[发明专利]锁相环及其压控振荡器

权利要求书

1.一种压控振荡器，其特征在于，包括：

压控振荡器组合模块，所述压控振荡器组合模块包含两个或更多个子振荡器以及与各个子振荡器的输出端相连的选择开关，其中各个子振荡器具有不同的输出信号频段，且相邻的两个频段之间具有交叠；

电压控制装置，接收外部的调谐电压并生成窗口上限电压和窗口下限电压，由充电控制信号控制，将所述调谐电压、窗口上限电压、窗口下限电压其中之一作为控制电压输出至所述压控振荡器组合模块中的各个子振荡器，以控制各子振荡器的输出信号频率；

电压监测模块，监测所述电压控制装置输出的控制电压，在所述控制电压大于所述窗口上限电压或小于所述窗口下限电压时产生触发信号；

自动频率控制单元，接收所述压控振荡器组合模块产生的对外输出信号、以及外部的目标频率、参考时钟，由所述电压检测装置产生的触发信号触发，产生控制所述选择开关选择其中一个子振荡器的输出信号作为对外输出信号的子振荡器选择信号以及所述充电控制信号，直至所述目标频率落入当前被选择的子振荡器的输出信号频段内。

2.根据权利要求1所述的压控振荡器，其特征在于，还包括：

预分频器，所述对外输出信号经由所述预分频器分频后输入至所述自动频率控制单元。

3.根据权利要求2所述的压控振荡器，其特征在于，所述压控振荡器组合模块还包括连接在各个子振荡器的输出端的数控电容阵列，所述自动频率控制单元由所述触发信号触发还产生对所述数控电容阵列的等效电容值进行调节的电容选择信号。

4.根据权利要求3所述的压控振荡器，其特征在于，所述数控电容阵列包括并联的多个数控电容单元，其中每个数控电容单元包括：

第一电容，其一个极板连接所述子振荡器的正相输出端；

第一MOS晶体管，其漏极连接所述第一电容的另一个极板，源极接地，栅极接收所述电容选择信号；

第二电容，其一个极板连接所述子振荡器的反相输出端；

第二MOS晶体管，其漏极连接所述第二电容的另一个极板，源极接地，栅极接收所述电容选择信号。

5.根据权利要求3所述的压控振荡器，其特征在于，所述自动频率控制单元包括：

频率计算模块，由所述触发信号触发，根据所述参考时钟和经由所述预分频器分频后的对外输出信号计算所述对外输出信号的频率；

频率比较模块，由所述触发信号触发，将所述输出信号的频率与所述目标频率进行比较；

子频段搜索模块，由所述触发信号触发，根据所述频率比较模块输出的比较结果产生所述子振荡器选择信号、电容选择信号和充电控制信号，以对各个子振荡器进行选择、调节所述数控电容阵列的等效电容、切换所述电压控制装置输出的控制电压，直至所述目标频率落入当前被选择的子振荡器在数控电容阵列当前的等效电容值下的子频段内。

6.根据权利要求5所述的压控振荡器，其特征在于，所述自动频率控制单元以如下机制工作：当所述压控振荡器正常锁定在所述目标频率时，所述自动频率控制单元处于休眠状态，所述电压控制装置将所述控制电压切换为所述调谐电压；所述自动频率控制单元在接收到所述触发信号后被唤醒，搜索符合锁定条件的子振荡器和/或子频段：首先选中一个子振荡器，然后不断调整所述电容选择信号，以确定在所述数控电容阵列的各个不同的等效电容下，是否有子频段能够覆盖所述目标频率，如果找到满足锁定条件的子频段，则不再继续搜索下一个子振荡器；如果在当前的子振荡器中没有找到满足锁定条件的子频段，则继选中下一个子振荡器，然后再次调整所述电容选择信号，直至被选中的子振荡器在其数控电容阵列当前的等效电容值下能够满足锁定条件为止。