一种快速锁相环电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电路技术领域，尤其涉及一种快速锁相环电路。
【背景技术】
[0002] 锁相环电路是电子战系统、通信系统中的核心电路部分，随着电子设备的发展，对 锁相环电路的各项指标都提出了越来越高的要求，频率切换时间是其中一项重要的指标。 锁相环频率切换的时间一般在百US量级，通过常规的技术手段可以在一定程度上实现切 换时间的缩短，如增大环路带宽、提高鉴相电荷泵电流等，但是效果有限，且要在超宽频带 任意频点之间实现同等快速的切换非常困难。还有一些技术手段通过锁相环电压预置的方 式，提前将需要的调谐电平预置到需要的频点上，此类方法会带来额外的相位噪声恶化。
[0003] 如果能解决锁相环电路超宽带宽频率间切换时间的难题，将是十分有价值的。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种快速锁相环电路，所述电路包括鉴相器、环路 滤波器、压控振荡器、电阻开关网络单元， 所述电阻开关网络单元由若干级电阻分压部分组成，各级电阻分压部分均包含能够 选择连接环路滤波器输出端或地的连接选择装置、一个第一电阻、一个第二电阻； 各级电阻分压部分中，环路滤波器输出端或地顺次连接选择连接装置、第一电阻、第二 电阻后连接到下一级电阻分压部分中第一电阻与第二电阻的串联节点；最后一级电阻分压 部分的第二电阻未与第一电阻连接的一端接地； 第一级电阻分压部分中，第一电阻与第二电阻串联节点的电压为电阻开关网络单元的 输出电压； 所述电阻开关网络单元用于控制各级电阻分压部分的连接选择装置，改变各级电阻分 压部分的电压权重值，从而实现对环路滤波器初始积分电压进行加权分压； 鉴相器参考输入端和参考源连接，鉴相器的电荷泵输出端和环路滤波器输入端连接， 电阻开关网络单元输出端和压控振荡器调谐端连接，压控振荡器的输出端连接到鉴相器的 反馈信号输入端。
[0005] 进一步的，所述选择连接装置为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关两个动触头分 别连接环路滤波器输出端、地，定触头则连接第一电阻。
[0006] 进一步的，所述选择连接装置为两个开关，其中一个开关一端连接环路滤波器输 出端，另一端连接第一电阻；另一个开关一端连接地，另一端连接第一电阻。
[0007] 进一步的，所述各级电阻分压部分中，若连接选择装置选择连接环路滤波器输出 端，则该级电阻分压部分的电压权重值为1，若连接选择装置选择连接地，则该级电阻分压 部分的电压权重值为〇。
[0008] 进一步的，所述电阻开关网络单元中，除最后一级电阻分压部分的各级电阻分压 部分中，第一电阻阻值为第二电阻阻值的两倍。
[0009] 进一步的，所述电阻开关网络单元中，最后一级电阻分压部分的第一电阻阻值与 第二电阻阻值相同。
[0010] 进一步的，还包括一个混频器和一个分频器，所述压控振荡器的输出端连接到混 频器的射频信号输入端，混频器中频输出端和分频器输入端连接，分频器输出端连接到鉴 相器的反馈信号输入端。
[0011] 本发明的有益效果为： 锁相环频率切换时间大大的降低，锁定时间提高一个数量级以上。
【附图说明】
[0012] 图1为电阻开关网络单元的构造图。
[0013] 图2为参考源为DDS参考源时本发明的构造图。
[0014] 图3为参考源为晶振参考源时本发明的构造图。
【具体实施方式】
[0015] 本发明的设计构思为：锁相环实现频率切换的过程，本质上是一个电压积分的过 程--将压控振荡器的控制电压由一个电压值通过积分变为另一个电压值，只要"积分"过 程的存在，频率切换时间就不可能得到根本上的改变，这也就是锁相环实现快速锁定的瓶 颈所在。通过缩短电压积分的过程本质上就可以缩短频率切换时间。为解决上述技术问题， 本发明提供了一种快速锁相环电路。
[0016] 在介绍本发明所述快速锁相环电路之前，先对电阻开关网络单元进行介绍。
[0017] 所述电阻开关网络单元由若干级电阻分压部分组成，各级电阻分压部分均包含 能够选择连接环路滤波器输出端或地的连接选择装置、一个第一电阻、一个第二电阻；各级 电阻分压部分中，环路滤波器输出端或地顺次连接选择连接装置、第一电阻、第二电阻后连 接到下一级电阻分压部分中第一电阻与第二电阻的串联节点；最后一级电阻分压部分的第 二电阻未与第一电阻连接的一端接地；第一级电阻分压部分中，第一电阻与第二电阻串联 节点的电压为电阻开关网络单元的输出电压。
[0018] 所述选择连接装置可以为单刀双掷开关。所述单刀双掷开关两个动触头分别连接 环路滤波器输出端、地，定触头则连接第一电阻。连接示意图如图1所示。
[0019] 所述选择连接装置还可以为两个开关。其中一个开关一端连接环路滤波器输出 端，另一端连接第一电阻；另一个开关一端连接地，另一端连接第一电阻。
[0020] 所述电阻开关网络单元用于通过开关信号控制各级电阻分压部分的连接选择装 置，选择连接根据开关控制码可以实现对环路滤波器初始积分电压进行一定比例的分压， 如果开关通断的时间足够短，可以实现积分电压的瞬间改变。通过选择连接装置的控制即 可实现各级电阻分压部分接地或者接环路滤波器输出端，从而对电阻开关网络单元输出电 压加权分压。所述电阻开关网络单元的表达公式为：
【主权项】
1. 一种快速锁相环电路，其特征在于，包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、电阻开关 网络单元， 所述电阻开关网络单元由若干级电阻分压部分组成，各级电阻分压部分均包含能够 选择连接环路滤波器输出端或地的连接选择装置、一个第一电阻、一个第二电阻； 各级电阻分压部分中，环路滤波器输出端或地顺次连接选择连接装置、第一电阻、第二 电阻后连接到下一级电阻分压部分中第一电阻与第二电阻的串联节点；最后一级电阻分压 部分的第二电阻未与第一电阻连接的一端接地； 第一级电阻分压部分中，第一电阻与第二电阻串联节点的电压为电阻开关网络单元的 输出电压； 所述电阻开关网络单元用于控制各级电阻分压部分的连接选择装置，改变各级电阻分 压部分的电压权重值，从而实现对环路滤波器初始积分电压进行加权分压； 鉴相器参考输入端和参考源连接，鉴相器的电荷粟输出端和环路滤波器输入端连接， 电阻开关网络单元输出端和压控振荡器调谐端连接，压控振荡器的输出端连接到鉴相器的 反馈信号输入端。
2. 如权利要求1所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述选择连接装置为单刀双掷 开关，所述单刀双掷开关两个动触头分别连接环路滤波器输出端、地，定触头则连接第一电 阻。
3. 如权利要求1所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述选择连接装置为两个开关， 其中一个开关一端连接环路滤波器输出端，另一端连接第一电阻；另一个开关一端连接地， 另一端连接第一电阻。
4. 如权利要求1或2或3所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述各级电阻分压部分 中，若连接选择装置选择连接环路滤波器输出端，则该级电阻分压部分的电压权重值为1， 若连接选择装置选择连接地，则该级电阻分压部分的电压权重值为0。
5. 如权利要求1或2或3所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述电阻开关网络单元 中，除最后一级电阻分压部分的各级电阻分压部分中，第一电阻阻值为第二电阻阻值的两 倍。
6. 如权利要求5所述的快速锁相环电路，其特征在于，所述电阻开关网络单元中，最后 一级电阻分压部分的第一电阻阻值与第二电阻阻值相同。
7. 如权利要求1或2或3或6所述的快速锁相环电路，其特征在于，还包括一个混频器 和一个分频器，所述压控振荡器的输出端连接到混频器的射频信号输入端，混频器中频输 出端和分频器输入端连接，分频器输出端连接到鉴相器的反馈信号输入端。
【专利摘要】本发明提供了一种快速锁相环电路，包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、电阻开关网络单元。所述电阻开关网络单元用于控制各级电阻分压部分的连接选择装置，改变该级电阻分压部分的电压权重值，从而实现对环路滤波器初始积分电压进行加权分压；鉴相器参考输入端和参考源连接，鉴相器的电荷泵输出端和环路滤波器输入端连接，电阻开关网络单元输出端和压控振荡器调谐端连接，压控振荡器的输出端连接到鉴相器的反馈信号输入端。本发明锁相环频率切换时间比常规锁相环电路大大的降低，锁定时间提高一个数量级以上。
【IPC分类】H03L7-099
【公开号】CN104601170
【申请号】CN201410700947
【发明人】吴穹, 张文堃, 周明祺
【申请人】中国电子科技集团公司第二十九研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年11月28日