一种锁相环频率校正方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种锁相环频率校正方法及系统，应用于对多频带压控振荡器的子频带选择；包括：在计数时间TCNT[k]内，对压控振荡器在当前工作子频带下输出的所述频率信号进行频率计数，得到频率计数值FCNT[k]，其中，当前工作子频带对应二进制搜索树中的当前节点的二进制数值；计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTARGET[k]的误差，并将所述误差的绝对值与预定值进行比较，根据比较结果，在TCNT[k]的取值范围内动态调整所述TCNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。本发明将测量的误差与预设值进行比较，从而控制是否增加计数时间基准，在校正时间和校正精度之间做出正确的取舍，从而有效控制校正时间，这种动态地校正方法整体上可以有效地缩短校正时间。
【专利说明】一种锁相环频率校正方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，特别涉及一种锁相环频率校正方法及系统。
【背景技术】
[0002] 无线射频收发信机中，广泛采用基于锁相环（PLL，Phase-Locked Loop)结构的频 率综合器，用来产生本地振荡信号，简称本振（L0, Local Oscillator)，完成信号的频率搬 移。
[0003] 在现代无线通信中，要求射频收发信机能够工作在多个频段，因此，需要锁相环的 输出信号能够覆盖足够宽的频率范围。
[0004] 实现宽带锁相环，则锁相环中的核心器件压控振荡器（VC0, Voltage-Controlled Oscillator)也需要工作在足够宽的频率范围。由于压控振荡器受到噪声要求、工艺条件等 限制，一般采用多频带设计结构，即采用多个子频带来覆盖足够宽的频率范围，但每个子频 率仅需要覆盖相对较窄的频率。子频率通过数字码的方式实现控制。
[0005] 在实际应用中，系统会要求锁相环输出一个特定的频率，对于多频带压控振荡器 来说，则需要设置一个合适的子频带，满足系统对输出频率的要求，同时满足锁相环电路稳 定工作的需要。
[0006] 由于芯片制造工艺的波动，以及应用环境的不确定性，宽带压控振荡器各个子频 带的输出频率并不是稳定不变的。即，很难根据系统设定的压控振荡器需要输出的目标频 率值，直接得到压控振荡器子频带设置值。
[0007] 下面介绍现有技术中利用系统给出的目标频率值得到压控振荡器子频带的方法。
[0008] 参见图1，该图为现有技术中二进制搜索法示意图。
[0009] 图1中是以16频带为例，4位（bit)控制，图中节点用二进制控制字表示。
[0010] 图1中的up表示上行搜索的路径，dn表示下行搜索的路径。
[0011] 二进制算法是从压控振荡器的中间子频带出发，通过频率计数器对压控振荡器的 输出频率进行测量，获得的信息与系统设定的目标频率值进行比较，根据比较结果，选择搜 索路径。
[0012] 例如，图1中的一条搜索路径是：1000 - >1100->1110->1101。1101即为搜索的目 标子频带。1000为16频带的中间子频带。
[0013] 在路径上的每个节点，频率计数器的计数时间长度都是RXTKEF，理论上可获得的 频率计数精度为f KES = fKEF/R，其中，fKEF是计数的基准频率，该基准频率就是锁相环输入参 考时钟的频率。f RES是目标精度。由fREF和fRES便可以得出R。
[0014] R为计数时间基准参数。
[0015] 因此，如果不计入其他开销，总校正时间长度为= NCTXRXTKEF。其中，NCT为 压控振荡器子频带控制字的位宽。在图1中，NCT = 4。
[0016] 图1所示的现有技术存在的主要问题是校正的时间较长。下面以无线射频收发机 设计中常用的参数估算一下该技术的校正时间。
[0017] f腳=20MHz 即 L = 7丨-=5()/W ; J REF
[0018] fEES = 200kHz ；
[0019] 贝 i 〇〇; J RES
[0020] 通常设计压控振荡器子频带控制字为NCT = 8,则不计入其他开销前提下，校正所 需要的时间为：
[0021] tCAL = NCTXRXTeef = 40us ；
[0022] 加上其他开销，校正时间一般会接近50us，对于无线射频收发信机来讲，校正时间 太长，对系统的其他操作会带来时间压力。
[0023] 因此，本领域技术人员需要提供一种锁相环频率校正方法，能够缩短校正时间。
【发明内容】
[0024] 本发明实施例提供一种锁相环频率校正方法及系统，能够缩短锁相环的频率校正 时间。
[0025] 本发明公开了以下技术方案：
[0026] 第一方面，一种锁相环频率校正方法，应用于对多频带压控振荡器的子频带选择； 包括：
[0027] 在计数时间TOT[k]内，对压控振荡器在当前工作子频带下输出的所述频率信号进 行频率计数，得到频率计数值FCNT[k]，其中，当前工作子频带对应二进制搜索树中的当前 节点的二进制数值；
[0028] 计算所述FCNT [k]与目标频率计数值FCNTtak;et [k]的误差，并将所述误差的绝对 值与预定值进行比较，根据比较结果，在[k]的取值范围内动态调整所述TOT [k]，并结合 二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。
[0029] 在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据比较结果，在的取值范 围内动态调整所述T OT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频 带，具体为：
[0030] 如果判断所述误差为0,将当前子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带；
[0031] 如果判断所述误差大于0且小于预定值，则增大计数时间基准!〇"[?继续读取压 控振荡器在当前子频带输出的频率信号进行频率计数的频率计数值，计算新读取的所述频 率计数值与所述FCNT TAK；ET[k]的误差，如果误差为0,则将当前子频带作为压控振荡器工作 的目标子频带，如果误差不为〇,继续进行所述误差与所述预定值的比较，一直增大-- τ[k] 到TOT[k]的取值范围内的最大值时，强制进入二进制搜索的下一个子频带；二进制搜索结 束时，将所述误差最小值对应的子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带；
[0032] 如果判断所述误差大于或等于预定值，则停止对当前子频带对应的压控振荡器的 输出频率的计数，进入二进制搜索的下一个子频带。
[0033] 结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，所 述进入二进制搜索的下一个子频带，具体为：
[0034] 当所述频率计数值大于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点 的二进制数值比当前工作子频带小的子频带作为下一个子频带；
[0035] 当所述频率计数值小于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点 的二进制数值比当前工作子频带大的子频带作为下一个子频带。
[0036] 结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，所 述 TCNT[k] = TKEF*R[k];所述 FCNT靈ET[k] = R[k] XFCW ;
[0037] 其中，TKEF为输入锁相环的参考时钟信号的周期；R[k]为计数时间参数，是随当前 时间k变化的正整数，k为正整数；所述FCW是锁相环的频率控制字信号，为已知量。
[0038] 结合第一方面及上述任一种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，所 述 R[k] = 215-1 ;
[0039] 所述 TCNT[k] = TKEF*R[k] = TKEF*2H ;
[0040] 所述 FCNTtakget [k] = 2k_1 X FCW ;
[0041] 所述R[k]的最大取值为Rmax，当A = fKEF/fKES为2的整数次幂时，则Rmax = A ;当A 不为2的整数次幂时，Rmax取大于A的2的整数次幂中的最小值；
[0042] 其中，fKEF = 1/TKEF ;fKES为锁相环的目标精度，为已知量。
[0043] 第二方法，提供一种锁相环频率校正系统，包括：锁相环、频率计数器、控制器，所 述锁相环包括多频带的压控振荡器；
[0044] 所述锁相环，用于根据输入的参考时钟信号，控制所述压控振荡器输出频率信 号；
[0045] 所述频率计数器，用于在计数时间TOT[k]内，对所述压控振荡器在当前工作子频 带下输出的所述频率信号进行频率计数，得到频率计数值FCNT [k]，其中，当前工作子频带 对应二进制搜索树中的当前节点的二进制数值；
[0046] 所述控制器，用于计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTAKeET[k]的误差，并将 所述误差的绝对值与预定值进行比较，根据比较结果，在[k]的取值范围内动态调整所 述T OT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。
[0047] 在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述控制器根据比较结果，在的 取值范围内动态调整所述1〇"[10，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目 标子频带，具体为：
[0048] 如果判断所述误差为0,将当前子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带；
[0049] 如果判断所述误差大于0且小于预定值，则增大计数时间基准!〇"[?继续读取压 控振荡器在当前子频带输出的频率信号进行频率计数的频率计数值，计算新读取的所述频 率计数值与所述FCNT TAK；ET[k]的误差，如果误差为0,则将当前子频带作为压控振荡器工作 的目标子频带，如果误差不为〇,继续进行所述误差与所述预定值的比较，一直增大1〇"[10 到T OT[k]的取值范围内的最大值时，强制进入二进制搜索的下一个子频带；二进制搜索结 束时，将所述误差最小值对应的子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带；
[0050] 如果判断所述误差大于或等于预定值，则停止对当前子频带对应的压控振荡器的 输出频率的计数，进入二进制搜索的下一个子频带。
[0051] 结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第二种可能的实现方式中，所 述控制器用于进入二进制搜索的下一个子频带，具体为：
[0052] 当所述频率计数值大于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点 的二进制数值比当前工作子频带小的子频带作为下一个子频带；
[0053] 当所述频率计数值小于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点 的二进制数值比当前工作子频带大的子频带作为下一个子频带。
[0054] 结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第三种可能的实现方式中，所 述 TCNT[k] = TKEF*R[k];所述 FCNT靈ET[k] = R[k] XFCW ;
[0055] 其中，TKEF为输入锁相环的参考时钟信号的周期；R[k]为计数时间参数，是随当前 时间k变化的正整数，k为正整数；所述FCW是锁相环的频率控制字信号，为已知量。
[0056] 结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第四种可能的实现方式中，所 述 R[k] = 215-1 ;
[0057] 所述 TCNT[k] = TKEF*R[k] = TKEF*2H ;
[0058] 所述 FCNTtakget [k] = 2Η X FCW ;
[0059] 所述R[k]的最大取值为Rmax，当A = fKEF/fKES为2的整数次幂时，则Rmax = A ;当A 不为2的整数次幂时，Rmax取大于A的2的整数次幂中的最小值；
[0060] 其中，fKEF = 1 /TKEF ; fKES为锁相环的目标精度，为已知量。
[0061] 结合第二方面及上述任一种可能的实现方式中，在第五种可能的实现方式中，所 述锁相环包括：模拟整数锁相环、模拟小数锁相环、数字整数锁相环和数字小数锁相环。
[0062] 以上技术方案，设置计数时间基准和目标频率计数值均是可变的，而现有技术中 计数时间基准和目标频率计数值是固定不变的。由于频率的校正时间和校正精度是互相矛 盾的，并且有很多子频带与目标频率值相差较大，因此，有些子频带不必花费很长时间来提 高测量的精度，而在与目标频率值较近的子频带花费较长时间来提高测量的精度，从而可 以获得校正后的精确频率。本实施例将测量的误差与预设值进行比较，从而控制是否增加 计数时间基准，在校正时间和校正精度之间做出正确的取舍，从而有效控制校正时间，这种 动态地校正方法整体上可以有效地缩短校正时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0063] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0064] 图1是现有技术中二进制搜索法示意图；
[0065] 图2是现有技术中的锁相环结构图；
[0066] 图2a本发明提供的压控振荡器频率控制结构示意图；
[0067] 图3是本发明提供的压控振荡器频率的控制曲线示意图；
[0068] 图4a是本发明提供的锁相环频率校正方法实施例一流程图；
[0069] 图4是本发明提供的锁相环频率校正方法实施例二流程图；
[0070] 图5是现有技术中的频率计数器的工作原理示意图；
[0071] 图6是本发明提供的锁相环频率校正方法实施例三流程图；
[0072] 图7是本发明提供的二进制搜索算法示意图；
[0073] 图8是本发明提供的子频带搜索示意图；
[0074] 图9是本发明提供的频率计数器的工作原理示意图；
[0075] 图10是本发明提供的锁相环频率校正设备实施例一示意图；
[0076] 图11是本发明提供的锁相环频率校正设备实施例二示意图；
[0077] 图11a是本发明提供的锁相环频率校正系统实施例一示意图；
[0078] 图12是本发明提供的锁相环频率校正系统实施例二示意图；
[0079] 图12a是本发明提供的锁相环频率校正系统为模拟小数锁相环时的示意图；
[0080] 图12b是本发明提供的锁相环频率校正系统为数字小数锁相环时的示意图；
[0081] 图12c是本发明提供的锁相环频率校正系统为另一种数字小数锁相环时的示意 图；
[0082] 图12d是本发明提供的锁相环频率校正系统为数字整数锁相环时的示意图。
【具体实施方式】
[0083] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0084] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。
[0085] 首先，为了本领域技术人员能够更好地理解本发明的工作原来，下面首先介绍锁 相环的基本组成部分。
[0086] 参见图2,该图为现有技术中的锁相环结构图。
[0087] 锁相环包括四个基本组成部分：鉴相器A、环路滤波器B、压控振荡器C和反馈分频 器D。其中，压控振荡器C作为频率源输出频率。
[0088] 压控振荡器C的输出信号经过采集并分配和输入参考时钟的频率fKEF -起被输入 鉴相器A，鉴相器A通过比较fKEF和压控振荡器的输出频率fva)的差，输出一个与频率差成 正比的误差电压，再经过环路滤波器B滤去误差电压中的高频成分，输出一个控制电压控 制压控振荡器C，使压控振荡器C输出信号的频率稳定在目标频率值，压控振荡器C的输出 频率经过反馈分频器D分频后反馈信号f DIV给鉴相器A，作为输出频率的采样信号。
[0089] 在射频收发信机中，锁相环中的压控振荡器C通常采用多子频带结构来实现，具 体可以通过在压控振荡器C中并联一组可以开关的电容阵列，通过数字信号控制开关，从 而改变电容阵列对外呈现的电容值，实现压控振荡器C频率范围的切换。其中，每个数字信 号对应一个子频带。
[0090] 这样可以通过粗调控制和精调控制两种方式控制压控振荡器C的输出频率。
[0091] 粗调控制（CT，Coarse Tuning):选择压控振荡器的子频带，确定压控振荡器的大 致范围，通过数字信号来控制压控振荡器的子频带的选择，该数字信号用CT表示，即每个 CT的取值对应压控振荡器的一个子频带。
[0092] 精调控制（FT，Fine Tuning):通过锁相环反馈机制，控制压控振荡器精确输出系 统设定的目标频率值。
[0093] CT和FT通常在系统设定了目标频率值以后顺序执行。
[0094] 参见图2a，该图为本发明提供的宽带压控振荡器频率控制结构示意图。
[0095] 图中压控振荡器C为多子频带压控振荡器，其频带选择通过粗调控制信号（CT)实 现，CT信号的取值通过本发明提供的自动频率校正方法获得。压控振荡器的精调控制信号 (FT)则通过锁相环的反馈机制获得。
[0096] 在图2中已经介绍了鉴相器A、环路滤波器B、压控振荡器C和反馈分频器D的工 作原理，在此不再具体介绍。
[0097] 其中，环路滤波器B输出的信号为LPF。
[0098] 其中，CLK_REF信号为锁相环的输入参考时钟信号，在无线通信应用中，CLK_REF 为一频率稳定的周期性信号。设其信号频率为fKEF，其信号周期为A# -。 J REF
[0099] F_VC0信号为锁相环输出信号，即压控振荡器的输出信号，其信号频率fVCM，其信号 周期为『πιο =卩^。 JVCO
[0100] FCW为锁相环的频率控制字信号（Frequency Control Word)，系统通过设定FCW的 值来设置锁相环的输出目标频率值。
[0101] 根据锁相环的工作原理，当锁相环稳定工作时，输出频率就是目标频率值fva)= fTARGET ^ 存在以下关系：
[0102] fVC〇 = flAEGET = FCWXfEEF (1)
[0103] 可以理解的是，FCW为已知量。
[0104] FCW区别于CT，FCW是锁相环中给反馈分频器D的。
[0105] CT是用来控制压控振荡器C的子频带的选择，CT是数字信号。
[0106] 频率计数器E和算法逻辑模块F是用来进行锁相环频率校正的，E和F综合在一 起为频率校正装置。
[0107] 而校正偏置模块G是用来初始化的，初始化时，控制开关SW_CT控制校正偏置模块 G输出的信号FT_BIAS给了 FT，输出给压控振荡器C，设置CT初始值为中间子频带。例如， 对于二进制搜索中的4位控制，中间子频带为1000。
[0108] 需要说明的是，本发明实施例提供的方法是通过所述算法逻辑模块F来实现的。 [0109] 参见图3,该图为本发明提供的压控振荡器频率的控制曲线示意图。
[0110] 如图3所示，设定的目标频率值为fTAffi；ET。
[0111] 首先，选择合适的CT控制信号，如图中CT = CI；;
[0112] 然后，通过锁相环反馈机制获得合适的FT控制信号，如图3中FT = FI；。
[0113] 从图3可见，对于同一目标频率fTAffi；ET，可以存在多个子频带能够同时覆盖，但是选 择不同的子频带意味着精调控制FT值选择也会相应改变。如图3所示，CT = CI；与CT = CI\均能覆盖fTAKeET，当选择CT = CI；时，相应FT = FI；;而当选择CT = CI\时，相应FT = FI\。
[0114] 对于锁相环系统，为了系统稳定运行，通常需要将精调控制信号FT限制在一定的 范围内，这个限制条件也给粗调控制信号CT的选择设置了约束条件。
[0115] 如图3所示，假设系统设定的FT值目标范围区间如图3中斜线覆盖的范围，为了 满足这个约束条件，系统只能选择CT = CI，而不能选择CT = CI\。
[0116] 由于芯片制造工艺存在波动，以及芯片的应用环境不确定，因此目标频率值与其 对应的子频带的关系并不是固定不变的。
[0117] 例如，对于相同的目标频率值fTAK；ET，在芯片样本A中，应该选择子频带CT = CI；， 而在芯片样本B中，由于芯片制造工艺的波动，可能选择CT = (^最合适。
[0118] 由于存在上述不确定的因素，因此在宽带锁相环中，需要专门设计一个装置，能够 根据系统设定的目标频率值，通过该装置可以自动选择一个最佳的压控振荡器子频带，即 选择最合适的粗调控制信号，该选择过程称为宽带锁相环的频率校正。
[0119] 本发明中主要介绍通过CT来选择子频带，而CT的取值通过自动频率校正来实现。 而FT信号通过锁相环的反馈机制来获得，在本发明中将不具体介绍。
[0120] 本发明提供的方法可以缩短频率自动校正的时间，下面结合附图进行详细介绍。
[0121] 方法实施例一：
[0122] 参见图4a，该图为本发明提供的锁相环频率校正方法实施例一流程图。
[0123] 本实施例提供的锁相环频率校正方法，应用于对多频带压控振荡器的子频带选 择；包括：
[0124] S401a :在计数时间TCNT[k]内，对压控振荡器在当前工作子频带下输出的所述频 率信号进行频率计数，得到频率计数值FCNT [k]，其中，当前工作子频带对应二进制搜索树 中的当前节点的二进制数值；
[0125] 需要说明的是，对压控振荡器在当前工作子频带下输出的所述频率信号进行频率 技术是由频率计数器来完成的。
[0126] 可以理解的是，对于多频带压控振荡器，其当前工作子频带指的是二进制搜索树 中的当前节点对应的二进制数值，例如，对于16频带的压控振荡器，其节点CT = 12对应的 二进制数值为1100。
[0127] 需要说明的是，对于二进制搜索树，初始搜索的节点是从中间子频带对应的节点 开始进行搜索，例如16频带的压控振荡器，初始搜索的节点是CT = 8 (对应的二进制数值 为 1000)。
[0128] S402a :计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTAffi；ET[k]的误差，并将所述误差 的绝对值与预定值进行比较，根据比较结果，在[k]的取值范围内动态调整所述[k]， 并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。
[0129] 本实施例中只所以设置计数时间和目标频率计数值是可以变化的，是因为对于宽 带压控振荡器，二进制搜索路径中大部分的子频带，仅仅需要判断频率计数器读取的计数 值与目标频率的相对大小关系，而无需得到压控振荡器精确的输出频率。而对于少数与目 标频率值接近的子频带，需要知道其精确的输出频率，频率计数器读取的计数值与目标频 率值的差值将被作为子频率选择的依据，即测量精度将会影响最终的频率校正的结果。
[0130] 由于频率测量精度和测量时间之间存在折中关系，因此，为了缩短频率校正时间 可以在仅需要判断频率高低关系的子频带降低测量精度的要求，这样可以缩短在这些子频 带的测量时间。而在测量精度要求高的子频率确保测量精度，来加长测量时间。因此，本实 施例中这种动态调节频率测量精度的方法，既可以提高频率校正的效果，又没有损失校正 的精度。
[0131] 本实施例提供的锁相环频率校正方法，设置计数时间和目标频率计数值均是可变 的，而现有技术中计数时间和目标频率计数值是固定不变的。由于频率的校正时间的校正 精度是互相矛盾，并且有很多子频带与目标频率值相差较大，因此，有些子频带不必花费很 长时间来提高测量的精度，而在与目标频率值较近的子频带花费较长时间来提高测量的精 度，从而获得校正后的精确频率。本实施例将测量的误差与预设值进行比较，从而控制是否 调整计数时间，从而有效控制校正时间，这种动态地校正方法整体上可以有效地缩短校正 时间。
[0132] 方法实施例二：
[0133] 参见图4b，该图为本发明提供的锁相环频率校正方法实施例二流程图。
[0134] 本实施例提供的宽带锁相环频率校正方法，包括：
[0135] S401 :在当前计数时间TeNT[k]下，判断频率计数器输出的当前计数值FCNT[k]与 对应的当前目标频率计数值FCNT TAKeET[k]的误差是否小于预定值；所述频率计数器对压控 振荡器的输出频率进行计数；所述TeNT[k] =TKEF*R[k];所述FCNTTAffi；ET[k] =R[k]XFCW;所 述压控振荡器为多频带压控振荡器；所述多频带压控振荡器中的子频带选择采用数字信号 控制；即CT为数字信号。
[0136] 其中，TKEF为锁相环输入参考时钟的周期；R[k]为计数时间参数，是随当前时间k 变化的正整数，k为正整数；所述FCW是频率控制字信号，为已知量；
[0137] 需要说明的是，本实施例中计数时间和目标频率计数值均与R有关系，因此这两 个量并不是像现有技术中是固定不变的，而是变化的；而现有技术中计数时间是固定不变 的，目标频率计数值也是固定不变的。
[0138] 下面介绍频率计数器的工作原理。
[0139] 频率计数器的功能是在计数时间内对压控振荡器的输出信号进行计数，如果计数 时间是稳定的，则频率计数器输出的计数值可以表征压控振荡器的输出频率。
[0140] 参见图5,该图为现有技术中的频率计数器的工作原理示意图。
[0141] 需要说明的是，图5为现有技术中频率计数器的工作原理图，现有技术中计数时 间TOT为固定不变的。而本发明实施例中频率计数器的计数时间是变化的，即变为T^Jk]。
[0142] 压控振荡器的输出信号为F_VC0, F_VC0的频率为fva);
[0143] 假设频率计数器的计数时间为，在内对F_VC0信号进行计数，也就是计算 在TeNT时间范围内有多少个F_VC0周期，则可获得频率计数器的理想输出值FCNT' ：
【权利要求】
1. 一种锁相环频率校正方法，其特征在于，应用于对多频带压控振荡器的子频带选择； 包括： 在计数时间[k]内，对压控振荡器在当前工作子频带下输出的所述频率信号进行频 率计数，得到频率计数值FCNT [k]，其中，当前工作子频带对应二进制搜索树中的当前节点 的二进制数值； 计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTAffi；ET[k]的误差，并将所述误差的绝对值与 预定值进行比较，根据比较结果，在[k]的取值范围内动态调整所述TOT [k]，并结合二进 制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。
2. 根据权利要求1所述的锁相环频率校正方法，其特征在于，所述根据比较结果，在 Tc；NT[k]的取值范围内动态调整所述TeNT[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器 工作的目标子频带，具体为： 如果判断所述误差为〇,将当前子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带； 如果判断所述误差大于〇且小于预定值，则增大计数时间基准TOT[k]继续读取压控 振荡器在当前子频带输出的频率信号进行频率计数的频率计数值，计算新读取的所述频率 计数值与所述FCNTTAffi；ET[k]的误差，如果误差为0,则将当前子频带作为压控振荡器工作的 目标子频带，如果误差不为〇,继续进行所述误差与所述预定值的比较，一直增大T OT[k]到 Τ?τ[?的取值范围内的最大值时，强制进入二进制搜索的下一个子频带；二进制搜索结束 时，将所述误差最小值对应的子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带； 如果判断所述误差大于或等于预定值，则停止对当前子频带对应的压控振荡器的输出 频率的计数，进入二进制搜索的下一个子频带。
3. 根据权利要求2所述的锁相环频率校正方法，其特征在于，所述进入二进制搜索的 下一个子频带，具体为： 当所述频率计数值大于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点的二 进制数值比当前工作子频带小的子频带作为下一个子频带； 当所述频率计数值小于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点的二 进制数值比当前工作子频带大的子频带作为下一个子频带。
4. 根据权利要求1或2所述的锁相环频率校正方法，其特征在于，所述TOT[k]= TKEF*R[k];所述 FCNTTAK；ET[k] =R[k]XFCW; 其中，TKEF为输入锁相环的参考时钟信号的周期；R[k]为计数时间参数，是随当前时间 k变化的正整数，k为正整数；所述FCW是锁相环的频率控制字信号，为已知量。
5. 根据权利要求4所述的锁相环频率校正方法，其特征在于，所述R[k] =2h; 所述 TCNT[k] = TKEF*R[k] = Tkef*2h ; 所述 FCNTTAffi；ET[k] = 2HXFCW ; 所述R[k]的最大取值为Rmax，当A = fKEF/fKES为2的整数次幂时，则Rmax = A ;当A不为 2的整数次幂时，Rmax取大于A的2的整数次幂中的最小值； 其中，W = 1/TKEF ;fKES为锁相环的目标精度，为已知量。
6. -种锁相环频率校正系统，其特征在于，包括：锁相环、频率计数器、控制器，所述锁 相环包括多频带的压控振荡器； 所述锁相环，用于根据输入的参考时钟信号，控制所述压控振荡器输出频率信号； 所述频率计数器，用于在计数时间lo^k]内，对所述压控振荡器在当前工作子频带下 输出的所述频率信号进行频率计数，得到频率计数值FCNT [k]，其中，当前工作子频带对应 二进制搜索树中的当前节点的二进制数值； 所述控制器，用于计算所述FCNT[k]与目标频率计数值FCNTTAK；ET[k]的误差，并将所 述误差的绝对值与预定值进行比较，根据比较结果，在1〇"[1〇的取值范围内动态调整所述 --τ [k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振荡器工作的目标子频带。
7. 根据权利要求6所述的锁相环频率校正系统，其特征在于，所述控制器根据比较结 果，在[k]的取值范围内动态调整所述[k]，并结合二进制搜索算法，确定所述压控振 荡器工作的目标子频带，具体为： 如果判断所述误差为〇,将当前子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带； 如果判断所述误差大于〇且小于预定值，则增大计数时间基准TOT[k]继续读取压控 振荡器在当前子频带输出的频率信号进行频率计数的频率计数值，计算新读取的所述频率 计数值与所述FCNTTAffi；ET[k]的误差，如果误差为0,则将当前子频带作为压控振荡器工作的 目标子频带，如果误差不为〇,继续进行所述误差与所述预定值的比较，一直增大T OT[k]到 Tc；NT[k]的取值范围内的最大值时，强制进入二进制搜索的下一个子频带；二进制搜索结束 时，将所述误差最小值对应的子频带作为所述压控振荡器工作的目标子频带； 如果判断所述误差大于或等于预定值，则停止对当前子频带对应的压控振荡器的输出 频率的计数，进入二进制搜索的下一个子频带。
8. 根据权利要求7所述的锁相环频率校正系统，其特征在于，所述控制器用于进入二 进制搜索的下一个子频带，具体为： 当所述频率计数值大于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点的二 进制数值比当前工作子频带小的子频带作为下一个子频带； 当所述频率计数值小于所述目标频率计数值时，则在二进制搜索路径上选择节点的二 进制数值比当前工作子频带大的子频带作为下一个子频带。
9. 根据权利要求6-8任一项所述的锁相环频率校正系统，其特征在于，所述TOT[k]= TKEF*R[k];所述 FCNTTAK；ET[k] =R[k]XFCW; 其中，TKEF为输入锁相环的参考时钟信号的周期；R[k]为计数时间参数，是随当前时间 k变化的正整数，k为正整数；所述FCW是锁相环的频率控制字信号，为已知量。
10. 根据权利要求9所述的锁相环频率校正系统，其特征在于，所述R[k] =2h; 所述 TCNT[k] = TKEF*R[k] = Tkef*2h ; 所述 FCNTTAffi；ET[k] = 2HXFCW ; 所述R[k]的最大取值为Rmax，当A = fKEF/fKES为2的整数次幂时，则Rmax = A ;当A不为 2的整数次幂时，Rmax取大于A的2的整数次幂中的最小值； 其中，W = 1/TKEF ;fKES为锁相环的目标精度，为已知量。
11. 根据权利要求6所述的锁相环频率校正系统，其特征在于，所述锁相环包括：模拟 整数锁相环、模拟小数锁相环、数字整数锁相环和数字小数锁相环。
【文档编号】H03L7/18GK104052474SQ201410242385
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】高鹏, 朱年勇, 梁建 申请人:华为技术有限公司