一种全数字锁相环及其快速锁相方法
专利汇可以提供一种全数字锁相环及其快速锁相方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种全数字 锁 相环及其快速锁相方法，其中，所述快速锁相方法通过检测当前输入的参考 信号 的下降沿是否到来，当参考信号的下降沿到来时数控 振荡器 输出重构信号；对所述重构信号进行分频后将其与参考信号的 频率 进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号；根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率；当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的 相位 关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字 锁相环 进入锁定状态，使得锁相环的锁定时间仅与输出的 频率范围 和 精度 有关，且通过不同步长的粗调和细调有效减少搜索次数，减小锁定时间实现快速锁相。，下面是一种全数字锁相环及其快速锁相方法专利的具体信息内容。
1.一种全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，包括如下步骤：
检测当前输入的参考信号的下降沿是否到来，当参考信号的下降沿到来时数控振荡器输出重构信号；
对所述重构信号进行分频后将其与参考信号的频率进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号；
根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率；
当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。
2.根据权利要求1所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述检测当前输入的参考信号的下降沿是否到来，当参考信号的下降沿到来时控制数字振荡器输出重构信号的步骤之前还包括：检测当前是否接收到复位信号，若否，则检测当前输入的参考信号的下降沿是否到来。
3.根据权利要求1所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述对所述重构信号进行分频后将其与参考信号的频率进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号的步骤具体包括：
对所述重构信号进行分频后将其与参考信号的频率进行对比，当参考信号的频率大于重构信号的频率时输出高电平信号；当参考信号的频率小于重构信号的频率时输出低电平信号。
4.根据权利要求3所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率的步骤具体包括：
当输出高电平信号时，按预设规则将频率控制字的值增大；当输出低电平信号时，按预设规则将频率控制字的值减小，以调节重构信号的输出频率。
5.根据权利要求4所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述当输出高电平信号时，按预设规则将频率控制字的值增大的步骤具体包括：
当输出高电平信号时，将频率控制字的值增大，其中增大的量为频率控制字最大值与当前频率控制字的值的差值的一半，并将更新后的频率控制字的值赋值给频率控制字最小值。
6.根据权利要求4所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述当输出低电平信号时，按预设规则将频率控制字的值减小的步骤具体包括：
当输出低电平信号时，将频率控制字的值减小，其中减小的量为当前频率控制字的值与频率控制字最小值的差值的一半，并将更新后的频率控制字的值赋值给频率控制字最大值。
7.根据权利要求1所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率的步骤之后还包括：
每完成一次频率控制字跳变则跳变次数加一，判断当前跳变次数是否大于等于预设次数，若是则输出模式切换信号进入细调模式，否则输出模式保持信号继续保持粗调模式。
8.根据权利要求7所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态的步骤包括：
当粗调次数达到预设次数时，判断重构信号和参考信号的相位关系是否变化，若是则记录若干次相位关系变化时对应的频率控制字的值；
计算若干次相位关系变化时对应的频率控制字的平均值，将其作为当前频率控制字的值；
根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述预设次数为10次。
10.一种采用如权利要求1所述的快速锁相方法锁相的全数字锁相环，其特征在于，包括：
数控振荡器，用于在参考信号的下降沿到来时输出重构信号；
分频模块，用于对所述重构信号进行分频；
频率比较模块，用于将分频后的重构信号与参考信号的频率进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号；
控制模块，用于根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率；以及当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。
一种全数字锁相环及其快速锁相方法
技术领域
背景技术
发明内容
检测当前输入的参考信号的下降沿是否到来，当参考信号的下降沿到来时数控振荡器输出重构信号；
对所述重构信号进行分频后将其与参考信号的频率进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号；
根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率；
当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。
计算若干次相位关系变化时对应的频率控制字的平均值，将其作为当前频率控制字的值；
根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。
分频模块，用于对所述重构信号进行分频；
频率比较模块，用于将分频后的重构信号与参考信号的频率进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号；
控制模块，用于根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率；以及当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。
具体实施方式
S200、对所述重构信号进行分频后将其与参考信号的频率进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号；
S300、根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率；
S400、当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。
具体请一并参阅图3，传统的锁相环锁定过程如图2中的（a）所示，在开始时，根据环路的带宽，时间数字转换器的检测范围、数控振荡器的分辨率等因素，以一定的步长，逐步的接近目标频率，并在接近目标频率后，以目标频率为中心，来回跳动，接近。这种模式的缺点是，锁相环的锁定时间和环路的带宽、输出的频率范围、接近目标频率时的最大步长、目标频率距离起始频率的距离大小有关。当环路带宽越小、接近时的最大步长越小、目标频率距离起始频率越远、输出的频率范围越大，则锁定时间越长。
进一步地，所述步骤S400包括：
S401、当粗调次数达到预设次数时，判断重构信号和参考信号的相位关系是否变化，若是则记录若干次相位关系变化时对应的频率控制字的值；
S402、计算若干次相位关系变化时对应的频率控制字的平均值，将其作为当前频率控制字的值；
S403、根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。
S2、检测参考信号的下降沿是否到来，若参考信号的下降沿未到来，则进入步骤S3；若参考信号的下降沿到来，则进入步骤S4；
S3、数控振荡器处于复位状态，不工作；
S4、数控振荡器开始工作，产生重构信号；
S5、对参考信号和重构信号的频率进行对比，,判断是否参考信号的上升沿是否先到来，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S6；
S6、重构信号的频率大于参考信号的频率，控制频率控制字往低频处跳变；
S7、参考信号的频率大于重构信号的频率，控制频率控制字往高频率处跳变；
S8、跳变完成后跳变次数加一；
S9、判断跳变次数是否大于10次；若是则进入步骤S10，否则返回步骤S2；
S10、对重构信号进行微调；
S11、判断重构信号和参考信号之间的相位关系是否变化两次，若是则进入步骤S12；
S12、记录两次相位关系变化是频率控制字的值，取二者的平均值作为当前频率控制字的值；
S13、根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，锁相环进入锁定状态。
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