为自动频率校准电路的最终输出，其与 VCO 模块的开关电容阵列控制端相连。所述二分频器有一个输入，其与外部的输入信号 REF 相连。如图 3 所示，是本发明 VCO 的自动频率校准电路的工作流程示意图。具体的工作情况如下，在 AFC 开始工作时，C处于中间值 1000，VCO 生成输出频率 FVCO,然后通过模拟部分的 M 分频器对 VCO 的输出频率 FVCO进行 M 分频，之所以进行 M 分频
9、，是因为 VCO 的输出频率一般都很高，需要对其分频以后才能被后续的数字模块来实现。在 REF/2 为高电平期间，计数器开始对分频后信号的上升沿进行计数，也就是在一个 REF 周期 TREF时间内对 FVCO/M 的周期进行计数，计数完成后，这个计数结果输出给乘法器；在 REF/2 为低电平期间，后续的乘法器，比较器，编码器开始工作：首先，乘法器，对计数器的输出结果进行M 操作，这时乘法器的输出相当于在 TREF时间内对 FVCO的周期进行计数得到的结果，这个结果被输出给比较器的输入 A3,所以 A3=TREF/TFVCO=fFvco/fREF，也即 fFvco=A3*fREF;然后比较器将输
10、入 A3 与输入 B 相比较，输入 B=频道设置值 N,这个比较结果有三种情况：即|A3-B|N1,B-A3N1，其中 N1 为预先设置的比较器参考值。第一种情况|A3-B|是合适的，因此这个值将保持不变，自动频率校准完成；第二种情况 A3-BN1 时,表明现在的 VCO 工作频率 fFvco比需要的 VCO 输出频率 B*fREF高很多，需要将其频率往下降，所以编码器将 AFC 的输出 C往上加一位，此输出将输入给 VCO 调整 VCO 的开关电容阵列，使得更多的电容加入 VCO 的调谐网络，以降低 VCO 的输出频率，经过循环判断，最终在某个 C值下，|A3-B|N1 时,表明现在的 VC
11、O 工作频率 fFvco比需要的 VCO 输出频率 B*Fref小很多，需要将其频率往上调，所以编码器将 AFC 的输出 C往下减一位，此输出将输入给 VCO 调整 VCO 的开关电容阵列，使得更少的电容加入 VCO 的调谐网络，以提高 VCO 的输出频率，经过循环判断，最终在某个 C值下，|A3-B|FREF图 1 FVCO1/2计计数数器器A1EN1RSTA3B编编码码器器 EN2EN3EN4 高高 电电 平平 使使 能能低低 电电 平平 使使 能能低低 电电 平平 使使 能能低低 电电 平平 使使 能能频频道道设设置置值值NA41/MC比比较较器器A2VCOCAFCMFREFVDD/2图
12、 2VCO对对分分频频后后的的 信信号号计计数数对对VCO输输 出出M分分频频对对计计数数后后的的数数据据乘乘M，并并 与与频频道道设设置置值值进进行行比比较较A3-BN1|A3-B|N1C+C 保保持持不不变变C-AFC结结束束图 3 摘要摘要本发明公开了一种应用于 VCO 的自动频率校准电路，包括模拟部分的 M 分频器，以及数字部分的计数器，乘法器，比较器，编码器和二分频器。其中 M分频器对输入的 FVCO信号进行 M 分频，分频后的信号输入给计数器，计数器在REF 信号周期 TREF时间内对分频后信号的上升沿进行计数，这个计数的结果通过乘法器进行乘 M 操作后输入给比较器，然后比较器将这
13、个值与外部输入的频道设置值 N 进行比较，再将比较的结果输出给编码器，编码器根据这个结果来调整 VCO 开关电容阵列的控制信号，进而去调整 VCO 输出信号的频率，这样就形成了一个反馈，实现对 VCO 频率的自动校准。其优点在于：克服了由于工艺、电源电压和温度等影响而造成的手动校准频率的变化，防止了这种原因造成的VCO 频率变化对整个锁相环电路的影响。 权利要求书权利要求书1、一种应用于 VCO 的频率校准电路，其特征在与：包括模拟部分的 M 分频器，以及数字部分的计数器，乘法器，比较器，编码器以及二分频器。其中 M分频器对输入的 FVCO信号进行 M 分频，分频后的信号输入给计数器，计数器在
14、二分频器输出信号的高电平时间内对分频后信号的上升沿进行计数，这个计数的结果通过乘法器进行乘 M 操作后输入给比较器，然后比较器将这个值与外部输入的频道设置值 N 进行比较，再将比较的结果输出给编码器，编码器根据这个结果来调整 VCO 开关电容阵列的控制信号，进而去调整 VCO 输出信号的频率，这样就形成了一个反馈，实现对 VCO 频率的自动校准。2、如权利要求 1 所述的应用于 VCO 的频率校准电路，其特征在于：所述 M分频器有一个输入，其与 VCO 的输出 FVCO相连。3、如权利要求 1 所述的应用于 VCO 的频率校准电路，其特征在于：所述计数器有三个输入 A1，EN1 和 RST,其
15、中输入 A1 与 M 分频器的输出相连，输入 EN1和 RST 与二分频器的输出相连。4、如权利要求 1 所述的应用于 VCO 的频率校准电路，其特征在于：所述乘法器有两个输入 A2 和 EN2，其中输入 A2 与计数器的输出相连，输入 EN2 与二分频器的输出相连。5、如权利要求 1 所述的应用于 VCO 的频率校准电路，其特征在于：所述比较器有三个输入 A3，EN3 和 B，其中输入 A3 与乘法器的输出相连，输入 EN3 与二分频器的输出相连，输入 B 是外部输入。6、如权利要求 1 所述的应用于 VCO 的频率校准电路，其特征在于：所述编码器有两个输入 A4 和 EN4，其中输入 A4 与比较器的输出相连，输入 EN4 与二分频器的输出相连；编码器的输出 C为自动频率校准电路的最终输出，其与 VCO 模块的开关电容阵列控制端相连。7、如权利要求 1 所述的应用于 VCO 的频率校准电路，其特征在于：所述二分频器有一个输入，其与外部的输入信号 REF 相连。
