的常数以考虑Thr噪声为零的情形。
[0075] 阈值Thr2计算如下：
[0076]
[0077] 其中Δ是必须检测到的最小频率跳变。T长期是滤波器LPF长期的时间常数且T短期 是滤波器LPFSW的时间常数。因子2. 5是考虑在检测到频率跳变之前已经过去了 2至3个 短时间历时。
[0078]LPFSW 82可以是带宽为1Hz或者等效的、平均时间为1秒的滤波器，并且延迟Z1 以1秒为单位。
[0079] LPF长期81可以是带宽为lOmHz或者等效的、平均时间为100秒的滤波器。
[0080] 本发明的实施例保证了同步设备输出时钟处的精确的相位斜率限制，同时允许设 备跟随参考频率变化。
[0081 ] 指数衰减方法保证了恒定的相位斜率限制。
[0082] 所描述的参考切换架构可用于手动和自动两种切换。
[0083] 本领域技术人员应当理解，这里的任何框图代表实施本发明原理的说明性电路的 概念视图。例如，可通过使用专用硬件以及能够执行软件的关联于适当的软件的硬件提供 一处理器。当由处理器提供时，功能可由单个专用处理器、由单个共享处理器、或由其中某 些可被共享的多个单独处理器提供。并且，术语"处理器"的明确使用不应被视为排他地 指代能够执行软件的硬件，而是隐含地可包括，但不限于，数字信号处理器（DSP)硬件、网 络处理器、专用集成电路（ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA)、用于存储软件的只读存储器 (ROM)、随机存取存储器（RAM)和非易失性存储设备。还可以包括其他硬件，传统的和/或 定制的。并且，可以理解，在此描述的框、单元、模块和电路可实现为软件模块。
【主权项】
1. 一种在锁相环中控制相位斜率的方法，其中控制受控振荡器的相位误差信号具有比 例分量和积分分量，包括： 确定所述比例分量是否落入由上限值和下限值限定的一范围内； 如果所述比例分量落入所述范围内则组合所述比例分量和所述积分分量以提供所述 相位误差ig号； 否则修改所述比例分量以满足相位斜率要求同时保持所述积分分量未修改，并组合所 述经修改的比例分量和所述未修改的积分分量以提供所述相位误差信号。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述比例分量饱和为所述范围内的一个 值并用衰减函数调制输出信号以获得用于与所述积分分量组合的经修改的比例分量。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，使所述比例分量饱和为乘以一可编程缩放 因子的最接近的限制值。4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上限值和下限值是可编程的。5. 如权利要求2到4中任一项所述的方法，其特征在于，所述衰减函数是以下形式的指 数函数：其中BW是锁相环的带宽，ξ是阻尼因子，Ts是锁相环的采样时长，η为指数。6. 如权利要求2到5中任一项所述的方法，其特征在于，所述衰减函数具有可编程的较 低阈值，在输出信号落在低于所述较低阈值时应用所述较低阈值。7. 如权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，对于容易受参考频率变化 影响、包括通常由来自环形滤波器的第一控制信号控制的受控振荡器的锁相环，进一步包 括： 从受控振荡器的当前频率中确定一新的参考频率和一频率斜率限制要求、用于在满足 所述频率斜率要求的同时将振荡器频率变为新的当前频率的时长Τ; 如果满足一预定条件，所述预定条件包括所述新的参考频率和当前振荡器频率之间的 频率差大于一预定值，那么由第二控制信号替代所述第一控制信号以在所述时长Τ内将振 荡器的当前频率增加到所述新的当前频率。8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述参考频率变化源自参考输入的变化，并 进一步包括： 从新的参考频率和当前震荡器频率估算一平均频率； 确定所述平均频率和当前振荡器频率之差的比例以获得所述时长Τ。9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括通过比较当前和先前的参考沿 位置来获得一脉冲宽度信息并使产生的脉冲宽度信息通过一滤波器以获得新的参考的平 均频率。10. 如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，进一步包括调整第一信号的相位从而 补偿由于所述第二控制信号对所述受控振荡器的控制所导致的相位变化，以允许从相位斜 率限制到常规PLL模式的无损切换。11. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述参考频率变化由参考频率中的瞬变导 致，并进一步包括： 通过比较当前和先前的参考沿位置来获得脉冲宽度信息； 使脉冲宽度信息通过一低通滤波器以估算新的当前参考频率。12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预定条件进一步包括对当前参考频 率和新的当前参考频率之差的两个连续短期估算小于第一阈值，且通过一短期平均滤波器 的当前参考频率和通过一长期平均滤波器的当前参考频率之差小于第二阈值。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，第一阈值是PLL中噪声变化的倍数，并通 过以下步骤估算噪声变化：保存短期估算，计算所保存的短期估算和长期平均值之差，对其 幅值求平均以获得噪声变化估算（噪声）。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，从以下等式获得第一阈值Thrl Thrl=3Thr噪声+ ε 其中ε是一个小的常数以考虑为零的情形，并且第二阈值Thr2从以下等式获 得其中△是必须检测到的最小频率跳变。是滤波器LPFtW的时间常数且Tsw是滤 波器LPF短期的时间常数。15. -种具有受控相位斜率的锁相环，其中控制受控振荡器的相位误差信号具有比例 分量和积分分量，包括： 一相位斜率控制器，被配置为： 确定所述比例分量是否落入由上限值和下限值限定的一范围内； 如果所述比例分量落入所述范围内则组合所述比例分量和所述积分分量以提供所述 相位误差?目号；以及 否则修改所述比例分量以满足相位斜率要求同时保持所述积分分量未修改，并组合所 述经修改的比例分量和所述未修改的积分分量以提供所述相位误差信号。16.如权利要求15所述的锁相环，其特征在于，所述相位斜率控制器被配置为：如果所 述比例分量落在所述范围之外，则使所述比例分量饱和到所述范围内的一个值并用衰减函 数调制输出信号以获得用于与所述积分分量组合的经修改的比例分量，从而提供所述相位 误差信号。17.如权利要求15所述的锁相环，其特征在于，所述相位斜率控制器包括： 一比较器，被配置为确定所述比例分量是否落入所述范围内； 一开关，由所述比较器控制从而：如果所述比例分量落入所述范围内则将未修改的比 例分量传递到环形滤波器，且如果所述比例分量落在所述范围之外则将一经修改的比例分 量传递到环形滤波器；以及 被配置为向所述比例分量施加所述衰减函数以提供所述经修改的比例分量的块。18.如权利要求15所述的锁相环，其特征在于，容易受参考频率变化的影响，具有受控 的频率斜率，并包括通常由来自环路滤波器的第一控制信号控制的受控振荡器，所述锁相 环进一步包括： 一频率斜率控制器，被配置为： (i)从受控振荡器的当前频率中确定一新的参考频率和一频率斜率限制要求、用于在 满足所述频率斜率要求的同时将振荡器频率变为新的当前频率的时长τ;和 (ii)如果满足一预定条件，所述预定条件包括所述新的参考频率和当前振荡器频率之 间的频率差大于一预定值，那么由第二控制信号替代所述第一控制信号以在所述时长T内 将振荡器的当前频率增加到该新的当前频率。19. 如权利要求18所述的锁相环，其特征在于，所述参考频率变化源自参考输入的变 化，并且所述频率斜率控制器被配置为： 从新的参考频率和当前震荡器频率估算一平均频率；以及 确定所述平均频率和当前振荡器频率之差的比例以获得所述时长T。20. 如权利要求19所述的锁相环，其特征在于，所述频率斜率控制器相继地包括一脉 冲宽度估计器、一低通滤波器、一比较器、一绝对值模块和一分频器以获得所述时长T。21. 如权利要求18至20中任一项所述的锁相环，其特征在于，所述参考频率变化源自 参考频率的瞬变，并且其中所述频率斜率控制器被配置为： 通过比较当前和先前的参考沿位置来获得脉冲宽度信息； 使脉冲宽度信息通过一低通滤波器以估算新的当前参考频率。22. 如权利要求18至21中任一项所述的锁相环，其特征在于，所述频率斜率控制器包 括： 一相位补偿器，被布置成调整PLL环路中的相位从而补偿频率斜率限制操作期间的相 位累积。
【专利摘要】在其中控制受控振荡器的相位误差信号具有比例分量和积分分量的锁相环中通过确定该比例分量是否落入由上限值和下限值限定的一范围内来控制该锁相环中的相位斜率。如果比例分量落入该范围内则组合该比例分量和积分分量以提供相位误差信号。否则，修改比例分量以满足相位斜率要求同时保持积分分量未修改。组合经修改的比例分量和未修改的积分分量以提供相位误差信号。
【IPC分类】H03L7/08, H03L7/085
【公开号】CN105308865
【申请号】CN201480024141
【发明人】Q·G·金, K·拉巴, K·米特里科, T·扎加
【申请人】美高森美半导体无限责任公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年4月29日
【公告号】US8957711, US20140320186, WO2014176674A1