專利名稱：調諧鎖相環的帶寬的方法
背景本發明涉及鎖相環(PLL)，更具體地涉及鎖相環帶寬的測量和調諧。
鎖相環(PLL)在技術上是熟知的，它們被應用來解決許多類型的問題。PLL的一個示例性使用是作為預濾波的∑-Δ(西格瑪增量)控制的分數N調制器的一部分，它產生連續的相位調制。
圖1上顯示了預濾波的∑-Δ(西格瑪增量)控制的分數N調制器。參考信號101連同分頻器106的輸出的相位一起被饋送到鑒相器102。參考信號101優選地是具有以fref表示的頻率的正弦信號。鑒相器102的輸出是與在參考信號101和分頻器106的輸出之間的相位差有關的脈沖。鑒相器102的輸出被饋送到電荷泵103，然后由環路濾波器104進行濾波。環路濾波器104的輸出然后被加到壓控振蕩器(VCO)105。VCO 105的輸出信號被提供到分頻器106的輸入端。由于這個反饋配置，VCO105的輸出頻率被驅動為等于參考信號101的頻率乘以分頻器106的分頻比。所以，VCO 105的頻率可以通過控制分頻器106的分頻因子而被控制。在西格瑪增量控制的、分數N的PLL調制器中，分頻因子由基帶部件107產生，它包括“西格瑪增量”調制器和預濾波器。基帶部件107的輸入端接收用作為調制信號的數據108。
預濾波的∑-Δ(西格瑪增量)控制的分數N調制器依賴于在基站部件107中預濾波器和PLL帶寬之間的非常良好的匹配。某種形式的失配的引入導致調制信號的均方根(rms)相位誤差的很大的增加。所以，對于PLL帶寬的嚴密的控制具有重要的意義，以便防止它偏離想要的數值，正如由預濾波器確定的。
PLL的帶寬變動的主要原因是VCO增益(即，輸出頻率與輸入控制電壓的比值)。如圖2顯示的曲線所示，VCO的增益-頻率關系是使得增益隨頻率很大地減小，由此使得PLL的開環增益也隨頻率減小。這個VCO特征的另一個結果是，PLL的帶寬作為工作頻率的函數而變化。在PLL中，VCO增益的這個變化(和以后的開環增益的變化)借助于可控制的電荷泵103而被補償。
這個補償只有在已知增益-頻率關系以后才能執行。然而，增益-頻率關系將隨不同的VCO樣本和不同的工作溫度而變化。在圖2上，這個變化用點線201和203表示。實際上，必須計及“未知的”VCO的實際的增益-頻率關系，來執行PLL的初始調諧。
美國專利No.5,295,079描述了用于測試PLL的不同的參量的裝置。數字測試器通過數據總線被連接到由I/O控制器控制的PLL。PLL不能是普通的PLL，而必須被設計成包括幾個“接入端口”，諸如頻率接入端口，環路配置端口，相位接入端口，和相位誤差處理器。這個文件描述了通過在環路的參考輸入端處加上輸入數據圖形而確定捕獲時間和周期滑動。這個文件也描述了用于確定PLL的頻率響應的兩個方法。一個方法是在參考輸入端把輸入數據圖形加到PLL。第二個方法是使用“內部激勵”，它是通過使用頻率接入端口而產生的，它具有輸入控制信號對VCO的控制。這個文件沒有描述使用來自環路測試的結果來調節環路帶寬的技術。
美國專利No.5,703,539描述了用于改變PLL的環路帶寬的裝置和方法，以便于當輸入頻率或環路中的分頻因子改變時，提供較短的鎖定時間、改進的噪聲性能和較低的雜散。環路帶寬控制器被提供來表示如何緊密地鎖定環路。當環路得到緊密的鎖定時，不同的環路帶寬狀態可以希望把輸出頻率信號會聚到參考信號。然而，這個文件沒有覆蓋用于確定和調諧環路帶寬以便補償改變VCO增益-頻率關系的方法。
美國專利No.5,631,587描述了通過控制電荷泵或環路濾波器的參量而調節PLL的環路增益。環路中的分頻因子(N)和環路前端的分頻因子(M)被使用作為用于調節環路帶寬的輸入。這是指，預計算值被存儲在調節電路，相應于在環路中在任何給定的時刻使用的分頻因子。然后，相應于當前的分頻因子的預計算值被加到環路上。本質上，這是指，沒有能力調節依賴于環路中“未知的”VCO增益的變化的環路帶寬。而是所建議的方法只預期已知的或恒定的VCO增益。
美國專利No.4,691,176處理調節跟蹤環路的帶寬的問題，以便達到對于進入環路的當前信號的最好性能。進行環路帶寬調節的信息是輸入信號的相位或頻率起伏的速率和幅度。然后，根據估計的去相關時間調節環路的帶寬，以便使得信號跟蹤的性能最佳化。通過復數算法，這個調節或多或少地實時地進行(即在環路運行期間)。
美國專利No.5,448,763描述了使用通信系統中的信道間隔來調節接收機的綜合器的PLL的環路帶寬的方式。處理器被使用來確定信道間隔，以及環路被設置成“寬的”或“窄的”，作為確定的信道間隔的函數。這個調節程序被執行來把快速鎖定時間和較低的噪聲提供給綜合器。所揭示的技術根據關于(通過微處理器)加到PLL的輸入信號的信息只調節環路帶寬，這是指沒有考慮環路中增益的不確定性。
發明概要所以，本發明的目的是提供用于指示和/或調諧鎖相環帶寬的方法和裝置。
上述的和其它的目的在用于指示鎖相環的帶寬的、和用于調諧鎖相環帶寬到想要的水平的方法和裝置中被實現。按照本發明的一個方面，這是通過以下步驟達到的在第一頻率上在鎖相條件下運行鎖相環，然后通過使得鎖相環開始鎖定到不同于第一頻率的第二頻率上，把階躍響應施加到鎖相環。然后，檢測與所施加的階躍響應有關的、表示鎖相環帶寬是否處在想要的水平的參量。鎖相環帶寬被調節，以及處理過程繼續進行，直至鎖相環帶寬處在想要的水平為止。
在本發明的另一個方面，在鎖相環處在想要的水平以后，鎖相環帶寬還被調節一個預定量，由此把鎖相環帶寬調諧到工作水平。例如，在通過調節鎖相環中的可控電荷泵的輸出電流大小而進行帶寬調節的實施例中，這是可能的，其中可控制的電荷泵是可以按對數間隔的步長進行調節的。
在本發明的又一個方面，施加階躍響應到鎖相環的操作包括改變鎖相環的反饋路徑上的分頻比數值。
在本發明的再一個方面，檢測與所施加的階躍響應有關的參量的操作包括檢測是否出現脈沖跳躍。
在本發明的另一個方面，調節鎖相環帶寬和重復進行先前執行的步驟直至鎖相環帶寬是處在想要的水平為止的操作包括當階躍響應被施加到鎖相環時，調節鎖相環帶寬和重復進行先前執行的步驟直至檢測到沒有脈沖跳躍為止。
在本發明的再一個方面，脈沖跳躍可以通過檢測是否接連地出現鎖相環參考頻率信號的兩個前沿而不出現鎖相環反饋信號的一個前沿，而被檢測出。在另一個實施例中，脈沖跳躍檢測包括檢測是否接連地出現鎖相環反饋信號的兩個前沿而不出現鎖相環參考頻率信號的一個前沿。在某些實施例中，執行替換地脈沖跳躍檢測技術可以并行地被執行。
在本發明的另一個實施例中，檢測與所施加到階躍響應有關的參量，包括檢測是否出現預定的數目的脈沖跳躍，其中預定的數目大于1。這個方面可以與本發明的上述方面中的另一個方面相組合。
本發明的上述的以及其它的方面中的任何的和所有的方面可以在用于檢測鎖相環何時不再被調諧的和/或用于調諧鎖相環的方法和或裝置中被實施。本發明的方面也可作為計算機可使用的貯存媒體被實施，使得計算機可讀的程序編碼裝置被實現于其中，用于使得計算機控制各種描述的鎖相環調諧技術的運行。
附圖簡述通過結合附圖閱讀以下的詳細說明將明白本發明的目的和優點，其中圖1是預濾波“西格瑪增量”控制的分數N調制器的方框圖；圖2是顯示VCO的增益-頻率關系的圖；圖3是用于實施本發明的示例性裝置的方框圖；圖4a和4b是帶有和不帶有造成脈沖跳躍的施加的階躍響應時描繪鎖相環中的信號的時序圖；圖5是按照本發明的一個方面當把階躍響應施加到PLL301，帶有和不帶有脈沖跳躍時，顯示VCO309的控制輸入端處的示例性頻率步長的圖；圖6是顯示按照本發明的一個方面的電荷泵輸出電流的另一個調節的圖；圖7是顯示按照本發明的一個方面的用于調諧PLL的方法的步驟的流程圖；圖8是按照本發明的一個方面的脈沖跳躍檢測器的示例性實施例的方框圖；以及圖9顯示按照本發明的一個方面的、由于施加的頻率階躍而在鎖相環中可能產生的示例性波形。
詳細說明現在將參照附圖描述本發明的各種特性，圖上相同的部件用相同的參考字符表示。
圖3上顯示了用于實踐本發明的示例性裝置。該裝置包括其帶寬是要被調諧的鎖相環(PLL)301。PLL 301包括鑒相器303，其輸出被加到電荷泵305，它是以離散的步長可控制的，優選地是以電流步長之間的log2間隔的。PLL 301的其余部件是典型地在PLL中找到的那些部件，即，環路濾波器307,VCO 309，和包括可控分頻器311的反饋路徑。按照本發明的一個方面，PLL 301的帶寬是通過在PLL301中產生階躍響應，然后測量或檢測一個或多個參量，這些參量，由于階躍響應，是與環路帶寬有關的。然后，利用測量的/檢測的參量作為指導，調節一個或多個環路元件。
階躍響應可以通過切換分頻器311中的分頻因子而被產生。
特別適用于指示環路帶寬的一個參量是，當適當的階躍響應施加到PLL 301時，在鑒相器303中“脈沖跳躍”的出現，或沒有“脈沖跳躍”。諸如在本技術說明中所使用的，術語“脈沖跳躍”是指在分頻器311的輸出信號與參考信號之間的一種相位差的出現，該相位差是參考頻率信號的整個周期的大小。當這個大小的相位差出現時，就出現參考信號的兩個接連的前沿，而其中不出現分頻器輸出信號的一個前沿。這在圖4a和4b的時序圖上更詳細地顯示出。
首先參照圖4a，這是在PLL 301中存在的三個信號的時序圖參考頻率，Fref 313；分頻器輸出信號315；和分頻器輸入信號317(它也是VCO輸出信號)。圖4a顯示的情形是環路處在鎖相條件時的一個情形，分頻器執行除以2的操作。這可以從以下事實看出對于分頻器輸出信號315的每一個周期，有兩個周期的分頻器輸入信號317。
圖4b顯示在如圖4a所示PLL 301被鎖相時把階躍響應引入到PLL 301的效果。在這個例子中，這是通過把分頻因子從2改變3而執行的。在分頻因子改變的時刻t1,Fref信號313和分頻器輸出信號315’仍舊是幾乎相位對準的，所以在鑒相器303的輸出端處產生的誤差信號脈沖是可忽略的。然而，由于改變，分頻器輸出信號315’對于分頻器輸入信號317’的每三個周期才有一個周期。結果，Fref信號313的第二個脈沖前沿在時間t2出現，而分頻器輸出信號315’的第二個脈沖前沿在以后的某個時間t3出現。相位上的這個差別造成認定一個更大誤差的信號脈沖319，它的持續時間正比于在Fref信號313的第二個脈沖前沿與分頻器輸出信號315’的第二個脈沖前沿之間的相位差。
PLL 301中的誤差信號脈沖319的作用是使得VCO輸出頻率增加，正如圖上看到的。VCO輸出頻率的調節不足以立即使得分頻器輸出信號315’和Fref信號313相位對準，這樣，在Fref信號313的第三個脈沖前沿(時間t4)與分頻器輸出信號315’的第三個脈沖前沿(時間t5)之間甚至有更大的相位差。
結果的誤差信號319使得VCO輸出頻率的進一步增加，但在這個例子中這還不足以使得Fref信號313和分頻器輸出信號315’相位對準。相反，這兩個信號之間的相位差增長到這種程度，這樣，在Fref信號313的第四和第五脈沖前沿分布在時間t6和t7出現，而沒有分頻器輸出信號315’的任何插入的脈沖前沿，它在以后的時間t8時才出現。這是本揭示內容中的所謂的脈沖跳躍。
圖5是顯示當上述的階躍響應被施加到PLL 301時帶有和不帶有脈沖跳躍時在VCO 309的控制輸入端處的示例性頻率階躍的圖。沒有脈沖跳躍(曲線501)，施加到電壓足夠大，使得VCO 309能夠快速響應分頻因子的改變(增加)。然而，當脈沖跳躍出現時(曲線503)，電壓達到較低的最大值，后面是認定的電壓凹陷(相應于誤差信號319的低的水平，在時間t8出現的；見圖4b)。結果，VCO 09較慢地響應于分頻因子的改變。
現在回到調諧PLL的帶寬的問題，這是在示例性實施例中通過改變分頻因子321足夠大的步長(與當前的環路帶寬相比較)而完成的，以便使得脈沖跳躍在鑒相器303中出現。在本發明的另一個方面，脈沖跳躍檢波器323被耦合到鑒相器303。相位跳動檢測器323產生邏輯電平(例如，邏輯“1”)來表示脈沖跳躍的存在。通過把脈沖跳躍檢測器323插入到與PLL 301相同的集成電路中，脈沖跳躍邏輯電平可被顯示在輸出端，由此允許執行帶寬調諧，而不需要環路單元的人工探查。
按照本發明，在給定的分頻因子改變造成PLL 301中的脈沖跳躍以后，分頻因子被復位到它的初始數值，電荷泵輸出電流被增加(通過調節信號325)，以及再次施加相同的分頻因子改變。通過增加電荷泵輸出電流，環路的帶寬被增加。處理過程被重復進行，只要相同的分頻因子改變繼續使得脈沖跳躍出現，而不管電荷泵輸出電流的增加。當電荷泵輸出電流增加到所施加的階躍響應不再使得脈沖跳躍出現的情形時，處理過程停止。在這時，調節的電荷泵電流的大小連同“未知的”VCO增益一起設定環路中的想要的開環增益，由此，也設定了想要的環路帶寬。
上述的PLL調諧技術利用頻率階躍(即，當分頻因子被增加數值1時引起的階躍響應)，這些頻率階躍是以參考頻率的幅度和它的倍數。因此，調諧的PLL不一定是想要的工作頻帶。按照本發明的另一個方面，這個問題是通過如上所述地調諧PLL 301而解決的，然后調節電荷泵305的輸出，以便把它轉換成處在用于工作頻帶的范圍內。可以通過從在上述的調諧過程結束時得到的數值減去已知的電流偏移值(即，已知的電流階躍數)而進行該調節。
圖6上顯示了這個方面，它顯示可控制的電荷泵305的示例性輸出電流的log2尺度。在本例中，電流T1被施加到電荷泵305，以及如上所述地施加頻率階躍。如果出現脈沖跳躍，則電荷泵電流向上跳動一步到T2，以及程序過程重復進行。假定脈沖跳躍再次出現，導致電荷泵電流再向上跳動一步到T3。如果當再次施加頻率階躍時沒有檢測到脈沖跳躍，則PLL 301被調諧，但沒有調諧到想要的工作帶寬。調節到想要的帶寬是通過把電荷泵電流從它的“調諧的”值T3向下調節一個已知的偏移量而完成的。在本例中，假定已知偏移量是五步，導致工作的電荷泵電流值O3。這是用于PLL 301的正確的工作電流值。一般地，如果PLL 301的調諧導致從T1到T3的范圍內的任何電荷泵電流值，則調節已知的偏移量會導致從O1到O3的范圍內相應的一個電荷泵電流值，如圖6所示。電荷泵電流的log2尺度確保，環路帶寬內的改變對于完全的電荷泵電流范圍內每個電荷泵階躍是一樣大的。因此，不會由于為了調節調諧的PLL 301到工作帶寬所進行的轉換而丟失精度。
已知偏移值優選地被確定一次，該數值然后被使用來調諧所有的、使用相同的工作帶寬的PLL。該偏移值可被計算，雖然它更容易實際地或借助于模擬器被測量。
上述的PLL調諧方法特別適合于通過自動處理過程(例如，通過適當的編程處理器)被控制，因為脈沖跳躍檢測器323只需要輸出二進制結果(例如，如果檢測到脈沖跳躍，則為“1”，如果沒有檢測到脈沖跳躍，則為“0”，)，它容易作出判決點。圖7是說明用于調諧PLL的方法的步驟的流程圖，這些步驟可以通過控制器，諸如圖3所示的控制器325，來實施，它包括計算機327，用于執行被存儲在計算機可讀出的貯存媒體329(諸如隨機存取存儲器(RAM)，磁貯存媒體，光盤只讀存儲器(CD ROM)等)中的指令。
安裝示例性控制方法，PLL 301被初始化(步驟701)。這包括設置定義分頻因子N，和初始電荷泵值，以及允許PLL 301達到鎖相條件。而且，脈沖跳躍檢測器323被復位，這樣它準備好檢測下一個脈沖跳躍，其輸出倍數沒有脈沖跳躍，直至發生這樣的檢測為止。
在環路被鎖定到由參考頻率(Fref)和第一分頻因子N確定的頻率以后，通過施加新的分頻因子N+m，把頻率階躍引入到環路(步驟703)。“m”的值，例如，可以是1或2，以及最終是特定的系統部件和想要的帶寬的函數。在適當的次數(由參考頻率，分頻因子和當前環路帶寬確定)以后，從脈沖跳躍檢測器323的輸出端口讀出脈沖跳躍信號(步驟705)。如果脈沖跳躍信號表示出現脈沖跳躍(判決塊707的“是”路徑)，則分頻因子被復位到它的初始值N，以及脈沖跳躍檢測器323被復位，這樣，它再次準備好檢測下一個脈沖跳躍(步驟709)。然后，可控制的電荷泵305被調節成使得它的輸出電流增加一個步進值(步驟711)。
然后重復控制環，在步驟703開始，直至施加一個頻率階躍而沒有出現隨之而來的脈沖跳躍(判決塊707的“否”路徑)為止。這時，環路被調諧。假定它被調諧到除了想要的工作帶寬以外的一個帶寬，可控電荷泵305如前所述地被調節一個已知量(例如，通過把所得到的電荷泵輸出電流減小一個已知值)，以便達到想要的工作帶寬(步驟713)。最后得到的電荷泵輸出電流值優選地被存儲，以使得它可以被這個特定的PLL 301復用(步驟715)。最后得到的電荷泵輸出電流值的再使用，當與所存儲的數值有關的PLL 301是要在與PLL 301的帶寬被調諧時的相同的溫度下運行時，是特別有用的。
為了執行剛才描述的調諧帶寬后調節，可控電荷泵305的電流范圍應當足夠寬，以便從工作范圍跨越到調諧范圍。這種要求可以通過實踐按照另一個實施例的本發明而容易地被滿足，其中幾個脈沖跳躍被用作為帶寬的指示，而不是只有一個脈沖跳躍。例如，帶寬指示可以通過首先計數在施加第一頻率階躍時出現的脈沖跳躍的數目X，而被執行。這可以，例如，通過用測量裝置人工探查示例的PLL，然后對于所有以后調諧的PLL使用相同的測量值，而被執行。這樣，電荷泵電流被增加，直至在施加頻率階躍時只出現X-1個脈沖跳躍。用于執行這最后的階躍的另一個技術是增加電荷泵電流，直至在施加頻率階躍時出現少于X個脈沖跳躍。然后，PLL 301，受到上述可能的調節，而被調諧到工作帶寬。這個技術允許小的PLL帶寬被調諧，而不需要這樣寬的可調節的電荷泵電流范圍。
現在參照圖8描述可被使用于上述的實施例的脈沖跳躍檢測器的示例性實施例。在這個實施例中，假設來自鑒相器303的輸出實際包括兩個信號SOURCE(源)信號801和SINK(吸收阱)信號803。根據Fref信號313的前沿出現，認定有一個SOURCE信號801。根據分頻器輸出信號的前沿的出現，認定有一個SINK信號803。根據SOURCE和SINK信號801,803同時被激活，在鑒相器303中的邏輯復位這兩個信號。
SOURCE和SINK信號801,803分別被加到第一和第二延時塊805,807的輸入端。延時塊805,807比起參考頻率信號313的頻率引入相對較小的延時。例如，參考頻率信號313與由每個延時塊805,807引入的0.5納秒的延時相比，可能具有77納秒的周期(相應于13MHz的頻率)。這個延時的目的是避免檢測不到脈沖跳躍的出現的可能性，這，例如，在Fref信號313的下一個上升沿的正好同一個時刻認定SOURCE信號801時發生。延時塊805,807可以通過適當大小的電容和電阻并聯來實施。
在第一和第二延時塊805,807的輸出端處提供的延時的信號然后被各個第一和第二觸發器809,811采樣。第一觸發器809由參考頻率信號Fref 313進行時鐘觸發，而第二觸發器811由分頻器輸出信號315進行時鐘觸發。每個第一和第二觸發器809,811期待特定的信號組合，它表示脈沖跳躍的出現。在第一觸發器809的情況下，在根據Fref信號313的先前出現的前沿仍舊認定(延時的)SOURCE信號801時的時刻，出現Fref信號313的前沿(時鐘觸發沿)。對于第二觸發器811，在根據分頻器輸出信號315的先前出現的前沿仍舊認定(延時的)SINK信號803時的時刻，出現分頻器輸出信號315的前沿(時鐘觸發沿)。
第一和第二觸發器809,811的輸出然后在或門817中被組合，其輸出表示檢測到脈沖跳躍。或門817的輸出端被提供給除法器819，除法器被編程來除以被計數的脈沖跳躍數(即，如以上相對于另一個PLL調諧技術描述的數目X)。當除法器819進行計數編程的數值時，它的輸出切換到鎖存器821，其輸出被提供作為脈沖跳躍信號823。復位信號825被加到兩個觸發器809,811，分頻器819和鎖存器821，以使得脈沖跳躍檢測器323可被復位，供下一次使用。
圖9顯示由于施加的頻率階躍在PLL 301中可能產生的示例性波形，其中被計數的脈沖跳躍數X等于1。在時間點901,Fref信號313的上升沿引起認定有SOURCE信號801。在時間點903，分頻器輸出信號315的上升沿引起認定有SINK信號803。同時認定有SOURCE和SINK信號801,803(在小的延時以后)引起認定有每個這些信號(在時間點905)。在本例中，分頻器輸出信號315具有比Fref信號313的頻率低的頻率。因此，頭三個顯示的參考周期在它們如上所述地相對于第一參考周期運行的意義上是“正常的”(即，分頻器輸出信號315的前沿出現在Fref信號313的前沿的一個周期內)。然而，在第四參考周期開始的時間(時間點907)以前，分頻器輸出信號315開始大大地落后。因此，在時間點907時，認定有SOURCE信號801，以及隨后在至少一個Fref信號313的整個周期時間內保持該認定，因為分頻器輸出信號315的第四前沿在很大的延時的時間點909以前不會出現，認定的SOURCE信號801與Fref信號313的上升沿同時的存在，導致第一觸發器809在其輸出端處產生“認定”信號(例如，“1”)。整個信號傳播到或門817和除法器819(因為除法器819除以1)，最終用作為時鐘脈沖，它在鎖存器821輸出端處引起脈沖跳躍信號823(見圖9上的點909)。
上述的用于調諧PLL帶寬的技術在以下的條件滿足時被最佳地應用
(1)Fref信號313的頻率和工作帶寬確定在分頻器311中需要利用多大的分頻因子的改變量，以便進行產生脈沖跳躍的頻率階躍。
(2)可控制的電荷泵305的范圍應當足夠寬，以便適應頻率階躍等于Fref信號313的頻率和它的倍數。
(3)VCO 309必須能夠操縱由在調諧環路時使用的頻率階躍覆蓋的頻率范圍。
已參照具體的實施例描述了本發明。然而，本領域技術人員容易看到，有可能以不同于上述的優選實施例的特定的形式實施本發明。這可以在不背離本發明的精神的條件下被完成。
例如，以相對于示例性實施例描述了階躍響應的動機，其中在允許PLL 301變成為鎖相以后，分頻因子增加每個數目(例如，增加1)。然而，也可以通過減小分頻因子，而不是增加分頻因子，來施加階躍響應。
而且，在上述的實施例中，脈沖跳躍的出現被稱為與用于確定環路帶寬的階躍響應有關的、“測量的”參量。然而，脈沖跳躍對于實施本發明并不是本質的。而是，任何與階躍響應有關的參量都可被替換地使用作為環路帶寬的指示。
再者，上述的技術對于除了調諧PLL以外的用途也是有用的。例如，即使在PLL已被調諧后，脈沖跳躍檢測器323對于提供PLL的帶寬是否偏離(例如，因為改變工作溫度)它的想要的運行值的指示，可以是有用的。
因此，優選實施例中僅僅是說明性的，以及無論如何不應當認為是限制性的。本發明的范圍由權利要求給出，而不是先前的說明。以及屬于權利要求的范圍內的所有的變例和等價物都打算被包括在權利要求內。
權利要求
1．用于調諧鎖相環帶寬到想要的水平的方法，包括以下步驟(a)在第一頻率上在鎖相條件下運行鎖相環；(b)通過使得鎖相環開始鎖定到不同于第一頻率的第二頻率上，把階躍響應施加到鎖相環；(c)檢測與所施加的階躍響應有關的、表示鎖相環帶寬是否處在想要的水平的參量；以及(d)調節鎖相環帶寬，以及重復進行步驟(a)到(d)，直至鎖相環帶寬成為想要的水平為止。
2．權利要求1的方法，其特征在于，還包括以下步驟鎖相環帶寬被調節一個預定量，由此把鎖相環帶寬調諧到運行的水平。
3．權利要求1的方法，其特征在于，其中把階躍響應施加到鎖相環的步驟包括改變鎖相環的反饋路徑上的分頻比數值。
4．權利要求1的方法，其特征在于，其中檢測與所施加的階躍響應有關的參量的步驟包括檢測是否出現脈沖跳躍的步驟。
5．權利要求4的方法，其特征在于，其中調節鎖相環帶寬以及重復進行步驟(a)到(d)，直至鎖相環帶寬成為想要的水平為止的步驟包括調節鎖相環帶寬和重復進行步驟(a)到(d)，直至當階躍響應被施加到鎖相環時沒有檢測到脈沖跳躍為止。
6．權利要求4的方法，其特征在于，其中檢測是否出現脈沖跳躍的步驟包括以下步驟檢測是否接連地出現鎖相環參考頻率信號的兩個前沿而不出現鎖相環反饋信號的一個前沿。
7．權利要求6的方法，其特征在于，其中檢測是否出現脈沖跳躍的步驟包括以下步驟檢測是否接連地出現鎖相環反饋信號的兩個前沿而不出現鎖相環參考頻率信號的一個前沿。
8．權利要求6的方法，其特征在于，其中檢測是否接連地出現鎖相環參考頻率信號的兩個前沿而不出現鎖相環反饋信號的一個前沿的步驟包括以下步驟根據鎖相環參考頻率信號的前沿的出現，認定有一個源信號；根據鎖相環反饋信號的前沿的出現，認定有一個吸收阱信號；根據源信號和吸收阱信號同時被認定，不認定源信號和吸收阱信號；以及檢測該源信號是否與鎖相環參考頻率信號的第二前沿的出現同時地被認定的。
9．權利要求8的方法，其特征在于，其中檢測該源信號是與鎖相環參考頻率信號的第二前沿的出現同時地被認定的步驟包括以下步驟延時源信號一段預定的量；以及檢測該延時的源信號是與鎖相環參考頻率信號的第二前沿的出現同時地被認定的。
10．權利要求4的方法，其特征在于，其中檢測是否出現脈沖跳躍的步驟包括以下步驟檢測是否接連地出現鎖相環反饋信號的兩個前沿而不出現鎖相環參考頻率信號的一個前沿。檢測該延時的源信號是否與鎖相環參考頻率信號的第二前沿的出現同時地被認定的。
11．權利要求10的方法，其特征在于，其中檢測是否接連地出現鎖相環反饋信號的兩個前沿而不出現鎖相環參考頻率信號的一個前沿的步驟包括以下步驟根據鎖相環參考頻率信號的前沿的出現，認定有一個源信號；根據鎖相環反饋信號的前沿的出現，認定有一個吸收阱信號；根據源信號和吸收阱信號同時被認定，不認定源信號和吸收阱信號；以及檢測該吸收阱信號是否與鎖相環反饋信號的第二前沿的出現同時地被認定的。
12．權利要求11的方法，其特征在于，其中檢測該吸收阱信號是與鎖相環反饋信號的第二前沿的出現同時地被認定的步驟包括以下步驟延時吸收阱信號一段預定的量；以及檢測該延時的吸收阱信號是否與鎖相環反饋信號的第二前沿的出現同時地被認定的。
13．權利要求1的方法，其特征在于，其中調節鎖相環帶寬的步驟包括調節電荷泵輸出電流的步驟。
14．權利要求13的方法，其特征在于，其中調節電荷泵輸出電流的步驟包括以互相之間的間隔為對數的步長來調節電荷泵輸出電流。
15．權利要求1的方法，其特征在于，其中檢測與所施加的階躍響應有關的參量的步驟包括檢測是否出現預定的數目的脈沖跳躍的步驟，其中預定的數目大于1。
16．權利要求15的方法，其特征在于，其中調節鎖相環帶寬以及重復進行步驟(a)到(d)，直至鎖相環帶寬成為想要的水平為止的步驟包括以下步驟調節鎖相環帶寬和重復進行步驟(a)到(d)，直至當階躍響應被施加到鎖相環時檢測到少于預定數目的脈沖跳躍為止。
17．權利要求15的方法，其特征在于，其中檢測是否出現預定數目的脈沖跳躍的步驟包括以下步驟無論何時接連地出現鎖相環參考頻率信號的兩個前沿而不出現鎖相環反饋信號的一個前沿時，認定一個檢測信號；無論何時不接連地出現鎖相環參考頻率信號的兩個前沿而不出現鎖相環反饋信號的一個前沿時，不認定該檢測信號；以及根據檢測信號被認定預定的次數，認定一個脈沖跳躍信號。
18．權利要求17的方法，其特征在于，其中檢測是否出現脈沖跳躍的步驟包括以下步驟無論何時接連地出現鎖相環反饋信號的兩個前沿而不出現鎖相環參考頻率信號的一個前沿時，認定一個檢測信號；無論何時不接連地出現鎖相環反饋信號的兩個前沿而不出現鎖相環參考頻率信號的一個前沿時，不認定該檢測信號；以及根據檢測信號被認定預定的次數，認定一個脈沖跳躍信號。
19．權利要求17的方法，其特征在于，其中無論何時接連地出現鎖相環參考頻率信號的兩個前沿而不出現鎖相環反饋信號的一個前沿時，認定一個檢測信號的步驟包括以下步驟根據鎖相環參考頻率信號的前沿的出現，認定有一個源信號；根據鎖相環反饋信號的前沿的出現，認定有一個吸收阱信號；根據源信號和吸收阱信號同時被認定，不認定源信號和吸收阱信號；以及無論何時源信號與鎖相環參考頻率信號的第二前沿的出現同時地被認定時，認定該檢測信號；
20．權利要求19的方法，其特征在于，其中無論何時源信號與鎖相環參考頻率信號的第二前沿的出現同時地被認定時認定該檢測信號的步驟包括以下步驟延時源信號一段預定的量；以及無論何時延時的源信號與鎖相環參考頻率信號的第二前沿的出現同時地被認定時，認定一個檢測信號。
21．權利要求15的方法，其特征在于，其中檢測是否出現預定數目的脈沖跳躍的步驟包括以下步驟無論何時接連地出現鎖相環反饋信號的兩個前沿而不出現鎖相環參考頻率信號的一個前沿時，認定一個檢測信號；無論何時不接連地出現鎖相環反饋信號的兩個前沿而不出現鎖相環參考頻率信號的一個前沿時，不認定該檢測信號；以及根據檢測信號被認定預定的次數，認定一個脈沖跳躍信號。
22．權利要求21的方法，其特征在于，其中無論何時接連地出現鎖相環反饋信號的兩個前沿而不出現鎖相環參考頻率信號的一個前沿時，認定一個檢測信號的步驟包括以下步驟根據鎖相環參考頻率信號的前沿的出現，認定有一個源信號；根據鎖相環反饋信號的前沿的出現，認定有一個吸收阱信號；根據源信號和吸收阱信號同時被認定，不認定源信號和吸收阱信號；以及無論何時吸收阱信號與鎖相環反饋信號的第二前沿的出現同時地被認定時，認定該檢測信號；
23．權利要求22的方法，其特征在于，其中無論何時吸收阱信號與鎖相環反饋信號的第二前沿的出現同時地被認定時認定該檢測信號的步驟包括以下步驟延時吸收阱信號一段預定的量；以及無論何時延時的吸收阱信號與鎖相環反饋信號的第二前沿的出現同時地被認定時，認定該檢測信號。
24．一個裝置，包括鎖相環，產生輸出信號，其頻率是參考頻率與反饋分頻因子的函數；以及被耦合到鎖相環的脈沖跳躍檢測器，產生脈沖跳躍信號，表示在鎖相環中是否出現脈沖跳躍。
25．權利要求24的裝置，其特征在于，其中鎖相環包括鑒相器，它包括第一輸入端，用于接收具有參考頻率的參考頻率信號；第二輸入端，被耦合來接收分頻的反饋信號，其中分頻的反饋信號是鎖相環輸出信號被除以反饋分頻因子；以及輸出端，用于提供鑒相器信號，它表示參考頻率信號與分頻的反饋信號之間的相位差；以及脈沖跳躍檢測器包括輸入端，用于接收鑒相器信號；使用鑒相器信號來產生脈沖跳躍信號的裝置，該脈沖跳躍信號表示在鎖相環中是否出現脈沖跳躍。
26．權利要求25的裝置，其特征在于，其中鑒相器根據參考頻率信號的第一前沿的出現，認定一個鑒相器信號；鑒相器根據分頻的反饋信號的前沿的出現，不認定鑒相器信號；以及當鑒相器信號與參考頻率信號的第二前沿的出現同時地被認定時，脈沖跳躍檢測器產生脈沖跳躍信號。
27．權利要求26的裝置，其特征在于，其中脈沖跳躍檢測器包括觸發器，具有數據輸入端，被耦合來接收鑒相器信號，和時鐘輸入端，被耦合來接收參考頻率信號，由此觸發器的輸出表示在鎖相環中是否出現脈沖跳躍。
28．權利要求25的裝置，其特征在于，其中鑒相器根據參考頻率信號的第一前沿的出現，認定一個鑒相器信號；鑒相器根據分頻的反饋信號的前沿的出現，不認定鑒相器信號；以及脈沖跳躍檢測器接收鑒相器信號和由此產生延時的脈沖跳躍信號，以及當延時的鑒相器信號與參考頻率信號的第二前沿的出現的同時地被認定時，脈沖跳躍檢測器產生脈沖跳躍信號。
29．權利要求28的裝置，其特征在于，其中脈沖跳躍檢測器包括延時塊，用于接收鑒相器信號，以及由此產生延時的鑒相器信號；以及觸發器，具有數據輸入端，被耦合來接收延時的鑒相器信號，和時鐘輸入端，被耦合來接收參考頻率信號，由此，觸發器的輸出表示在鎖相環中是否出現脈沖跳躍。
30．權利要求25的裝置，其特征在于，其中鑒相器根據分頻的反饋信號的第一前沿的出現，認定鑒相器信號；鑒相器根據參考頻率信號的前沿的出現，不認定鑒相器信號；以及當鑒相器信號與分頻的反饋信號的第二前沿的出現同時地被認定時，脈沖跳躍檢測器產生脈沖跳躍信號。
31．權利要求30的裝置，其特征在于，其中脈沖跳躍檢測器包括觸發器，具有數據輸入端，被耦合來接收鑒相器信號，和時鐘輸入端，被耦合來接收分頻的反饋信號，由此，觸發器的輸出表示在鎖相環中是否出現脈沖跳躍。
32．權利要求25的裝置，其特征在于，其中鑒相器根據分頻的反饋信號的第一前沿的出現，認定鑒相器信號；鑒相器根據參考頻率信號的前沿的出現，不認定鑒相器信號；以及脈沖跳躍檢測器接收鑒相器信號和由此產生延時的脈沖跳躍信號，以及當延時的鑒相器信號與分頻的反饋信號的第二前沿的出現的同時地被認定時，脈沖跳躍檢測器產生脈沖跳躍信號。
33．權利要求32的裝置，其特征在于，其中脈沖跳躍檢測器包括延時塊，用于接收鑒相器信號，以及由此產生延時的鑒相器信號；以及觸發器，具有數據輸入端，被耦合來接收延時的鑒相器信號，和時鐘輸入端，被耦合來接收分頻的反饋信號，由此觸發器的輸出表示在鎖相環中是否出現脈沖跳躍。
34．權利要求24的裝置，其特征在于，其中鎖相環包括可控制的電荷泵；以及還包括控制器，用于(a)在第一頻率上在鎖相條件下運行鎖相環；(b)通過使得鎖相環開始鎖定到不同于第一頻率的第二頻率上，把階躍響應施加到鎖相環；(c)使用由脈沖跳躍檢測器產生的脈沖跳躍信號來確定是否出現脈沖跳躍，其中脈沖跳躍是否出現表示鎖相環帶寬是否處在想要的水平；以及(d)通過調節可控制的電荷泵的輸出電流來調節鎖相環帶寬，以及重復進行步驟(a)到(d)，直至鎖相環帶寬成為想要的水平為止。
35．權利要求34的裝置，其特征在于，其中在鎖相環帶寬成為想要的水平以后，控制器進一步調節可控制的電荷泵的輸出電流一個預定量，由此把鎖相環帶寬調諧到運行的水平。
36．權利要求34的裝置，其特征在于，其中控制器通過改變鎖相環的反饋路徑上的反饋分頻因子而把階躍響應施加到鎖相環的。
37．一個裝置，包括鎖相環，產生輸出信號，其頻率是參考頻率與反饋分頻因子的函數；以及脈沖跳躍檢測器，被耦合到鎖相環，產生脈沖跳躍信號，表示在鎖相環中是否出現數目X個脈沖跳躍，其中X是預定的數目。
38．權利要求37的裝置，其特征在于，其中脈沖跳躍檢測器包括單個脈沖跳躍檢測裝置，用于產生第一信號，它在每次檢測到脈沖跳躍時被認定；分頻器，被耦合來接收第一信號，用于由此產生脈沖跳躍信號，脈沖跳躍信號對于每X次認定第一信號，被認定一次。
39．權利要求37的裝置，其特征在于，其中鎖相環包括可控制的電荷泵；以及還包括控制器，用于(a)在第一頻率上在鎖相條件下運行鎖相環；(b)通過使得鎖相環開始鎖定到不同于第一頻率的第二頻率上，把階躍響應施加到鎖相環；(c)使用由脈沖跳躍檢測器產生的脈沖跳躍信號來確定是否出現數目X個脈沖跳躍，其中是否出現X個脈沖跳躍表示鎖相環帶寬是否處在想要的水平；以及(d)通過調節可控制的電荷泵的輸出電流來調節鎖相環帶寬，以及重復進行步驟(a)到(d)，直至鎖相環帶寬成為想要的水平為止。
40．權利要求39的裝置，其特征在于，其中在鎖相環帶寬成為想要的水平以后，控制器進一步調節可控制的電荷泵的輸出電流一個預定量，由此把鎖相環帶寬調諧到運行的水平。
41．權利要求39的裝置，其特征在于，其中控制器通過改變鎖相環的反饋路徑上的反饋分頻因子而把階躍響應施加到鎖相環的。
42．包括計算機可使用的貯存媒體的制造的物體，具有在其中實施的計算機可讀碼的程序編碼裝置，用于把鎖相環調諧到想要的水平，在所述制造的物體中的計算機可讀碼的程序編碼裝置包括(a)計算機可讀碼的程序編碼裝置，用于使得計算機在第一頻率上在鎖相條件下運行鎖相環；(b)計算機可讀碼的程序編碼裝置，用于通過使得鎖相環鎖定到不同于第一頻率的第二頻率上，而使得計算機把階躍響應施加到鎖相環；(c)計算機可讀碼的程序編碼裝置，用于使得計算機檢測與所施加的階躍響應有關的、表示鎖相環帶寬是否處在想要的水平的參量；以及(d)計算機可讀碼的程序編碼裝置，用于使得計算機調節鎖相環帶寬和重復進行計算機可讀碼的程序編碼裝置的操作(a)到(d)，直至鎖相環帶寬成為想要的水平為止。
43．權利要求42的制造的物體，其特征在于，還包括計算機可讀碼的程序編碼裝置，用于使得計算機把鎖相環帶寬調節一個預定量，由此把鎖相環帶寬調諧到運行的水平。
44．權利要求42的制造的物體，其特征在于，其中計算機可讀碼的程序編碼裝置用于使得計算機把階躍響應施加到鎖相環包括計算機可讀碼的程序編碼裝置用于使得計算機改變鎖相環的反饋路徑上的分頻比數值。
45．權利要求42的制造的物體，其特征在于，其中計算機可讀碼的程序編碼裝置用于使得計算機檢測與所施加的階躍響應有關的參量包括計算機可讀碼的程序編碼裝置用于使得計算機檢測是否出現脈沖跳躍。
46．權利要求45的制造的物體，其特征在于，其中計算機可讀碼的程序編碼裝置用于使得計算機調節鎖相環帶寬以及重復進行計算機可讀碼的程序編碼裝置的操作(a)到(d)，直至鎖相環帶寬成為想要的水平為止包括計算機可讀碼的程序編碼裝置用于使得計算機調節鎖相環帶寬以及重復進行計算機可讀碼的程序編碼裝置的操作(a)到(d)，直至當階躍響應被施加到鎖相環時沒有檢測到脈沖跳躍為止。
全文摘要
通過在第一頻率上在鎖相條件下運行鎖相環以及使得鎖相環開始鎖定到不同于第一頻率的第二頻率上把階躍響應施加到鎖相環,而把鎖相環帶寬調諧到想要的水平。然后,檢測與所施加的階躍響應有關的、表示鎖相環帶寬是否處在想要的水平的參量。鎖相環帶寬被調節,以及重復進行在第一頻率上運行、施加階躍響應、檢測參量、和調節鎖相環帶寬等步驟,直至鎖相環帶寬成為想要的水平為止。在用于調諧的想要的帶寬水平不是工作帶寬的情況下,鎖相環帶寬被進一步調節預定的量,由此把鎖相環帶寬調諧到運行的水平。階躍響應可以通過改變在鎖相環的反饋路徑上的分頻比數值而被應用。檢測的參量可以說脈沖跳躍,它表示鎖相環帶寬還沒有處在想要的帶寬水平。
文檔編號H03L7/107GK1315080SQ99809332
公開日2001年9月26日 申請日期1999年6月2日 優先權日1998年6月5日
發明者L.M.A.尼爾松, H.哈格貝里 申請人:艾利森電話股份有限公司