[发明专利]判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路及方法

权利要求书

1.一种判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路，其特征在于，包括第一功分器、环内混频锁相环和错锁判定电路，将REF信号θ_ref(t)通过第一功分器等相功分两路输出，分别接入环内混频锁相环和错锁判定电路作为参考信号；

所述环内混频锁相环包括鉴相器、环路滤波器、VCO、第二功分器和混频器，将VCO输出信号θ_VCO(t)通过第二功分器等相功分三路输出，分别作为锁相输出、环内混频锁相环的返回混频信号、错锁判定电路中的可变分频器输入信号；其中一路θ_VCO(t)与插入信号θ₁(t)信号混频、滤波后，送入鉴相器；

所述错锁判定电路包括可变分频器和错锁判别器，可变分频器对功分输出的VCO输出信号进行分频处理后输出到错锁判别器。

2.根据权利要求1所述的判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路，其特征在于，

定义环内混频锁相环获得的输出信号为θ_VCO(t)＝θ_rf(t)+θ₁(t)，可变分频器的控制分频值为2；

所述环内混频锁相环中，设置环路滤波器、鉴相器内R分频值为R₁、N分频值为N₁以及其他鉴相器寄存器参数，使环内混频锁相环锁定，鉴相器锁定指示输出高电平；

所述错锁判定电路中，设置错锁判定电路中R分频值同样为R₁、N分频值为N₂，当环内混频锁相环锁定时，就会出现如下两种情况：

a)当VCO锁定频率正确，即θ_VCO(t)＝θ_rf(t)+θ₁(t)时，由公式(1)，设定N₂值后，错锁判别中锁定检测两个输入端的信号频率就会相同，且同源相参，此时再合理设定检测时间窗口后，锁定判别电路会输出高电平，表示环内混频锁相环正确锁定；

b)当VCO锁定频率不正确，即θ_VCO(t)＝θ₁(t)-θ_rf(t)时，由公式(1)，设定N₂值后，错锁判别中锁定检测两个输入端的信号频率是不同的，此时再合理设定检测时间窗口，两者也不会连续出现在检测时间窗口内，锁定判别电路会输出低电平，表示环内混频锁相环错误锁定；

其中，θ_div(t)为可变分频器输出信号；

取环内混频锁相环的锁定指示电平定义为b₁位和错锁判别电路中的锁定指示电平定义为b₀位，当b₁b₀＝11时，表示环内混频锁相环输出频率正确锁定；当b₁b₀＝10时，表示环内混频锁相环输出频率错误锁定；其他情况为未锁定。

3.根据权利要求1所述的判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路，其特征在于，所述鉴相器中包括R分频器、鉴相电路、CP电路、N分频器和锁定检测电路，R分频器将进入REF端的信号分频后进入鉴相电路和锁定检测电路，N分频器将进入RF端的信号分频后进入鉴相电路和锁定检测电路，鉴相电路和CP电路将送入的两路信号相位差信息转换为电流值输出。

4.根据权利要求1所述的判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路，其特征在于，所述混频器将功分输出的一路VCO信号θ_VCO(t)与插入信号θ₁(t)下混频后进入鉴相器的RF端；插入信号θ₁(t)频率依据VCO输出频率和混频后频率θ_rf(t)确定，且输入混频的插入信号相位噪声水平优于反馈信号。

5.根据权利要求1所述的判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路，其特征在于，所述环路滤波器包括有源或无源环路滤波器。

6.根据权利要求1所述的判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路，其特征在于，所述VCO根据给定的调谐电压值输出相应频率的正弦波信号。