一種減小頻率源鎖定時間的方法及電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信射頻電路中的頻率源，更具體地說，涉及一種減小頻率源鎖定時間的方法及電路。
【背景技術】
[0002]本方案中頻率源由鎖相環實現，鎖相環(PLL:Phase-locked loops)是一種利用反饋控制原理實現的頻率及相位的同步技術，其作用是將電路輸出的時鐘與其外部的參考時鐘保持同步。當參考時鐘的頻率或相位發生改變時，鎖相環會檢測到這種變化，并且通過其內部的反饋系統來調節輸出頻率，直到兩者重新同步，這種同步又稱為“鎖相”。
[0003]在眾多的鎖相環電路中，電荷栗鎖相環以其易于集成、鎖定速度快、捕捉范圍寬等優點，成為廣泛應用的一種結構。評判鎖相環的關鍵性能指標之一為鎖定時間。通常考慮減少鎖定時間的結構改變方式有動態調整環路濾波器帶寬，此外還有增加壓控振蕩器的線性范圍、增加電荷栗初態電荷注入等方法。
[0004]隨著無線通信技術的發展，對含有頻率產生單元的多時隙收發無線通在TDMA(Time Divis1n Multiple Access，時分多址)系統中，對時隙的劃分越來越精細，這要求頻率源能有更快的鎖定時間來滿足穩定高效的數據傳輸需求。而當頻率源帶寬較寬時，不同頻率下鎖定時間一致性的控制顯得尤為重要。多時隙收發信機每一幀有幾個工作時隙，頻率源都需要在工作時隙的前一時隙Tl結束前鎖定，保證工作時隙T2開始時頻率源穩定。
[0005]產品上電開機時，對頻率源進行初始化配數，此時頻率源即進入工作狀態；后續每一個工作時隙開始時均對頻率源進行一次配數，使其鎖定在目標頻率；環路濾波器一直為低阻狀態，直到產品切斷電源，頻率源結束工作。
[0006]在工作時隙開始的前一時隙結束前對環路濾波器進行充電使其鎖定在目標頻率，工作時隙結束后即進入自由放電直至電荷完全釋放；下一次工作時隙開始前環路濾波器仍從OV開始充電至目標頻率鎖定。該方法使得頻率源鎖定的時間較長。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題在于，提供一種減小頻率源鎖定時間的方法及電路，用于減小頻率源的鎖定時間。
[0008]本發明所述的一種減小頻率源鎖定時間的方法，包括下述步驟:
[0009]第一工作時隙前，啟動頻率源，使所述頻率源環路輸出的信號頻率鎖定在目標頻率;
[0010]第一工作時隙結束后，將所述頻率源中的環路濾波器的輸入端切換至高阻態，以減緩或停止所述環路濾波器釋放電荷；
[0011]下一工作時隙開始前，所述電荷栗接通所述環路濾波器并給所述環路濾波器充電，直至所述頻率源鎖定。
[0012]優選地，所述將所述頻率源中的環路濾波器的輸入端切換至高阻態，為:通過關斷所述環路濾波器與所述電荷栗之間的連接，將所述環路濾波器的輸入端切換至高阻態。
[0013]優選地，所述環路濾波器的輸出端負載為高阻態，以減緩或停止所述環路濾波器釋放電荷。
[0014]優選地，將所述頻率源中的環路濾波器的輸入端切換至高阻態之后還包括下述步驟:
[0015]在下一工作時隙前，重新調諧與所述頻率源連接的接收機/發射機工作到特定的信道。
[0016]優選地，調諧所述頻率源鎖定到特定頻率所需時間與所述電荷栗響應開始至完成充電的時間相同。
[0017]本發明還提供一種減小頻率源鎖定時間的電路，包括環路濾波器、壓控振蕩器、電荷栗和處理器，所述電荷栗與所述環路濾波器連接，所述環路濾波器與所述壓控振蕩器連接，還包括鑒相器，
[0018]所述鑒相器與所述處理器和所述壓控振蕩器連接，用于接收輸入的標準信號和所述壓控振蕩器輸出的反饋信號，并檢測所述標準信號和所述反饋信號的相位差值，并將檢測到的相位差值轉化為相位差信號輸出至所述處理器；
[0019]所述處理器與所述電荷栗連接，用于所述電荷栗與所述環路濾波器的接通與關斷，且根據所述鑒相器輸出的相位差信號控制所述電荷栗調整輸出至所述環路濾波器的電荷量，使得輸入信號的頻率等于輸出信號的頻率，頻率源環路鎖定；
[0020]優選地，在所述環路濾波器與所述電荷栗之間的連接關斷時，所述環路濾波器的輸入端則會切換至高阻態。
[0021]優選地，所述環路濾波器的輸出端負載為高阻態，以減緩或停止所述環路濾波器釋放電荷。
[0022]實施本發明的一種減小頻率源鎖定時間的方法及電路，具有以下有益效果:在頻率源第一次啟動時，將頻率源輸出的信號頻率鎖定在第一目標頻率，工作時隙結束后，將環路濾波器的輸入端切換至高阻態，從而避免了環路濾波器放電導致電荷的流失，在下一次工作時隙開始前，與環路濾波器連接的電荷栗給環路濾波器充電，由于在上一工作時隙結束后環路濾波器中還保留有電荷，故而電荷栗給環路濾波器充電至鎖定目標頻率所需要的時間會減小，所需的電荷量也減少，從而也降低了功耗。
【附圖說明】
[0023]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0024]圖1是本發明減小頻率源鎖定時間的電路的結構示意圖；
[0025]圖2是本發明減小頻率源鎖定時間的方法流程示意圖；
[0026]圖3是本發明環路濾波器的輸出端的電路圖；
[0027]圖4為本發明的鎖相環芯片外接電路示意圖；
[0028]圖5a是本發明第一實施例中頻率源鎖定過程示意圖；
[0029]圖5b是本發明第二實施例中頻率源鎖定過程示意圖；
[0030]圖6a是本發明中采用現有技術進行高頻率鎖定的測試結果圖；
[0031]圖6b是本發明中采用現有技術進行低頻率鎖定的測試結果圖；
[0032]圖7a是本發明中第一實施例中進行高頻率鎖定的測試結果圖；
[0033]圖7b是本發明中第一實施例中進行低頻率鎖定的測試結果圖；
[0034]圖8a是本發明中第二實施例中進行高頻率鎖定的測試結果圖；
[0035]圖Sb是本發明中第二實施例中進行低頻率鎖定的測試結果圖。
【具體實施方式】
[0036]如圖1所示，在本發明的減小頻率源鎖定時間的電路第一實施例中，減小頻率源鎖定時間的電路包括環路濾波器1、壓控振蕩器2、鑒相器3、電荷栗4、處理器5。
[0037]鑒相器3與處理器5和壓控振蕩器2的輸出連接，用于接收輸入的標準信號和壓控振蕩器2的輸出的反饋信號，并檢測輸入信號和輸出信號的相位差值，并將檢測到的相位差值轉化為相位差信號輸出至處理器5。這里，標準信號是指標準時鐘信號。處理器5與電荷栗4連接，用于控制電荷栗4與環路濾波器I之間的接通與關斷，且還用于根據鑒相器3輸出的相位差信號控制電荷栗4調整至環路濾波器I的電荷量，當輸入信號的頻率高于壓控振蕩器2輸出的反饋信號的頻率時，控制電荷栗4增加輸出至環路濾波器I的電荷量，以提高壓控振蕩器2輸出的反饋信號的頻率，使得輸入的標準信號的頻率等于輸出的反饋信號的頻率，輸入的標準信號與輸出的反饋信號的相位差維持在固定值，頻率源環路鎖定。
[0038]當輸入的標準信號的頻率小于輸出的反饋信號的頻率時，處理器5控制電荷栗4暫停給環路濾波器I輸出電荷，此時環路濾波器短暫放電，以降低壓控振蕩器2輸出的信號的頻率，使得輸入的標準信號的頻率等于輸出的反饋信號的頻率，輸入的標準信號與輸出的反饋信號的相位差維持在固定值，頻率源環路鎖定。
[0039]進一步地，處理器5可以為寄存器，通過對該寄存器進行配置數據，控制該寄存器產生控制指令，控制電荷栗4與環路濾波器I之間的接通或者斷開，這里，處理器5周期性的控制電荷栗4的接通與斷開，在工作時隙前，接通環路濾波器I并為環路濾波器I充電，在工作時隙結束后斷開，電荷栗4上與環路濾波器I連接的輸出引腳切換至高阻態，使得環路濾波器I的釋放電荷的速率大大減慢。在環路濾波器I與電荷栗4之間的連接關斷時，環路濾波器I的輸入端則會切換至高阻態。
[0040]環路濾波器I用于接收電荷栗4輸出的電荷，進行濾波和電荷積累后形成對壓控振蕩器2的控制電壓，對壓控振蕩器2輸出信號的頻率進行控制。其中，環路濾波器I的輸出端為高阻態，以減緩或停止環路濾波器I在工作時隙結束后釋放電荷，同時可循環使用環路濾波器I內儲存的電荷。例如，如圖3所示，環路濾波器I與壓控振蕩器2之間依次串聯有電阻、電容，變容二極管的一端接在電容和電阻之間、另一端接地。其中變容二極管隨著環路濾波器輸出的電壓的變化而體現出不一樣的電容值，形成一個隨電壓變化的可變電容，串聯的電容起到隔離直流的作用。
[0041]如圖4所示，圖4為鎖相環芯片外接電路示意圖，通過鎖相環芯片的第3接口連接鎖相環芯片內部電荷栗4的栗電流輸出端也即電荷栗輸出端，鎖相環芯片的第6接口接入模擬電源，第O接口接入數字電源并接地。
[0042]如圖2所示，在本發明的減小頻率源鎖定時間方法的第一實施例中，包括下述步驟:
[0043]S1.第一工作時隙前，通過內置程序控制頻率源上電，以啟動頻率源，使頻率源輸出的信號頻率鎖定在目標頻率。當然在另一實施例中，還可以通過人工來接通頻率源，使頻率源上電啟動。
[0044]具體地，將輸入的標準信號和采集壓控振蕩器2輸出的反饋信號同時輸入至鑒相器3，鑒相器3檢測輸出信號與輸