[发明专利]一种宽频带收发芯片内部高精度PLL输出频率的校准方法

说明书

一种宽频带收发芯片内部高精度PLL输出频率的校准方法，在确定宽频带收发芯片PLL频率误差范围后，根据系统特性选取参考点进行测量，得到一组结果，然后将宽频带收发芯片PLL各个频率误差等级值在此组结果内进行线性插值，得到频率误差与频率控制字之间的折线关系模型，然后将此模型算法写入系统中，以芯片内部PLL频率控制字设置频率值为基准，采用线性耦合的方式，对芯片内部PLL的频率进行校准，给出折线模型算法的操作流程，实现对宽频带收发芯片内部的PLL输出频率进行校准；通过算法对系统本振频率进行校准，降低了系统成本及电路的复杂程度，降低了算法对CPU的占用时间，可以提高系统CPU利用率，有显著的社会和经济效益。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是一种宽频带收发芯片内部高精度PLL(PhaseLocked Loop，内锁相环)输出频率的校准方法。

背景技术

在通信系统中，终端射频电路的本振频率精度对系统信号的收发有着很大影响。如果本振频率偏差过大将导致终端无法正常与基站(或终端)正常通信，即便偏差较小，终端和基站通过适当的处理纠正频偏可以正常通信，但是会增大终端的正确解调解码信号的难度，即终端收机的性能降低，还有可能导致基站错误解码终端的发射信号，导致通信的错误。因此，在终端射频电路的设计中通常采用外部PLL芯片来保证射频本振的精度。但是，采用外置PLL芯片增加了电路设计的难度和复杂度，不利于系统的集成。同时随着无线通信的发展，射频本振频率要求越来越高，使得本振信号易于在电路板上产生高频电磁辐射，对其他电路产生干扰。因此，近几年推出的宽频带射频收发芯片都开始内部集成PLL锁相环电路作为收发链路的本振信号。用户可以通过频率控制字对芯片内部集成PLL的输出频率进行控制，但是由于频率控制字精度、受到温度及射频放大器的线性度影响，本振频率通常会出现较大的偏移，为此，现有文献也提供了一些解决方法，如：文献1(周斌,崔葛瑾.采用遗传算法对AVR片内RC校频处理.微型电脑应用,2009,25(004):54-57)利用遗传算法对AVR片内的RC振荡器进行实时校准，在遗传变异概率取值为0.01时，在遗传算法进行10次迭代后，AVR片内振荡器的频率偏差为2％，但是，所提出的基于遗传算法的频率校准算对于频率控制字的输入位数有限制，算法的计算时间和迭代次数会随着频率控制字的位数增加而增加，从而占用过多的CPU资源。

文献2(范文晶,王召利,周渭.改进卡尔曼滤波算法在时钟驯服技术中的应用.宇航计测技术,2016,36(03):46-49.)提出了一种改进的Kalman滤波算法来消除时钟驯服系统中GPS信号随机抖动的方法,由实验结果可见,该算法很好的消除了抖动带来的误差,将误差控制在了±2ns之内，但是，所提出的采用改进曼德拉算法消除时钟驯服系统中GPS信号随机抖动的方法其精度为±2ns，这个对于高频率的无线通信系统不太适用，而且也存在与文献1相同的问题。

文献3(高帅,谷力,刘烈曙.高精度时间间隔测量在时间比对和频率校准中的应用.现代导航,2016,7(04):239-245.)提出了高精度时间间隔测量方法，并对时间比对和频率校准的实例进行了讨论和说明。

文献4(何光宇.基于内插法的频率校准系统.舰船电子对抗,2008(05):111-113+117.)提出了一种内插法的频率校准系统主要包括引导电路、微波器件、瞬时测量电路。

文献3和文献4在对系统频率进行校准时都需要额外添加测量模块，这样会增加电路的复杂度，增加额外的成本，其精度也不好保证。

因此，综合现有技术，目前大多的频率校准方法主要的缺点有：1、额外添加测量电路，增加成本；2、校准算法过多占用CPU资源，降低系统性能。因此，如何快速准确的对芯片内部PLL的频率进行校准，以减小其输出频率偏移量提高频率精度是亟需解决的技术问题。

发明内容