[发明专利]锁相回路装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种频率调整电路，且特别有关于一种自动调整锁相回 路的装置与方法。

背景技术

锁相回路(Phase Locked Loop；PLL)为一种电路，能够将一振荡器所产 生的一输出信号，与一参考或输入信号在频率及相位上同步。

于一锁相回路中，压控振荡器利用电压作为频率控制的变数。除了电压 之外，亦可以利用电流或其它可变化的电子参数。一般而言，当压控振荡器 的输出频率超过一既定范围时，则该锁相回路将无法锁住预期的频率。该既 定范围是对应于一振荡频率，且与该压控振荡器的一控制电压特性相关。若 该压控振荡器的一振荡频率大于该既定范围的一指定最大值，或小于该既定 范围的最小值，会导致该锁相回路的输出信号频率无法与该锁相回路的一输 入信号相对应。于此情况下，该锁相回路变成无法锁住频率。虽然该锁相回 路的输出信号会进行振荡，以驱使该回路回到“锁住”的状态，但因为振荡 的频率依然太高或过低，使得该锁相回路无法执行预期的功能。因此，当该 回路无法顺利锁住频率时，需要一种能够“锁住”该锁相回路的装置与方法。

美国第6,956,416号专利是揭露一种能够改善锁相回路效能的程序。该专 利文件是揭露减低锁相回路产生非预期操作状态的可能性。根据该锁相回路 的一输出信号与该压控振荡器的一输出电压，一控制电路周期性地判断该锁 相是否正确的操作。当该锁相回路达到一个锁住状态，该控制电路触发一信 号STABLE，用以表示该输出信号可以被使用。否则，当该锁相回路无法达 到一个锁住状态，该控制电路随后根据一信号ENABLE重置该锁相回路。重 置之后，该锁相回路将重新启动并达到该锁住状态。然而，由上述发现，该 专利文件并无揭露或说明任何钳制的方法，用以将该锁相回路由无法锁住的 状态，回复到能够锁住的状态。

有鉴于此，需要一种低成本、更可靠且改良的锁相回路装置。再者，更 需一种锁相回路装置与控制方法，能够侦测并确保该锁相回路的正常操作。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种改良的锁相回路装置，且具有自我调整 的功能，无须外部的控制。于一实施例中，该锁相回路装置包括：一相位/频 率检测器，用以产生一比较信号；一电荷泵，是耦接于该相位/频率检测器， 根据该比较信号产生一泵电流；以及一低通滤波器，是耦接于该电荷泵，依 据该泵电流产生一操作电压。该锁相回路装置更包括一压控振荡器，是用以 依据该操作电压产生一输出时脉信号。再者，该锁相回路装置更包括一控制 单元，是耦接于该低通滤波器与该压控振荡器，当该输出时脉信号的频率超 过一既定频率范围时，用以将该操作电压钳制至一既定电压准位。该控制单 元更包括一电压比较器、一时脉检测器和一电压转换器。该电压比较器是依 据该操作电压与一内部参考电压间的电压差，用以提供一第一输出信号。该 时脉检测器是耦接于该电压比较器与该输出时脉，根据该第一输出信号与该 输出时脉信号，用以产生一第二输出信号。该电压转换器是耦接于该时脉检 测器，依据该第二输出信号，用以将该操作电压钳制至该既定电压准位。当 该操作电压被钳制至该既定电压准位时，该锁相回路即可以锁住频率。

于另一实施例中，本发明是揭露一种控制方法，用以调整超出一既定频 率范围的振荡频率。该控制方法包括：依据一参考时脉信号与一回授时脉信 号间的一相位差，由一相位/频率检测器产生一比较信号；根据该比较信号， 一低通滤波器产生一操作电压；根据该操作电压，从耦接于该低通滤波器的 一压控振荡器产生该输出时脉信号；利用一控制单元判断该输出时脉信号的 频率是否于该既定频率范围内；根据该控制单元的判断，当该输出时脉信号 的频率超出该既定频率范围时，将该操作电压钳制至一既定电压准位。此外， 钳制该操作电压的步骤更包括：通过一电压比较器比较该操作电压与一内部 参考电压，用以提供一第一输出信号；依据该第一输出信号与该输出时脉信 号，由一时脉检测器产生一第二输出信号；依据该第二输出信号，通过耦接 于该时脉检测器的一电压转换器，该操作电压将被校准在该既定电压准位。 因此，该锁相回路装置可以将该输出时脉信号维持在该既定频率范围之内。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例， 并配合所附图示，详细说明如下。

附图说明

图1是显示本发明的一锁相回路装置方块图；

图2是显示图1的控制单元方块图；