[发明专利]一种无分频器锁相环及其参考双延时锁频方法

权利要求书

1.一种无分频器锁相环，其特征在于，包括：亚采样锁相环架构和参考双延时的锁频环，所述亚采样锁相环架构接收参考信号后将振荡器的输出反馈给所述参考双延时的锁频环；其中，所述基于参考双延时的锁频环包括：参考双延时产生器、采样保持电路、自动相位误差状态检测器、以及自适应输出频率校正器，所述参考双延时产生器的输出端与所述采样保持电路的输入端电连接，所述采样保持电路的输出端与所述自动相位误差状态检测器的输入端电连接，所述采样保持电路同时接收所述亚采样锁相环架构的振荡器输出反馈信号；所述自动相位误差状态检测器的输出端与所述自适应输出频率校正器的输入端电连接，所述自适应输出频率校正器的输出端与所述亚采样锁相环架构电连接。

2.根据权利要求1所述的无分频器锁相环，其特征在于，所述亚采样锁相环架构包括依次电连接的亚采样鉴相器、亚采样电荷泵、环路滤波电路和振荡器，所述亚采样鉴相器的输入端接收所述参考信号及振荡器输出信号，所述自适应输出频率校正器的输出端与所述亚采样电荷泵及环路滤波电路电连接。

3.根据权利要求2所述的无分频器锁相环，其特征在于，所述参考双延时产生器包括第一延时单元、第二延时单元和第三延时单元，所述第一延时单元的输入端与参考信号输入端电连接，所述第一延时单元的输出端输出第一延时信号；所以第二延时单元的输入端与参考信号输入端电连接，所述第二延时单元的输出端分别与参考双延时产生器的输出端和所述第三延时单元的输入端电连接，所述第二延时单元的输出端输出第二延时信号，同时所述第三延时单元输出第三延时信号。

4.根据权利要求3所述的无分频器锁相环，其特征在于，所述延时单元由反相器链、数字时间转换器、RC延时以及延时线组成。

5.根据权利要求4所述的无分频器锁相环，其特征在于，所述振荡器包括：数字振荡器、模拟振荡器、LC振荡器和环形振荡器。

6.一种参考双延时锁频方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的无分频器锁相环，所述方法包括：参考双延时产生器产生四个参考信号Ref1、Ref1’、Ref2、Ref2’，然后参考双延时产生器通过采样保持电路采样振荡器的差分输出，得到对应的四个采样点P1、P1’、P2、P2’，采样点对应的电压V_P1、V_P1’、V_P2、V_P2’被自动相位误差状态检测器用来检测P1’和P2’的当前状态，P1’和P2’状态信息再经过自适应输出频率校正器，来控制环路滤波器，从而控制压控振荡器的输出频率，最后实现频率的锁定。

7.根据权利要求6所述的参考双延时锁频方法，其特征在于，Refn信号采样振荡器的差分输出得到V_Pn和V_Pn-，然后一组比较器比较V_Pn和V_Pn-的值，比较结果用来判断V_Pn和V_DC的大小关系，所述V_DC是振荡器输出的直流电平。

8.根据权利要求7所述的参考双延时锁频方法，其特征在于，提取采样点的极性和斜率，将采样点分为四个状态，即状态I、II、III、IV。在状态I中，V_PnV_DC并且V_PnV_Pn’；在状态II中，V_PnV_DC并且V_PnV_Pn’；在状态III中，V_PnV_DC并且V_PnV_Pn’；在状态IV中，V_PnV_DC并且V_PnV_Pn’。

9.根据权利要求8所述的参考双延时锁频方法，其特征在于，比较P2’和P1’的状态。若检测得到锁相环输出频率f_outf₀，那么锁频环输出电流I_out0；当检测得到f_outf₀，那么锁频环输出I_out0；当检测到f_out＝f₀，输出I_out才为0，若此状态能在N₀个参考时钟周期内保持不变，代表此时频率已经到达目标频率，锁相环锁定。