[发明专利]锁相环系统

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，更具体地涉及一种锁相环系统。

背景技术

锁相环系统是指一种电路或者模块，它用于在通信的接收机中，其作用是对接收到的信号进行处理，并从其中提取某个时钟的相位信息。或者，对接收到的信号，仿制一个时钟信号，使得这两个信号是同步的或者相干的。且在锁定情形下，能使输出的信号的频率和相位均与输入信号保持确定关系。因此在集成电路中得到广泛的应用。

请参阅图1，图1为现有技术中锁相环系统的结构图。现有技术中的锁相环系统由鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP、低通滤波器LPF、压控振荡器VCO及数字分频器DIV组成；其中，鉴频鉴相器PFD分别和数字分频器DIV、外部输入端及电荷泵CP连接，以用于比较外部输入端输入的信号Fin和数字分频器DIV输出的反馈信号Fb之间的相位差，并产生控制信号以控制电荷泵CP；电荷泵CP和所述低通滤波器LPF及压控振荡器VCO连接，所述电荷泵CP受控制信号的控制，对低通滤波器LPF内的滤波电容进行充电或放电；低通滤波器LPF连接于电荷泵CP与压控振荡器VOC之间,用于滤除电荷泵CP输出电压的高频抖动；压控振荡器VCO在滤波电容上电压的控制下产生输出信号Fout；数字分频器DIV与压控振荡器VCO连接用于将输出信号Fout进行分频后得到反馈信号Fb；且电荷泵CP、低通滤波器LPF及压控振荡器VCO共同连接而形成节点VC，节点VC的电压值即为压控振荡器VCO输入端的电压值。

通过上术现有技术的锁相环系统，锁相环系统从启动到完全锁定通常需要很长时间，其锁定时间一般在百分之一毫秒级，这将使得与锁相环系统配合使用的其它器件的工作效率没法提高。

因此，有必要提供一种改进的锁相环系统来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种锁相环系统，该锁相环系统可快速地实现稳定的锁定，提高了锁相环的工作效率。

为实现上述目的，本发明提供一种锁相环系统，包括鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器及数字分频器，所述鉴频鉴相器分别和数字分频器、外部输入端及电荷泵连接，所述鉴频鉴相器用于比较外部输入端输入的信号和数字分频器输出的反馈信号之间的相位差，并根据比较结果产生控制信号；所述电荷泵和所述低通滤波器及压控振荡器连接，所述电荷泵在所述控制信号的控制下，对低通滤波器内的滤波电容进行充电或放电；所述低通滤波器连接于所述电荷泵与压控振荡器之间，用于滤除所述电荷泵输出电压的高频抖动；所述压控振荡器在电压的控制下产生相应的输出信号；所述数字分频器还与所述压控振荡器连接，所述数字分频器用于将压控振荡器产生的输出信号进行分频以得到反馈信号，并将所述反馈信号输入至所述鉴频鉴相器；其中，所述锁相环系统还包括频率判决器与压控电流源,所述频率判决器预设有期望值范围，且所述期望值范围为当锁相环系统进入锁定状态后外部输入端输入的信号和所述压控振荡器输出的信号的频率比值的范围，所述频率判决器的输入端分别与外部输入端及压控振荡器连接，所述频率判决器对外部输入端输入的信号及所述压控振荡器输出的信号的频率进行比较而得出比较结果，并根据预设的期望值范围对比较结果进行判决，且根据判决结果输出高/低电平，所述压控电流源分别和所述频率判决器及滤波电容连接，所述频率判决器输出的电压控制所述压控电流源的开/关，且当所述比较结果小于期望值范围的下限时，所述频率判决器输出的电平使所述压控电流源打开，以给所述滤波电容充电。

较佳地，所述的锁相环系统还包括压控电流沉，所述压控电流沉分别与频率判决器及滤波电容连接，且所述压控电流沉一端接地，所述频率判决器输出的电压控制所述压控电流沉的开/关，且当所述比较结果大于期望值范围的上限时，所述频率判决器输出的电平使所述压控电流沉打开，以使所述滤波电容放电。

较佳地，所述频率判决器具有第一输出端与第二输出端，且所述第一输出端与所述压控电流源连接，所述第二输出端与所述压控电流沉连接。

较佳地，当所述比较结果小于期望值范围的下限时，所述频率判决器的第一输出端输出高电平，以打开所述压控电流源，且所述频率判决器的第二输出端输出低电平，以关闭所述压控电流沉。

较佳地，当所述比较结果大于期望值范围的上限时，所述频率判决器的第一输出端输出低电平，以关闭所述压控电流源，且所述频率判决器的第二输出端输出高电平，以打开所述压控电流沉。

较佳地，当所述比较结果位于期望值范围内时，所述频率判决器的第一输出端与第二输出端均输出低电平，所述压控电流源及压控电流沉均关闭。