快速锁定电路及其控制方法与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种快速锁定电路及其控制方法。

背景技术：

1、锁相环(phase locked loop，pll)被广泛用于频率锁定。图1是现有技术中锁相环锁定的波形图，如图1所示，锁相环进行频率锁定包括以下三个阶段(图1中的横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示频率)：

2、捕获阶段t1：频率切换时，振荡频率和相位和参考频率差非常大，锁相环尚未锁定，需要环路和泵电流来捕获目标频率。

3、跟踪阶段t2：振荡频率与参考时钟的相位差不稳定，锁相环没有完全锁定，需要环路滤波电路去控制vco(压控振荡器，voltage controlled oscillator)的频率，直至相位差固定，输出固定的电压。

4、稳定阶段t3：振荡频率与参考频率相位差固定，锁相环泵电流经过环路后输出稳定的电压，vco振荡出固定的振荡频率，锁相环处于锁定的状态。

5、对讲机等通信设备在高斯滤波最小频移键控(gmsk，gaussian filtered minimumshift keying)模式下，需要在集群入网模式或异频双工模式下，将频率切换的时间控制在1ms内。传统的单锁相环和单个滤波环路的方式，频率切换的时间在3-7ms。现有降低频率切换时间的方法主要包括：一是采用集成2个锁相环模块的双锁相环芯片，收发锁相环独立工作实现收发同时锁定的要求，但成本较高；二是使用两个单独的锁相环芯片，但成本较高且会造成整个电路的体积较大；三是使用收发频率共用一个锁相环芯片，通过开关方式控制多个滤波环路，但电路调试和控制实现较复杂。

6、综上，现有技术存在体积大、成本高、调试复杂和难以实现等不足。

技术实现思路

1、本发明提供一种快速锁定电路及其控制方法，用以解决现有技术中体积大、成本高和调试复杂的缺陷，实现体积小、成本低且调试简单的快速锁定电路。

2、本发明提供一种快速锁定电路，包括：锁相环芯片、压控振荡器、环路滤波电路、控制器、充电电路和放电电路；

3、所述锁相环芯片与所述环路滤波电路的第一端连接；所述放电电路与所述环路滤波电路的第一端连接；所述充电电路与所述环路滤波电路的第二端连接；所述环路滤波电路的第三端与所述压控振荡器连接；所述控制器，分别与所述充电电路和所述放电电路连接；

4、所述充电电路，用于作为外挂的电荷泵对所述环路滤波电路进行充电处理；

5、所述放电电路，用于对所述锁相环芯片向所述环路滤波电路输出的电压进行放电处理；

6、所述控制器，用于控制所述充电电路的充电时长和所述放电电路的放电时长。

7、根据本发明提供的一种快速锁定电路，所述充电电路包括：第一开关和恒流源；所述第一开关的使能端与所述控制器连接；所述第一开关的输出端与所述恒流源的输入端连接；所述恒流源的输出端与所述环路滤波电路的第二端连接；

8、所述控制器，具体用于控制所述第一开关，以使得所述恒流源对所述环路滤波电路进行第一时长的充电。

9、根据本发明提供的一种快速锁定电路，所述放电电路包括：第二开关；所述第二开关的使能端与所述控制器连接；所述第二开关的放电端与所述环路滤波电路的第一端连接；所述第二开关的接地端接地；

10、所述控制器，具体用于控制所述第二开关的放电端和所述第二开关的接地端导通，在所述第二开关的放电端和第二开关的接地端导通第二时长之后，控制所述第二开关的放电端和所述第二开关的接地端断开。

11、根据本发明提供的一种快速锁定电路，所述控制器包括微控制单元。

12、根据本发明提供的一种快速锁定电路，所述恒流源包括两个型号相同的三极管。

13、本发明还提供一种快速锁定电路的控制方法，包括：

14、在环路滤波电路的输出电压的上升阶段，锁相环芯片内置的电荷泵向所述环路滤波电路充电并且控制器控制充电电路对所述环路滤波电路进行充电处理的充电时长；

15、在所述环路滤波电路的输出电压的下升阶段，所述控制器控制放电电路对所述锁相环芯片向所述环路滤波电路输出的电压进行放电处理的放电时长。

16、根据本发明提供的一种快速锁定电路的控制方法，所述控制器控制充电电路对所述环路滤波电路进行充电处理的充电时长，具体包括：

17、所述控制器控制第一开关导通，以使得恒流源对所述环路滤波电路进行处理；

18、在第一时长之后，所述控制器控制所述第一开关关断，以使得所述恒流源停止对所述环路滤波电路进行处理。

19、根据本发明提供的一种快速锁定电路的控制方法，所述控制器控制放电电路对所述锁相环芯片向所述环路滤波电路输出的电压进行放电处理的放电时长，具体包括：

20、所述控制器控制第二开关的放电端和所述第二开关的接地端导通；

21、在第二时长之后，所述控制器控制所述第二开关的放电端和所述第二开关的接地端断开。

22、根据本发明提供的一种快速锁定电路的控制方法，所述控制器控制充电电路对所述环路滤波电路进行充电处理的充电时长之前，还包括：

23、所述控制器存储所述第一时长。

24、根据本发明提供的一种快速锁定电路的控制方法，所述控制器控制放电电路对所述锁相环芯片向所述环路滤波电路输出的电压进行放电处理的放电时长之前，还包括：

25、本发明提供的快速锁定电路及其控制方法，通过充电电路作为外挂的电荷泵对环路滤波电路进行充电处理，实现快速充电，缩短充电时间，并通过放电电路进行快速放电，缩短放电时间，能缩短锁定时间，整个电路的体积更小、成本更低、更易于调试，能更方便实施，能满足对讲机等通信设备的集群入网模式和异频双工模式的需求。

技术特征：

1.一种快速锁定电路，其特征在于，包括：锁相环芯片、压控振荡器、环路滤波电路、控制器、充电电路和放电电路；

2.根据权利要求1所述的快速锁定电路，其特征在于，所述充电电路包括：第一开关和恒流源；所述第一开关的使能端与所述控制器连接；所述第一开关的输出端与所述恒流源的输入端连接；所述恒流源的输出端与所述环路滤波电路的第二端连接；

3.根据权利要求1所述的快速锁定电路，其特征在于，所述放电电路包括：第二开关；所述第二开关的使能端与所述控制器连接；所述第二开关的放电端与所述环路滤波电路的第一端连接；所述第二开关的接地端接地；

4.根据权利要求1所述的快速锁定电路，其特征在于，所述控制器包括微控制单元。

5.根据权利要求2所述的快速锁定电路，其特征在于，所述恒流源包括两个型号相同的三极管。

6.一种快速锁定电路的控制方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的快速锁定电路的控制方法，其特征在于，所述控制器控制充电电路对所述环路滤波电路进行充电处理的充电时长，具体包括：

8.根据权利要求6所述的快速锁定电路的控制方法，其特征在于，所述控制器控制放电电路对所述锁相环芯片向所述环路滤波电路输出的电压进行放电处理的放电时长，具体包括：

9.根据权利要求7所述的快速锁定电路的控制方法，其特征在于，所述控制器控制充电电路对所述环路滤波电路进行充电处理的充电时长之前，还包括：

10.根据权利要求8所述的快速锁定电路的控制方法，其特征在于，所述控制器控制放电电路对所述锁相环芯片向所述环路滤波电路输出的电压进行放电处理的放电时长之前，还包括：

技术总结
本发明提供一种快速锁定电路及其控制方法，该电路包括：锁相环芯片、压控振荡器、环路滤波电路、控制器、充电电路和放电电路；锁相环芯片与环路滤波电路的第一端连接；放电电路与环路滤波电路的第一端连接；充电电路与环路滤波电路的第二端连接；环路滤波电路的第三端与压控振荡器连接；控制器，分别与充电电路和放电电路连接；充电电路，用于作为外挂的电荷泵对环路滤波电路进行充电处理；放电电路，用于对锁相环芯片向环路滤波电路输出的电压进行放电处理；控制器，用于控制充电电路的充电时长和放电电路的放电时长。本发明提供的快速锁定电路及其控制方法，能缩短锁定时间，整个电路的体积更小、成本更低、更易于调试，能更方便实施。

技术研发人员：胡展威,王国豪,王卫华
受保护的技术使用者：广州海格通信集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12