一种双环路锁相环快速自动切换电路制造技术

本发明专利技术提供一种双环路锁相环快速自动切换电路，包括D触发器电路、与门电路、第一/第二/第三开关电路、跟随器、宽带环路和窄带环路；所述D触发器电路的输入端与输入信号LD和Cin连接，输出端与所述与门电路连接；与门电路的输入端与D触发器电路的输出端和输入信号Cin连接，输出端与开关电路的控制端连接；第一开关电路的输入端与输入信号IN连接，输出端与宽带环路、跟随器和窄带环路的输入端连接；第二开关电路的输入端与跟随器的输出端连接，输出端与窄带环路的输入端连接；第三开关电路的输入端与宽带环路和窄带环路的输出端连接，输出端为本电路的输出信号OUT。本发明专利技术有效解决了传统环路滤波器电路不能同时解决快速锁定和低杂散性能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双环路锁相环快速自动切换电路
本专利技术属于频率合成器领域，具体涉及一种双环路锁相环快速自动切换电路，其直接应用领域为各种间接式频率合成器，在宽带频综、宽带通信系统、抗干扰通信系统、雷达系统等领域有着广泛应用。
技术介绍
杂散抑制和锁定时间是锁相环电路的关键参数，环路滤波器是锁相环电路的关键组成部分，杂散抑制和锁定时间主要取决于环路滤波器的参数。环路带宽是环路滤波器的重要参数，环路带宽越宽，锁定时间就会越短，但是杂散抑制就越差；反之，环路带宽越窄，锁定时间就越长，但是杂散抑制就越好。要同时达到较好的杂散抑制和较短的锁定时间，就必须设计动态环路，使得其满足锁定时间和杂散抑制的要求。传统环路滤波器采用单一的环路滤波器结构，环路带宽只能设置为宽带或者窄带，这种环路滤波器只能调整环路带宽达到一个锁定时间和杂散性能的折中值，或者牺牲其中一个指标的性能满足另外一个指标，在锁定时间和杂散性能要求较高的场合不适用。图1示出了一种双环路结构锁相环电路，这种电路采用宽带环路和窄带环路两种环路滤波器，利用控制器在不同的时间点对环路进行切换，获得比单一环路滤波器结构的锁相环电路更少的频率锁定时间。但是，本专利技术的专利技术人经过研究发现，这种方案需要使用控制器来切换电路，控制器需要预先设定好各个动作阶段需要的时间，按照设定好的时间点进行切换，这就导致了电路的适应性不强，对于不同参数的锁相环电路需要调整时间点，以便获得较少的频率锁定时间；同时，由于电路的差异性，不可能获得绝对精确的时间点，从而导致该电路最终能够获得的效果不是最佳。
技术实现思路
针对现有技术存在的不能同时解决快速锁定和低杂散性能的问题的技术问题，本专利技术提供一种双环路锁相环快速自动切换电路，能够同时获得较快的频率锁定时间和较好的杂散性能，并且没有应用的限制，环路的参数在不同状态下也保持稳定，不存在稳定性问题；同时，也没有适应性问题，对于不同参数的锁相环路都适用，不需要调整电路参数。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种双环路锁相环快速自动切换电路，包括D触发器电路、与门电路、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、跟随器、宽带环路和窄带环路；其中，所述D触发器电路的CLK输入端与输入信号LD连接，D输入端和CLR输入端与输入信号Cin连接，输出端Q与所述与门电路的第一输入端连接；所述与门电路的第一输入端与所述D触发器电路的输出端Q连接，第二输入端与输入信号Cin连接，输出端Co与所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路的控制端连接；所述第一开关电路的输入端与输入信号IN连接，第一输出端与所述宽带环路和跟随器的输入端连接，第二输出端与所述窄带环路的输入端连接；所述第二开关电路的输入端与所述跟随器的输出端连接，输出端与所述窄带环路的输入端连接；所述第三开关电路的第一输入端与所述宽带环路的输出端连接，第二输入端与所述窄带环路的输出端连接，输出端与输出信号OUT连接。本专利技术提供的双环路锁相环快速自动切换电路中，采用所述D触发器来实现锁定过程，宽带环路到窄带环路的单次可靠切换，不存在一般逻辑电路的反复切换问题，能够有效降低锁定时间；采用所述跟随器来实现宽带环路锁定过程中对窄带环路进行预充电，能够有效降低窄带环路工作时的充电时间，从而进一步降低锁定时间；采用锁定指示信号(输入信号LD)来完成切换时机的精确选择，达到环路锁定过程中两个环路滤波器电路的自动切换，极大的缩短了控制消耗时间，有效解决了传统环路滤波器电路不能同时解决快速锁定和低杂散性能的问题，且电路的成本增加也非常少。附图说明图1是现有技术提供的双环路结构锁相环电路原理示意图。图2是本专利技术提供的双环路锁相环快速自动切换电路原理示意图。图3是本专利技术提供的双环路锁相环快速自动切换电路线路示意图。图4是现有单环路具体实施电路的锁定时间测试结果示意图。图5是本专利技术具体实施电路的锁定时间测试结果示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。请参考图2所示，本专利技术提供一种双环路锁相环快速自动切换电路，包括D触发器电路、与门电路、第一开关电路S1、第二开关电路S2、第三开关电路S3、跟随器、宽带环路和窄带环路；其中，所述D触发器电路的CLK输入端与输入信号LD连接，D输入端和CLR输入端与输入信号Cin连接，输出端Q与所述与门电路的第一输入端连接；所述与门电路的第一输入端与所述D触发器电路的输出端Q连接，第二输入端与输入信号Cin连接，输出端Co与所述第一开关电路S1、第二开关电路S2和第三开关电路S3的控制端连接；所述第一开关电路S1的输入端与输入信号IN连接，第一输出端S1-1与所述宽带环路和跟随器的输入端连接，第二输出端S1-2与所述窄带环路的输入端连接；所述第二开关电路S2的输入端与所述跟随器的输出端连接，输出端与所述窄带环路的输入端连接；所述第三开关电路S3的第一输入端S3-1与所述宽带环路的输出端连接，第二输入端S3-2与所述窄带环路的输出端连接，输出端与输出信号OUT连接。本专利技术提供的双环路锁相环快速自动切换电路中，采用所述D触发器来实现锁定过程，宽带环路到窄带环路的单次可靠切换，不存在一般逻辑电路的反复切换问题，能够有效降低锁定时间；采用所述跟随器来实现宽带环路锁定过程中对窄带环路进行预充电，能够有效降低窄带环路工作时的充电时间，从而进一步降低锁定时间；采用锁定指示信号(输入信号LD)来完成切换时机的精确选择，达到环路锁定过程中两个环路滤波器电路的自动切换，极大的缩短了控制消耗时间，有效解决了传统环路滤波器电路不能同时解决快速锁定和低杂散性能的问题，且电路的成本增加也非常少。为了更加清楚的说明本专利技术的工作原理，以下将结合具体实施电路线图对本专利技术的技术方案进行详细描述。其中，在本专利技术中，所述输入信号IN为锁相环电路中鉴相器输出的误差信号；输入信号LD为锁相环的锁定指示信号，环路锁定时为高电平，失锁时为低电平；输入信号Cin为外部控制信号；输出信号OUT为滤波后误差信号。作为具体实施例，请参考图3所示，所述D触发器电路U1为常规的D触发器，其电源端Vcc与外部电源端Vcc相连，地端GND与地相连，其CLR输入端和D输入端与外部输入信号Cin相连，输入端口CLK与外部输入的锁定指示信号LD相连，其输出端Q与所述与门电路U2的第一输入端1连接。作为具体实施例，请参考图3所示，所述与门电路U2为常规的二输入与门电路，其电源端Vcc与外部电源端Vcc相连，地端G与地相连，其第一输入端1与所述D触发器电路U1的输出端Q相连，第二输入端2与外部输入信号Cin相连，输出端4输出信号为Co，作为所述第一开关电路S1、第二开关电路S2和第三开关电路S3的控制信号。作为具体实施例，请参考图3所示，所述第一开关电路S1、第二开关电路S2和第三开关电路S3为快速低导通电阻的模拟开关，由此可以降低开关导通电阻对环路参数的影响，降低调试工作量，缩短开关切换时间。具体地，所述第一开关电路S1和第三开关电路S3均为一个单刀双掷开关，所述第二开关电路S2为一个单刀单掷开关。所有开关电路的电源端均与外部电源端Vcc相连，地端均与地连接；所有开关电路的控制端IN与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双环路锁相环快速自动切换电路，其特征在于，包括D触发器电路、与门电路、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、跟随器、宽带环路和窄带环路；其中，所述D触发器电路的CLK输入端与输入信号LD连接，D输入端和CLR输入端与输入信号Cin连接，输出端Q与所述与门电路的第一输入端连接；所述与门电路的第一输入端与所述D触发器电路的输出端Q连接，第二输入端与输入信号Cin连接，输出端Co与所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路的控制端连接；所述第一开关电路的输入端与输入信号IN连接，第一输出端与所述宽带环路和跟随器的输入端连接，第二输出端与所述窄带环路的输入端连接；所述第二开关电路的输入端与所述跟随器的输出端连接，输出端与所述窄带环路的输入端连接；所述第三开关电路的第一输入端与所述宽带环路的输出端连接，第二输入端与所述窄带环路的输出端连接，输出端与输出信号OUT连接。

【技术特征摘要】
1.一种双环路锁相环快速自动切换电路，其特征在于，包括D触发器电路、与门电路、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、跟随器、宽带环路和窄带环路；其中，所述D触发器电路的CLK输入端与输入信号LD连接，D输入端和CLR输入端与输入信号Cin连接，输出端Q与所述与门电路的第一输入端连接；所述与门电路的第一输入端与所述D触发器电路的输出端Q连接，第二输入端与输入信号Cin连接，输出端Co与所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路的控制端连接；所述第一开关电路的输入端与输入信号IN连接，第一输出端与所述宽带环路和跟随器的输入端连接，第二输出端与所述窄带环路的输入端连接；所述第二开关电路的输入端与所述跟随器的输出端连接，输出端与所述窄带环路的输入端连接；所述第三开关电路的第一输入端与所述宽带环路的输出端连接，第二输入端与所述窄带环路的输出端连接，输出端与输出信号OUT连接；所述输入信号LD为锁定指示信号；所述输入信号IN为锁相环电路中鉴相器输出的误差信号；输入信号Cin为外部控制信号。2.根据权利要求1所述的双环路锁相环快速自动切换电路，其特征在于，所述第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路为快速低导通电阻的模拟开关。3.根据权利要求2所述的双环路锁相环快速自动切换电路，其特征在于，所述第一开关电路为一个单刀双掷...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘虹，庞佑兵，龙学彬，李科，郑永华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十四研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;85