一种基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法，硬件电路控制相对简单，无需复杂的线性补偿和外部控制电路，采用单波段回程锁相扫频和跨波段锁相扫频的方式实现频率的回扫和过渡，与开环过渡相比，减小了整机中扫描的等待时间，提高了扫描速度。在单个波段内进行频率回扫和跨波段扫频时，主机控制软件对不同的情况进行识别，通过设置最大步进量使VCO通过逐点锁相快速切换到预期的频率点，扫描段起始点的误差通过软件重新置点频进行修正，通过这种方式回扫或者跨波段的等待时间缩短，提高了整机扫描速度。本发明可应用于对功耗和扫描速度要求较高的手持式和便携式接收机的本振设计中。
【专利说明】一种基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法。
【背景技术】
[0002]现有的台式接收机类产品的本振扫描通常采用数字DAC结合锁相环控制YTO进行扫描的方式，受限于YTO类器件的涡流、线包电感、磁滞等特性，扫描速度和线性度较差，为了达到较高的频率准确度指标，需要复杂的控制和线性度补偿电路，造成了生产调试效率差，温度稳定性相对也要差一些。
[0003]目前的手持式接收机类微波测量仪器的扫描本振通常采用多环锁相方式，由主机软件控制高分辨率32位或48位小数环驱动宽带VCO实现快速扫频，与YTO类器件相比，不存在扫描线性度的问题，因而控制相对简单、频率读出准确度高。但是针对单个波段内信号的回程扫描和波段间频率切换时，通常采用直接重新置小数环频率的方式控制频率点切换，此时由于锁相环处于开环状态，稳定时间较长，针对不同的情况，软件设置的稳定时间均采取最大值的方式，造成了回扫时间或波段切换时间较长，扫描速度受到较大影响。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法，在单个波段内进行频率回扫和跨波段扫频时，主机控制软件对不同的情况进行识别，通过设置最大步进量使VCO通过逐点锁相快速切换到预期的频率点，扫描段起始点的误差通过软件重新置点频进行修正，通过这种方式回扫或者跨波段的等待时间明显降低，大大提高了整机的扫描速度。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法，接收机扫频本振包括小数环、VCO主环、取样本振环和控制与数据处理模块四个部分；
[0007]VCO主环，包括参考M分频器、鉴相器、模拟开关、环路滤波器、宽带压控振荡器、反馈通道射频开关、N分频器、取样器和取样本振输出控制开关；
[0008]其中，环路滤波器有三组，分别为第一环路滤波器、第二环路滤波器和第三环路滤波器，通过模拟开关在三组环路滤波器之间择一切换；
[0009]通过反馈通道射频开关在N分频器与取样器之间择一切换；
[0010]包括如下步骤:
[0011]S1、根据输入的起始频率、扫宽和分辨率带宽信息判断是否进入多波段扫描模式，如果是，则进入多波段扫描模式；如果否，则转到步骤S2 ；
[0012]S2、判断扫宽是否满足大于200MHz，如果是，则进入单波段快扫模式；如果否，则转到步骤S3 ；
[0013]S3、判断扫宽是否满足不大于20MHz，如果否，则进入单波段慢扫模式；如果是，则进入低相噪扫描模式。
[0014]进一步，上述步骤SI中，多波段扫描模式包括如下步骤:
[0015]S101、设置VCO主环的通道开关:VC0主环的环路滤波器选择第一环路滤波器，VCO主环的反馈通道选择N分频器所在通道，断开取样本振输出控制开关；
[0016]S102、设置小数环的扫描起始频率，等待50ms，使小数环和VCO主环稳定锁相；
[0017]S103、设定多波段扫描模式下的η个波段，η为大于I的数值，I彡i彡η，令i =I ;
[0018]S104、首先设置波段i的正向扫描参数，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描；其中，正向扫描参数包括频率步进值、扫描点数和初始扫描方向信息；
[0019]S105、正向扫描完成后，根据波段i的终止频率和波段i+Ι的起始频率信息，判定小数环的扫描方向，扫描模式选择单向自动扫描，将小数环频率步进设为最大值20kHz，参数设置完毕，启动过渡波段的扫描；
[0020]S106、上一步骤频率扫描完成后，扫描频率点在波段i+Ι的起始频率点处，有一定的频率误差，小数环误差值小于20kHz，在环路滤波器的带宽之内，直接重设波段i+Ι的起始频率点修正频率误差；
[0021]S107、i = i+Ι，若i彡n-1，则重复执行步骤S104到步骤S106，否则转到步骤S108 ；
[0022]S108、i = n，波段η的下一个波段为波段I，设置波段η的扫描参数，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描；其中，扫描参数包括频率步进值、扫描点数和初始扫描方向信息；
[0023]S109、根据波段η的终止频率和波段I的起始频率信息，判定小数环的扫描方向，扫描模式选择单向自动扫描，将小数环频率步进设为最大值20kHz，参数设置完毕，启动波段η至波段I的回扫过程；
[0024]SI 10、波段η回扫完成，扫描终止频率点在波段I起始频率点处，重置波段I的起始频率点修正误差；
[0025]S111、重复步骤S103到步骤S110，执行自动重复扫描过程。
[0026]进一步，上述步骤S2中，单波段快扫模式包括如下步骤:
[0027]S201、设置VCO主环的通道开关:VC0主环的反馈通道选择N分频器所在通道，VCO主环的环路滤波器选择第一环路滤波器，断开取样本振输出控制开关；
[0028]S202、设置小数环的起始频率，等待50ms，使小数环和主环VCO稳定锁相；
[0029]S203、设置正向扫描参数，包括频率步进、扫描点数和扫描方向信息，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描；
[0030]S204、正向扫描完成后，设置反向扫描参数，频率步进值设置为20kHz，根据扫宽计算扫描点数，扫描模式选择单向自动扫描，以当前频率点作为起始扫描频率点启动回扫过程;
[0031]S205、步骤S204完成后，扫描终止频率停留在步骤S202设置的起始频率点处，小数环输出误差小于20kHz且小于环路滤波器的带宽，重新设置扫描的起始频率点修正该误差;
[0032]S206、重复步骤S203到步骤S205，执行自动重复扫描过程。
[0033]进一步，上述步骤S3中，单波段慢扫模式包括如下步骤:
[0034]S301、设置VCO主环的通道开关:VC0主环的反馈通道选择N分频器所在通道，VCO主环的环路滤波器选择第二环路滤波器，断开取样本振输出控制开关；
[0035]S302、设置小数环的起始频率，等待50ms，使小数环和主环VCO稳定锁相；
[0036]S303、设置正向扫描参数，包括频率步进、扫描点数和扫描方向信息，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描；
[0037]S304、正向扫描完成后，设置反向扫描参数，频率步进值设置为2kHz，根据扫宽计算扫描点数，扫描模式选择单向自动扫描，以当前频率点作为起始扫描频率点启动回扫过程;
[0038]S305、步骤S304完成后，扫描终止频率停留在步骤S302设置的起始频率点处，小数环输出误差小于2kHz且小于环路滤波器的带宽，重新设置扫描的起始频率点修正该误差;
[0039]S306、重复步骤S303到步骤S305，执行自动重复扫描过程。
[0040]进一步，上述步骤S3中，低相噪扫描模式包括如下步骤:
[0041]S401、设置VCO主环的通道开关:VC0主环的反馈通道选择N分频器所在通道，VCO主环的环路滤波器选择第二环路滤波器，同时断开取样本振输出控制开关；
[0042]S402、设置分频预置情况下的小数环起始频率点及取样本振频率，闭合取样本振输出控制开关，等待50ms，使小数环、VCO主环和取样本振环稳定锁相；
[0043]S403、切换VCO主环的反馈通道至取样器所在通道，切换VCO主环的环路滤波器为第三环路滤波器，等待1ms，使主环VCO重新锁定；
[0044]S404、重新设置低相噪模式下小数环的起始频率点，等待1ms，小数环和VCO主环锁定；
[0045]S405、设置小数环的正向扫描参数，包括频率步进、扫描点数和扫描方向信息，扫描模式选择为单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描；
[0046]S406、正向扫描完成后，设置回程扫描参数，频率步进值设为2kHz，根据扫宽确定扫描点数，扫描模式选择单向自动扫描，以当前频率点为起始频率点启动回程扫描；
[0047]S407、步骤S406完成后，扫描终止频率点停留在用户设置的初始频率点处，重新设置频率点修正误差；
[0048]S408、重复步骤S405到步骤S407，执行自动重复扫描功能。
[0049]本发明具有如下优点:
[0050]与现有技术相比，本发明所使用的方法电路控制相对简单，无需复杂的线性补偿和外部控制电路，采用单波段回程锁相扫频和跨波段锁相扫频的方式实现频率的回扫和过渡，与开环过渡相比，减小了整机中扫描的等待时间，提高了扫描速度。同时硬件上采用宽带快速扫描、窄带慢速扫描和低相噪三种模式，充分满足了现有测量仪器对于信号相位噪声和扫描速度两者高指标的要求。本发明主要可应用于对功耗和扫描速度要求较高的手持式和便携式接收机的本振设计中。
[0051]另外，本发明在宽带扫频本振扫描方案的实现上，综合考虑扫描速度和相位噪声，采用了多波段快速扫描、单波段快扫、单波段慢扫和低相噪扫描模式，实现扫描速度和相位噪声的优化。其中，在多波段扫描时，波段过渡点的频率切换采用最大频率步进逐点锁相方式实现，相比开环方式减小了波段之间频率切换稳定的时间，提高了扫描速度；在单个波段扫描时，包括单波段快扫、单波段慢扫和低相噪模式，频率回扫通过最大频率步进逐点锁相实现，大大缩小了频率回扫时间，提高了扫描速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]图1为本发明中接收机扫频本振的硬件原理框图；
[0053]图2为本发明中扫频模式设置选择流程示意图；
[0054]其中，1-小数环；2_VC0主环；3_取样本振环；4_控制与数据处理模块；5_参考M分频器；6_鉴相器；7、11-模拟开关；8、9、10_环路滤波器；12_宽带压控振荡器；13、16-反馈通道射频开关；14-N分频器；15-取样器；17-取样本振输出控制开关。
【具体实施方式】
[0055]下面结合附图以及【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明:
[0056]结合图1所示，接收机扫频本振，包括小数环1、VCO主环2、取样本振环3和控制与数据处理模块4。其中:
[0057]小数环1，用于为VCO主环2提供高分辨率的连续扫频参考信号；
[0058]VCO主环2，用于输出宽频带本振信号至整机接收通道内的混频器；
[0059]取样本振环3，是VCO主环2实现低相位噪声输出的关键，它为取样器15提供低噪声的本振驱动信号；
[0060]控制与数据处理模块4，用于控制几个锁相环所需要的分频鉴相时序、开关控制、数字扫描控制等功能。
[0061 ] VCO主环2，包括参考M分频器5，鉴相器6，模拟开关7、11，环路滤波器8、9、10，宽带压控振荡器12，反馈通道射频开关13、16，N分频器14，取样器15和取样本振输出控制开关17。其中，VCO主环2的反馈通道，是指N分频器14和取样器15所在的通道。
[0062]VCO主环2的大致工作过程如下:
[0063]小数环I输出的信号进入参考M分频器5后与宽带压控振荡器12经反馈通道N分频器14、或取样器15产生的中频信号在鉴相器6中进行频率和相位的比较，鉴相器6输出的直流信号进入环路滤波器以抑制交流和纹波信号。对于不同的工作模式，主机软件控制模拟开关7、11切换到不同的环路滤波器通道8、9、10上，环路滤波器8、9、10输出的直流电压调谐宽带压控振荡器12使之输出正确的频率。
[0064]当整机工作于多波段扫描模式、或单波段快扫模式时，通过反馈通道射频开关13、16切换到N分频器14所在通道，通过模拟开关7、11切换到环路滤波器8所在通道，选择较宽的环路带宽以实现快速扫描；
[0065]当整机工作于单波段慢扫模式时，通过反馈通道射频开关13、16切换到N分频器14所在通道，通过模拟开关7、11切换到环路滤波器9所在通道，选择较窄的环路带宽以保证较好的带外相位噪声；
[0066]当整机工作于低相噪模式时，通过反馈通道射频开关13、16切换到取样器15所在通道，由低噪声取样本振环3对宽带压控振荡器12输出的频率进行取样变频，此时，通过模拟开关7、11切换到环路滤波器10所在通道，使环路滤波器10对应最优的相噪指标。
[0067]在微波毫米接收机类测量仪器中，宽调谐频段的扫频本振主要影响到整机的两个关键指标:单边带相位噪声和扫描速度。
[0068]相位噪声指标与参考输入信号噪声、反馈分频比N和鉴相器的归一化噪声基底密切相关，尤其是反馈分频比N的影响最大，降低N的数值可显著改善边带噪声指标，设计中采用高性能的取样本振与VCO主环输出信号进行取样变频，相比于高N分频值，可显著改善扫频本振主环输出信号的相位噪声指标。通常取样本振输出频率范围较窄，仅适用于整机扫宽较小、扫描速度要求不高的场合，例如，扫宽为20MHz或者更低的情况。
[0069]影响扫频本振扫描速度的主要因素是单点扫描速度和步进频率，单点扫描速度与小数环鉴相频率有关，鉴相频率越高，单点扫描速度越快，例如小数环鉴相频率为1MHz，则单点扫描时间为lus，若将鉴相频率提高到10MHz，则单点扫描时间降低为100ns，速度提高10倍，在综合考虑后端数字信号处理速度前提下应尽可能提高小数环鉴相频率以提高单点扫描速度。步进频率大小主要取决于环路滤波器的带宽，最大步进频率不应超过环路滤波器带宽值。综合考虑以上几点，本发明中VCO主环的电路设计选用三种设计模式:
[0070]I)宽带N分频模式:对应图1中环路滤波器8所在通道，射频开关切换至N分频器所在通道。本模式适用于整机跨波段扫频或者单个频段扫宽大于200MHz的场合，对应设置小数环最大步进频率为20kHz，小数环和VCO主环的环路带宽以此为依据进行设计，特点是频率步进值大、扫描速度快，但是本振近端的噪声特性很差。
[0071]2)窄带N分频模式:对应图1中环路滤波器9所在通道，射频开关切换至N分频器所在通道。本模式适用于整机单频段扫频宽度在20MHz和200MHz之间的场合，对应设置小数环最大步进频率2kHz，小数环和VCO主环的环路带宽以此为依据进行设计，其扫描速度低于宽带N分频模式，由于环路带宽相对降低，带外噪声有一定改善。
[0072]3)低相位噪声模式:对应图1中环路滤波器10所在通道，射频开关切换至取样器所在通道。此时扫频本振VCO主环反馈通道选择取样变频模式，相比于以上两种模式，这种情况下的相位噪声指标最高但扫描速度相对慢。
[0073]本发明中软件的设计主要依据以上三种模式及跨波段扫描四种情况设计正向扫频、回程扫频或跨波段扫频的控制流程，以实现接收机扫描速度或相噪指标的优化组合。
[0074]软件设计主要通过控制和数据处理模块使整机在不同的模式下实现不同的控制流程，从而达到最优的工作状态，主要包括以下四种情况，如图2所示:整机多波段模式扫描控制；整机单波段快扫模式的扫描控制；整机单波段下慢扫模式的扫描控制；整机单波段下低相噪模式的扫描控制。
[0075]如图2所示，一种基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法，包括如下步骤:
[0076]S1、根据输入起始频率、扫宽和分辨率带宽等信息判断是否进入多波段扫描模式，如果是，则进入多波段扫描模式；如果否，则转到步骤S2 ；
[0077]S2、判断扫宽是否满足大于200MHz，如果是，则进入单波段快扫模式；如果否，则转到步骤S3 ；
[0078]S3、判断扫宽是否满足不大于20MHz，如果否，则进入单波段慢扫模式；如果是，则进入低相噪扫描模式。
[0079]微波毫米波频段的接收机类测量仪器受限于混频器带宽、扫频本振的宽度以及为满足镜像频率抑制的要求，通常将整机的端口输入信号划分为多个波段进行开关滤波，最终统一下变频为一固定中频进行数字信号处理。通常波段之间的扫频本振频率是不连续的，上个波段的终止频率与下一波段之间的起始频率差值可能是几百MHz，也可能是数GHz的级别，目前对于跨波段本振信号切换的处理普遍的做法是当前波段扫频结束之后软件平台上直接设置下一个波段的起始频率点，锁相环以开环的方式等待VCO或YTO稳定到预期的频点，然后开始下一个波段的扫描，为了确保下一波段开始之前振荡器能够稳定下来，通常软件上取最大稳定时间，这个时间通常要达到50ms以上，如果整机有20个波段，仅仅波段之间VCO的稳定时间就要ls，这会严重影响到整机的扫描速度。
[0080]本发明中针对这一问题将跨波段扫描本振频率点的切换方式由开环方式更改为最大步进自动扫描的方式，这样跨波段的等待时间由50ms可降低至最高2ms，最低us级别，大大提高了整机的扫描速度。
[0081]具体的，多波段扫描模式，包括如下步骤:
[0082]S101、设置VCO主环的通道开关:VC0主环的模拟开关切换至环路滤波器8所在通道，反馈通路上的射频开关选择N分频器14所在通道，断开取样本振输出控制开关17 ；
[0083]S102、设置小数环I的扫描起始频率，等待50ms，使小数环I和VCO主环2稳定锁相；
[0084]S103、由于整机处于多波段扫描模式下,设定多波段扫描模式下有η个波段，η为大于I的数值，I彡i彡η,令i = I ;
[0085]S104、首先设置波段i的正向扫描参数，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描；其中，正向扫描参数包括频率步进值、扫描点数和初始扫描方向信息；
[0086]S105、正向扫描完成后，扫描频率停止在波段i的终止频率点，从主机软件中查表获得第i+Ι段的初始频率信息，根据波段i的终止频率和波段i+Ι的起始频率信息，判定小数环的扫描方向，由于波段过渡点不涉及到后端的数字信号处理及中断，扫描模式选择单向自动扫描，将小数环频率步进设为最大值20kHz，参数设置完毕，启动过渡波段的扫描；
[0087]S106、上一步骤频率扫描完成后，扫描频率点在波段i+Ι的起始频率点处，小数环有一定的频率误差，值小于20kHz，在环路滤波器的带宽之内，直接重设波段i+Ι的起始频率点以修正频率误差；
[0088]S107、i = i+Ι，若i彡n-1，则重复执行步骤S104到步骤S106，否则转到步骤S108 ；
[0089]S108、i = n，波段η的正向扫描完成之后，开始反向扫描，由于是在η个波段之间自动重复扫描，波段η的下一个波段为波段1，设置波段η的扫描参数，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描；扫描参数包括频率步进值、扫描点数和初始扫描方向信息；
[0090]S109、根据波段η的终止频率和波段I的起始频率信息，判定小数环I的扫描方向，扫描模式选择单向自动扫描，将小数环频率步进设为最大值20kHz，参数设置完毕，启动波段η至波段I的回扫过程；
[0091]SI 10、波段η回扫完成，扫描终止频率点在波段I起始频率点处，重置波段I的起始频率点以修正误差；
[0092]S111、重复步骤S103到步骤S110，执行自动重复扫描过程。
[0093]单波段快扫模式适用于单一波段整机扫宽设置大于200MHz的情况，主要目的是充分利用小数环和一本振主环的环路带宽实现扫描点之间的最大频率步进以改进扫描速度，由于分频比高，环路带宽宽，因此带内噪声差，造成小扫宽时观察到的本振近端噪声很差；因此整机扫宽在20MHz至200MHz时设计了单波段慢扫模式，减小一本振的环路带宽可以改善输出信号的近端带外噪声性能。两种模式的控制基本相同，主要区别在于VCO主环的环路滤波器的选择以及频率回扫时的频率步进量设置。
[0094]具体的，单波段快扫模式，包括如下步骤:
[0095]S201、设置VCO主环的通道开关:VCO主环的反馈通道的射频开关选择N分频器14所在通路，模拟开关选择环路滤波器8所在通道，断开取样本振输出控制开关17 ；
[0096]S202、设置小数环I的起始频率，等待50ms，使小数环I和VCO主环2稳定锁相；
[0097]S203、设置正向扫描参数，包括频率步进、扫描点数和扫描方向信息，扫描模式选择单步扫描以便同步进行数字中频滤波及视频检波等数据处理，参数设置完毕后，启动扫描;
[0098]S204、正向扫描完成后,设置反向扫描参数,小数环I频率步进值设置为20kHz,根据扫宽计算扫描点数，扫描模式选择单向自动扫描，以当前频率点作为起始扫描频率点启动回扫过程；
[0099]S205、步骤S204完成后，扫描终止频率停留在步骤S202设置的起始频率点处，小数环输出误差小于20kHz且小于环路滤波器的带宽，重新设置扫描的起始频率点修正该误差;
[0100]S206、重复步骤S203到步骤S205，执行自动重复扫描过程。
[0101]单波段慢扫模式，包括如下步骤:
[0102]S301、设置VCO主环的通道开关，其中，VCO主环反馈通道的射频开关选择N分频器14所在通路，模拟开关选择环路滤波器9所在通道，断开取样本振输出控制开关17 ；
[0103]S302、设置小数环I的起始频率，等待50ms，使小数环I和VCO主环2稳定锁相；
[0104]S303、设置正向扫描参数，包括频率步进、扫描点数和扫描方向信息，扫描模式选择单步扫描以便同步进行数字中频滤波及视频检波等数据处理，参数设置完毕后，启动扫描;
[0105]S304、正向扫描完成后，设置反向扫描参数，频率步进值设置为2kHz，根据扫宽计算扫描点数，扫描模式选择单向自动扫描，以当前频率点作为起始扫描频率点启动回扫过程;
[0106]S305、步骤S304完成后，扫描终止频率停留在步骤S302设置的起始频率点处，小数环输出误差小于2kHz且小于环路滤波器的带宽，重新设置扫描的起始频率点修正该误差;
[0107]S306、重复步骤S303到步骤S305，执行自动重复扫描过程。
[0108]由于采用了回扫控制过程，快速扫描模式下(小数环最大扫宽400MHz)的回扫时间从50ms降低至10us?2ms,慢速扫描模式下的回扫时间变为10us?Ims,改进了整机的扫描速度。
[0109]上述几种扫描模式中的扫频本振VCO主环的反馈通道均采用N分频模式，由于分频比高，带内相位噪声指标较差，不利于测试仪器对于低相位噪声信号的测量，所以当扫宽小于20MHz时选择VCO主环反馈通道切换至低噪声取样模式，通过降低分频比改善了相位噪声。低相噪模式覆盖的频率扫宽相对较窄，同时容易出现错锁至取样本振的其他谐波的情况，因此每一次扫描之前需要通过N分频器14进行频率预置。
[0110]具体的，低相噪扫描模式，包括如下步骤:
[0111]S401、首先软件平台设置VCO主环的反馈通道的射频开关切换至N分频器14所在通道，模拟开关选择环路滤波器9所在通道，以便进行取样模式下小数环I初始频率预置，同时断开取样本振输出控制开关17 ；
[0112]S402、设置N分频预置情况下的小数环起始频率点及取样本振频率，闭合取样本振输出控制开关，等待50ms，使小数环、VCO主环和取样本振环稳定锁相；
[0113]S403、切换VCO主环的反馈通路中射频开关至取样器15所在通道，切换VCO主环的模拟开关至选择环路滤波器10所在通道，等待1ms，使VCO主环2重新锁定；
[0114]S404、重新设置低相噪模式下小数环的起始频率点，等待1ms，小数环和VCO主环锁定；
[0115]S405、设置小数环的正向扫描参数，包括频率步进、扫描点数和扫描方向信息，扫描模式选择为单步扫描，以便同步进行数字中频滤波及视频检波等数据处理，参数设置完毕后，启动扫描；
[0116]S406、正向扫描完成后，设置回程扫描参数，频率步进值设为2kHz，根据整机的扫宽确定扫描点数，扫描模式选择单向自动扫描，以当前频率点为起始频率点启动回程扫描;
[0117]S407、步骤S406完成后，扫描终止频率点停留在用户设置的初始频率点处，重新设置频率点修正误差；
[0118]S408、重复步骤S405到步骤S407，执行自动重复扫描功能。
[0119]与单波段快扫和慢速扫描两种模式相比，低相噪模式的回扫过程基本一致，特点是需要进行步骤S402和步骤S403的小数环频率预置以防止VCO主环频率输出出现错锁情况。
[0120]当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
【权利要求】
1.一种基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法，接收机扫频本振包括小数环、VCO主环、取样本振环和控制与数据处理模块四个部分； VCO主环，包括参考M分频器、鉴相器、模拟开关、环路滤波器、宽带压控振荡器、反馈通道射频开关、N分频器、取样器和取样本振输出控制开关； 其中，环路滤波器有三组，分别为第一环路滤波器、第二环路滤波器和第三环路滤波器，通过模拟开关在三组环路滤波器之间择一切换； 通过反馈通道射频开关在N分频器与取样器之间择一切换； 其特征在于，包括如下步骤: S1、根据输入的起始频率、扫宽和分辨率带宽信息判断是否进入多波段扫描模式，如果是，则进入多波段扫描模式；如果否，则转到步骤S2 ； S2、判断扫宽是否满足大于200MHz，如果是，则进入单波段快扫模式；如果否，则转到步骤S3 ； S3、判断扫宽是否满足不大于20MHz，如果否，则进入单波段慢扫模式；如果是，则进入低相噪扫描模式。
2.根据权利要求1所述的基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法，其特征在于，所述步骤SI中，多波段扫描模式包括如下步骤: S101、设置VCO主环的通道开关:VC0主环的环路滤波器选择第一环路滤波器，VCO主环的反馈通道选择N分频器所在通道，断开取样本振输出控制开关； S102、设置小数环的扫描起始频率，等待50ms，使小数环和VCO主环稳定锁相； S103、设定多波段扫描模式下的η个波段，η为大于I的数值，I< i < η，令i = I ; S104、首先设置波段i的正向扫描参数，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描；其中，正向扫描参数包括频率步进值、扫描点数和初始扫描方向信息； S105、正向扫描完成后，根据波段i的终止频率和波段i+Ι的起始频率信息，判定小数环的扫描方向，扫描模式选择单向自动扫描，将小数环频率步进设为最大值20kHz，参数设置完毕，启动过渡波段的扫描； S106、上一步骤频率扫描完成后，扫描频率点在波段i+Ι的起始频率点处，有一定的频率误差，小数环误差值小于20kHz，在环路滤波器的带宽之内，直接重设波段i+Ι的起始频率点修正频率误差； S107、i= i+1，若i彡n-1，则重复执行步骤S104到步骤S106，否则转到步骤S108 ; S108、i= n，波段η的下一个波段为波段I，设置波段η的扫描参数，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描；其中，扫描参数包括频率步进值、扫描点数和初始扫描方向信息； S109、根据波段η的终止频率和波段I的起始频率信息，判定小数环的扫描方向，扫描模式选择单向自动扫描，将小数环频率步进设为最大值20kHz，参数设置完毕，启动波段η至波段I的回扫过程； S110、波段η回扫完成，扫描终止频率点在波段I起始频率点处，重置波段I的起始频率点修正误差； SI 11、重复步骤S103到步骤SI 10，执行自动重复扫描过程。
3.根据权利要求1所述的基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法，其特征在于，所述步骤S2中，单波段快扫模式包括如下步骤: S201、设置VCO主环的通道开关:VC0主环的反馈通道选择N分频器所在通道，VCO主环的环路滤波器选择第一环路滤波器，断开取样本振输出控制开关； S202、设置小数环的起始频率，等待50ms，使小数环和主环VCO稳定锁相； S203、设置正向扫描参数，包括频率步进、扫描点数和扫描方向信息，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描； S204、正向扫描完成后，设置反向扫描参数，频率步进值设置为20kHz，根据扫宽计算扫描点数，扫描模式选择单向自动扫描，以当前频率点作为起始扫描频率点启动回扫过程； S205、步骤S204完成后，扫描终止频率停留在步骤S202设置的起始频率点处，小数环输出误差小于20kHz且小于环路滤波器的带宽，重新设置扫描的起始频率点修正该误差； S206、重复步骤S203到步骤S205，执行自动重复扫描过程。
4.根据权利要求1所述的基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法，其特征在于，所述步骤S3中，单波段慢扫模式包括如下步骤: S301、设置VCO主环的通道开关:VC0主环的反馈通道选择N分频器所在通道，VCO主环的环路滤波器选择第二环路滤波器，断开取样本振输出控制开关； S302、设置小数环的起始频率，等待50ms，使小数环和主环VCO稳定锁相； S303、设置正向扫描参数，包括频率步进、扫描点数和扫描方向信息，扫描模式选择单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描； S304、正向扫描完成后，设置反向扫描参数，频率步进值设置为2kHz，根据扫宽计算扫描点数，扫描模式选择单向自动扫描，以当前频率点作为起始扫描频率点启动回扫过程； S305、步骤S304完成后，扫描终止频率停留在步骤S302设置的起始频率点处，小数环输出误差小于2kHz且小于环路滤波器的带宽，重新设置扫描的起始频率点修正该误差； S306、重复步骤S303到步骤S305，执行自动重复扫描过程。
5.根据权利要求1所述的基于全程锁相技术的提高接收机扫描速度的方法，其特征在于，所述步骤S3中，低相噪扫描模式包括如下步骤: S401、设置VCO主环的通道开关:VC0主环的反馈通道选择N分频器所在通道，VCO主环的环路滤波器选择第二环路滤波器，同时断开取样本振输出控制开关； S402、设置分频预置情况下的小数环起始频率点及取样本振频率，闭合取样本振输出控制开关，等待S0ms，使小数环、VCO主环和取样本振环稳定锁相； S403、切换VCO主环的反馈通道至取样器所在通道，切换VCO主环的环路滤波器为第三环路滤波器，等待1ms，使主环VCO重新锁定； S404、重新设置低相噪模式下小数环的起始频率点，等待1ms，小数环和VCO主环锁定； S405、设置小数环的正向扫描参数，包括频率步进、扫描点数和扫描方向信息，扫描模式选择为单步扫描，参数设置完毕后，启动扫描； S406、正向扫描完成后，设置回程扫描参数，频率步进值设为2kHz，根据扫宽确定扫描点数，扫描模式选择单向自动扫描，以当前频率点为起始频率点启动回程扫描； S407、步骤S406完成后，扫描终止频率点停留在用户设置的初始频率点处，重新设置频率点修正误差； S408、重复步骤S405到步骤S407，执行自动重复扫描功能。
【文档编号】H03L7/08GK104378105SQ201410524974
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】李柏林, 苏勇辉, 王栋, 肖江涛 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所