[发明专利]保持锁相环电路环路带宽的方法及锁相环电路调试方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种保持锁相环电路环路带宽的方法及锁相环电路调试方法。

背景技术

当前的无线通讯芯片广泛使用频率调制技术进行数字无线通讯，例如，常见的WIFI、蓝牙等通讯芯片。当无线通讯芯片采用频率调制技术时，有两种方式实现基带信号至射频信号的频率调制：一种方式是将数字基带信号通过DAC(Digital to Analog Converter：数模转换器)转换成模拟基带信号，然后通过模拟基带信号和上变频混频器的混频运算转换成射频调制信号，最后通过射频功率放大器芯片将其发射出去；另外一种方式是利用数字基带信号直接调制小数分频的锁相环频率综合器得到射频调制信号，这可以省去DAC和上变频混频器，对无线射频收发机芯片的功耗和面积带来极大的改善，目前已经成为频率调制器主流的实现方式。

上文所述的利用数字基带信号对小数分频的锁相环频率综合器进行直接调制的方式，一般将数字基带信号在锁相环的数字Sigma-Delta调制器处输入。从Sigma-Delta调制器的输入端到锁相环频率综合器的输出端的系统传递函数表现为低通的特性。因此，要保证基带信号无损失的通过射频调制信号发射出去，要保证锁相环的环路带宽大于芯片的通讯速率。

锁相环环路的开环表达式为：

锁相环环路的闭环表达式为：

从上面两个表达式可以看出，锁相环的环路带宽由Icp(电荷泵的电流)、N(分频器的分频倍数)和Kvco(VCO的频率增益)以及H_lpf(s)(环路滤波器的传递函数)决定。其中，H_lpf(s)一般由无缘器件构成，具有较大的稳定性；N的取值随无线通讯的频率改变而改变。

为了减小锁相环本振信号的相位噪声，必须减小VCO(Voltage Controlled Oscillator：压控振荡器)的频率增益，同时保证VCO覆盖足够大的频率范围，一般在VCO内部采用开关电容阵列，使得VCO具有多条频率曲线。相邻频率曲线之间互相交叠保证VCO连续覆盖目标频段，同时每条频率曲线的频率增益(Kvco)较小。但是不同频率曲线的Kvco存在差异，频率较高的曲线具有较大的Kvco。具有多条频率曲线的VCO会在锁相环工作初始阶段对VCO进行校正，以确定选择哪一条频率曲线，锁相环需要锁定在较高频率时，VCO校正完成之后，频率较高的曲线会被选中；反之频率较低的曲线会被选中。

根据上述描述可知，无线通讯芯片工作在不同频率时，如果Icp维持固定值，锁相环的环路带宽会因为N和Kvco的改变而改变，如果锁相环的带宽小于无线信号的传输速率，将会导致数据产生丢失。

为解决锁相环带宽缩小而产生数据丢失的问题，当前的做法一般在芯片设计时将锁相环的环路带宽设计成远大于数据传输速率，保证即使锁相环的带宽发射缩小也始终大于数据的传输速率，但是却带来了芯片功耗和面积的浪费。

发明内容

本发明实施例提供一种保持锁相环电路环路带宽的方法及锁相环电路调试方法，用以至少解决上述技术问题之一。

本发明实施例提供一种保持锁相环电路环路带宽的方法，包括：

选定所述锁相环电路工作在所述预设频率时的状态为参考状态；

确定所述锁相环电路处于所述参考状态下的参考电荷泵电流、参考频率增益和参考分频平均值；

确定所述参考电荷泵电流和参考频率增益的乘积除以所述参考分频平均值所得的比值作为参考状态值；

确定所述锁相环电路的压控振荡器的频率曲线；

将所述锁相环电路设置为整数分频模式，并分别获取所述参考分频平均值的整数部分±1时，所述压控振荡器的第一控制电压和第二控制电压；

基于所述第一控制电压和所述第二控制电压的差值以及所述锁相环电路的参考时钟频率确定所述压控振荡器的实时频率增益；

确定对应于所述实时频率增益的实时分频平均值；

根据所述实时频率增益、实时分频平均值和参考状态值确定当前状态下能够保持所述环路带宽的实时电荷泵电流。

在一些实施例中，所述预设频率为所述锁相环电路的工作频率的中心频率。

在一些实施例中，所述确定所述锁相环电路的压控振荡器的频率曲线包括：

通过压控振荡器的自动校正功能确定所述锁相环电路的压控振荡器的频率曲线。

在一些实施例中，将所述锁相环电路设置为整数分频模式，并分别获取所述参考分频平均值的整数部分±1时，所述压控振荡器的第一控制电压和第二控制电压包括：

将所述锁相环电路设置为整数分频模式；