PLLFS快速鎖定方法的研究與設(shè)計(jì)

趙 雯，尹軍艦，趙瀟騰，李仲茂

（中國(guó)科學(xué)院微電子研究所 北京 100029）

PLLFS快速鎖定方法的研究與設(shè)計(jì)

趙 雯，尹軍艦，趙瀟騰，李仲茂

（中國(guó)科學(xué)院微電子研究所 北京 100029）

在跳頻通信中，鎖相環(huán)頻率合成器（PLLFS）需要在極短的時(shí)間內(nèi)完成頻率切換，為此本文分析了典型PLLFS頻率鎖定時(shí)的暫態(tài)響應(yīng)全過(guò)程，并提出了一種加速鎖定的新環(huán)路濾波結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)利用開(kāi)關(guān)二極管的單向?qū)ㄌ匦裕陬l率跳變時(shí)加快非線性響應(yīng)速度，而且不影響頻率穩(wěn)定后的頻譜純度。仿真結(jié)果顯示，典型濾波結(jié)構(gòu)的鎖定時(shí)間為219.3 μs，而該濾波結(jié)構(gòu)的鎖定時(shí)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(huán)；鎖定時(shí)間；非線性響應(yīng)；開(kāi)關(guān)二極管

鎖相環(huán)頻率合成器（PLLFS）輸出的信號(hào)不僅具有如晶體振蕩器般準(zhǔn)確且穩(wěn)定的頻譜質(zhì)量，而且能在很寬的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)字編程控制，是現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中重要的功能器件。隨著跳頻通信、雷達(dá)探測(cè)等應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的頻率切換時(shí)間（也稱跳頻時(shí)間）越來(lái)越嚴(yán)苛，比如GSM系統(tǒng)中是577 μs[1]，GPRS通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是200 μs，而4G移動(dòng)通信TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)中縮短到了20 μs[2]，這需要設(shè)計(jì)人員采取各種手段加快鎖相環(huán)的跳頻速度。

但是PLLFS的跳頻時(shí)間與其輸出頻率的信道帶寬、穩(wěn)定度、相位噪聲和雜散等性能指標(biāo)相互制約[3-4]，又與系統(tǒng)內(nèi)諸多參數(shù)息息相關(guān)，我們必須在清楚鎖相環(huán)的瞬時(shí)響應(yīng)過(guò)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……