PLLFS快速鎖定方法的研究與設計

趙 雯，尹軍艦，趙瀟騰，李仲茂

（中國科學院微電子研究所 北京 100029）

PLLFS快速鎖定方法的研究與設計

趙 雯，尹軍艦，趙瀟騰，李仲茂

（中國科學院微電子研究所 北京 100029）

在跳頻通信中，鎖相環頻率合成器（PLLFS）需要在極短的時間內完成頻率切換，為此本文分析了典型PLLFS頻率鎖定時的暫態響應全過程，并提出了一種加速鎖定的新環路濾波結構，該結構利用開關二極管的單向導通特性，在頻率跳變時加快非線性響應速度，而且不影響頻率穩定后的頻譜純度。仿真結果顯示，典型濾波結構的鎖定時間為219.3 μs，而該濾波結構的鎖定時間只有52 μs，極大的加速了PLLFS的頻率切換。

頻率合成器；鎖相環；鎖定時間；非線性響應；開關二極管

鎖相環頻率合成器（PLLFS）輸出的信號不僅具有如晶體振蕩器般準確且穩定的頻譜質量，而且能在很寬的頻率范圍內實現快速的數字編程控制，是現代無線通信系統中重要的功能器件。隨著跳頻通信、雷達探測等應用技術的發展，系統的頻率切換時間（也稱跳頻時間）越來越嚴苛，比如GSM系統中是577 μs[1]，GPRS通信標準規定的是200 μs，而4G移動通信TD-LTE標準中縮短到了20 μs[2]，這需要設計人員采取各種手段加快鎖相環的跳頻速度。

但是PLLFS的跳頻時間與其輸出頻率的信道帶寬、穩定度、相位噪聲和雜散等性能指標相互制約[3-4]，又與系統內諸多參數息息相關，我們必須在清楚鎖相環的瞬時響應過程后，才能研究出合理加速鎖定的方法。為此本文首先分析了具備電流型電荷泵……