[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

说明书

本发明公开了一种判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路及方法，属于微波频率合成器技术领域，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。本发明实现了对错锁信号的有效判定，为错锁后及时触发重新锁定提供了依据，避免错锁定后无法有效检测，导致输出信号错误的问题，提升了环内混频锁相环的可靠性。

技术领域

本发明涉及微波频率合成器技术领域，更为具体的，涉及一种判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路及方法。

背景技术

锁相环信号锁定判别技术广泛应用于锁相频率合成技术中，其功能是判定锁相环电路中VCO输出信号是否锁定在参考信号上，在常规锁相环电路中，锁定判别电路常集成在鉴相器中，典型原理见图1所示，其工作原理是根据要锁定的频率设置参考分频比和RF端反馈信号分频比后，设定合适的时间检测窗口后，当锁相环锁定时，参考分频信号和RF端反馈分频信号会依固定相差(时间差)落在检测窗口内，当连续落在检测窗口内2048次时，锁定电路就判定环路锁定，输出高电平，反之则输出低电平。该锁定指示电路在锁相环单环电路中使用时可准确判定最终的VCO输出信号是否正确锁定，但在如图2所示的环内混频锁相电路中时，若使用这种单一集成在鉴相电路中锁定判别电路时，当锁定检测电路检测到锁定时，也存在锁定错误判定的可能。本领域人员亟待解决这一技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路及方法，实现了对信号错锁的有效判定，为错锁后及时触发重新锁定提供了依据，避免错锁定后无法有效检测，导致输出信号持续错误的问题，提升了环内混频锁相环的可靠性等。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种判断环内混频锁相环信号频率错误锁定的电路，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。

进一步地，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；