[发明专利]一种全数字锁相环及其快速锁相方法

权利要求书

1.一种全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，包括如下步骤：

检测当前输入的参考信号的下降沿是否到来，当参考信号的下降沿到来时数控振荡器输出重构信号；

对所述重构信号进行分频后将其与参考信号的频率进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号；

根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率；

当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态；

所述对所述重构信号进行分频后将其与参考信号的频率进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号的步骤具体包括：对所述重构信号进行分频后将其与参考信号的频率进行对比，当参考信号的频率大于重构信号的频率时输出高电平信号；当参考信号的频率小于重构信号的频率时输出低电平信号；

所述根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率的步骤具体包括：当输出高电平信号时，按预设规则将频率控制字的值增大；当输出低电平信号时，按预设规则将频率控制字的值减小，以调节重构信号的输出频率；

所述当输出高电平信号时，按预设规则将频率控制字的值增大的步骤具体包括：当输出高电平信号时，将频率控制字的值增大，其中增大的量为频率控制字最大值与当前频率控制字的值的差值的一半，并将更新后的频率控制字的值赋值给频率控制字最小值；

所述当输出低电平信号时，按预设规则将频率控制字的值减小的步骤具体包括：当输出低电平信号时，将频率控制字的值减小，其中减小的量为当前频率控制字的值与频率控制字最小值的差值的一半，并将更新后的频率控制字的值赋值给频率控制字最大值；

根据输入的参考信号和数控振荡器输出的重构信号进行频率对比后，根据比较结果，以数控振荡器的所有频率控制字为搜索范围，以当前的频率控制字和最大或最小频率控制字之间差的一半为步长，进行频率跳变，对目标频率进行逼近，使得锁定时间则与环路带宽无关，与目标频率距离起始频率的大小无关，仅与输出的频率范围和数控振荡器的分辨率。

2.根据权利要求1所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述检测当前输入的参考信号的下降沿是否到来，当参考信号的下降沿到来时控制数字振荡器输出重构信号的步骤之前还包括：检测当前是否接收到复位信号，若否，则检测当前输入的参考信号的下降沿是否到来。

3.根据权利要求1所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率的步骤之后还包括：

每完成一次频率控制字跳变则跳变次数加一，判断当前跳变次数是否大于等于预设次数，若是则输出模式切换信号进入细调模式，否则输出模式保持信号继续保持粗调模式。

4.根据权利要求3所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态的步骤包括：

当粗调次数达到预设次数时，判断重构信号和参考信号的相位关系是否变化，若是则记录若干次相位关系变化时对应的频率控制字的值；

计算若干次相位关系变化时对应的频率控制字的平均值，将其作为当前频率控制字的值；

根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的全数字锁相环的快速锁相方法，其特征在于，所述预设次数为10次。

6.一种采用如权利要求1所述的快速锁相方法锁相的全数字锁相环，其特征在于，包括：

数控振荡器，用于在参考信号的下降沿到来时输出重构信号；

分频模块，用于对所述重构信号进行分频；

频率比较模块，用于将分频后的重构信号与参考信号的频率进行对比，并根据对比结果输出相应的电平信号；

控制模块，用于根据所述电平信号按预设规则粗调频率控制字的值以调节重构信号的输出频率；以及当粗调次数达到预设次数时，根据重构信号和参考信号的相位关系对频率控制字的值进行细调使得分频后的所述重构信号的频率与参考信号的频率相等，全数字锁相环进入锁定状态。