[发明专利]一种避免锁相环大跨度失锁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是一种避免锁相环大跨度失锁的方法。

背景技术

锁相环是一种能够实现相位自动跟踪的闭环系统。简单点说，锁相环是这样一个系统，通过环路自身的反馈调节作用，能使输出信号的频率和相位与输入信号的频率和相位达到同步状态。

锁相环技术一直在飞速的发展，到了现代由于数字技术的发展推动了锁相环技术的进步，同时锁相环的产品也开始从通信、航空、卫星、雷达、导航、计算机到家用电器及电子领域，由于通信、电子行业的快速发展，锁相环的产品出现了很大的需求，在通信领域，国内市场就存在巨大的潜力。

由于信号源的应用越来越广泛，信号源作为各种系统的核心部件，有着至关重要的作用，他的好坏影响到整个系统运行的好坏，现代的信号源一般由锁相环组成。从锁相环的组成来看，主要由鉴相器，环路滤波器和压控振荡器这三个基本部分组成一个反馈环路。随着集成电路的发展，很多的功能都被模块化，国内外都出现了很多好的产品和软件，因此锁相环的调试和设计也变得相对简单得多，同时锁相软件对设计的辅助作用也有大大的提高。一般设计的锁相环都会跟据设计的指标要求选择相应厂家的压控振荡器和鉴相器。这样，鉴相器和压控振荡器都有其固定的参数。根据方案设计好构架后，后期就是进行环路滤波器的调试来对整个的锁相环路进行修改，因为锁相环系统是一个非线性系统，在已知鉴相器和压控振荡器参数的情况下仍无法求解，只有用近似的方法进行分析，但这难免会有错误，这会造成调试锁相环路的难度大大增加，合适的环路参数很难确定。

因此锁相环路的调试的核心就在于环路滤波器的选型和具体数值的选择，在确定好参数之后，如果再次进行修改的话，又会是一次特别麻烦的调试过程。

现有的技术一般都是通过调整锁相环的硬件，尤其是通过设计的要求来选择一个合适环路滤波器参数来改善环路的锁定性能。为了追求更快的锁定时间，会通过增大环路的带宽来实现。为了降低环路的杂散，则通过降低环路的带宽来实现。同时也要考虑到环路的自激状况，因此一个好的环路参数很难确定。对于锁相环路的环路滤波器来说，由于环路的非线性，环路方程无法求解，一般都是通过近似的方式求解环路滤波器的各个参数，没有很好的指导作用，主要工作还是后期的调试，即使是调整硬件这种方式来解决的话，也会因为调试的盲目性造成效率低和耗时长。环路参数的修改还有可能会牵一发动全身，在其他某些工作情况下留下隐患，综合来说这不是一个很好的解决方案。

很多的时候为了追求环路的速度，会增大环路带宽，但是环路的带宽增大会影响整个环路的性能，甚至造成整个环路的失锁。而锁相环的捕获带又与环路带宽成正比，合适的环路带宽不代表合适的捕获带，就会有环路带宽合适，但是捕获带不够大，这就造成了锁相环在大跨度锁相的过程中有失锁现象的产生。

发明内容

为了解决现有技术中锁相环大跨度的失锁的问题，本发明提出一种避免锁相环大跨度失锁的方法，采用软件人为缩小锁相环的跳频间隔，让锁相环分步的跳频到所要求的频率上去，这种不改变环路参数，只通过改变锁相环状态的方法，避免了硬件调试的盲目性和不确定性，节约调试时间，提高调试的效率。

本发明采用如下技术方案：

一种避免锁相环大跨度失锁的方法，所述方法使锁相环阶梯性跳频到所要求的频率，不改变环路参数，只改变锁相环状态，所采用的步骤如下：

(1)设定锁相环要求锁定的终止频率值Freq(n)，设定锁相环的最大频率跨度△ω_max；

(2)检测锁相环当前的频率值为Freq(i)，比较|Freq(n)-Freq(i)|与△ω_max的大小，如果|Freq(n)-Freq(i)|<△ω_max，锁相环直接锁定终止频率值Freq(n)，如果|Freq(n)-Freq(i)|>△ω_max，执行步骤(3)；

(3)设定中间频率Freq(i+1)的频率值写入寄存器，触发锁相环，延迟时间△t后比较|Freq(n)-Freq(i+1)|与△ω_max的大小，如果|Freq(n)-Freq(i+1)|<△ω_max，锁相环直接锁定终止频率值Freq(n)，如果|Freq(n)-Freq(i+1)|>△ω_max，执行步骤(4)；