[发明专利]一种多段式VCO在不同频率误差场景下的校准方法及电路

说明书

本发明公开了一种多段式VCO在不同频率误差场景下的校准方法及电路，该方法包括对频段n最高频率校准子流程的补充和对频段n最低频率校准子流程的补充，对频段n最高频率校准子流程的补充中，先校准得到频段n的最低频率，然后再校准得到频段n的最高频率；对频段n最低频率校准子流程的补充中，此时校准后的频段n最高频率已经通过现有方法得到，只需要使用该方法校准得到频段n的最低频率即可。本发明保证不同批次间多段式VCO、全温(高温、低温、常温)状态下同批次多段式VCO频率分段均能完全覆盖宽带频率范围，并且增加了多段式VCO的锁相环频率校准方法的应用场景，校准方法对多段式VCO的已知信息要求降低。

技术领域

本发明涉及射频微波技术领域，尤其涉及到一种多段式VCO在不同频率误差场景下的校准方法及电路。

背景技术

锁相环电路是一个闭环系统，该系统最关键的三个器件是：鉴相器、环路滤波器、VCO。VCO是该电路的重要组成部分，近年来有一种多段式VCO开始应用于锁相环，如图1所示。

频率多段式VCO与传统宽带VCO相比，具有更低的相位噪声。频率多段式VCO的最大特点是将频率分成若干段，因此选择合适的频段组合完全覆盖所有频段是电路设计的关键点。但是存在一个无法避免的缺点，由于材料、工艺等的限制，不同批次的产品的频段划分情况会有差异，因此需要针对其不同频段进行频率校准。

现有的基于多段式VCO的锁相环频率校准电路原理框图如图2，现有的频率校准方法可以对多段式VCO或常规宽带VCO进完成频率校准，具体内容见专利：CN202110448664.4。对该专利的频率校准方法流程图进行整理，可得图3所示的现有基于多段式VCO的锁相环频率校准方法简图。

对于多段式VCO，如果加工制造的误差已经超过某一频段产品手册标称最高频率和标称最低频率之差，某一频段的实际最高频率和实际最低频率与产品手册该频段标称最高频率和标称最低频率的相对位置关系存在图4所示意的几种场景(可能存在其他场景未全部列举，但不影响阐述本发明专利的思想)。图4中多段式VCO某一频段实际最低频率和实际最高频率分别用SD和SG表示，多段式VCO某一频段标称最低频率和标称最高频率分别用用BD和BG表示。定义SPAN[XX，XX]为区间[XX,XX]的长度，物理意义为XX和XX的频率带宽，XX可以为SD、SG、BD、BG的任意变量。

图4场景A中，多段式VCO的实际最低频率和实际最高频率包含于标称最低频率和标称最高频率之间，即并且实际最低频率和实际最高频率的频率带宽远小于标称最低频率和标称最高频率的频率带宽(小于两倍以上认为是远小于)，即SPAN[SD,SG]＜2×SPAN[BD,BG]，这种场景下，采用现有校准方法，选择的比例因子如果太大，会一直执行图3中频段n最低频率校准子流程或频段n最高频率校准子流程，无法得出正确的频率校准值。

图4场景B和场景C中，多段式VCO的实际最低频率和实际最高频率的区间与标称最低频率和标称最高频率的区间没有交集，即这种场景下，无论比例因子如何选择，总会有一个频率值无法进行校准：场景B中的最低频率校准会一直执行图3的频段n最低频率校准子流程，场景C中的最高频率校准会一直执行图3的频段n最高频率校准子流程，如果不打断程序的，将一直执行下去。

因此，需要提供一种多段式VCO在不同频率误差场景下的校准方法，以消除已有多段式VCO的锁相环频率校准方法对于上述应用场景校准时存在的无法进行准确校准的情况。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多段式VCO在不同频率误差场景下的校准方法及电路，旨在解决已有多段式VCO的锁相环频率校准方法对于特殊应用场景校准时存在的无法进行准确校准的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种多段式VCO在不同频率误差场景下的校准方法，所述方法包括以下步骤：

S101：赋值n＝n+1，控制单元的控制器向多段式VCO发送指令，控制多段式VCO工作在频段n；