一种压控振荡器频率校准电路和校准方法技术

本发明专利技术涉及一种压控振荡器频率校准电路和校准方法，压控振荡器频率校准电路包括控制单元、多段式压控振荡器、环路滤波器以及鉴相器；其校准方法为:步骤S1:将多段式压控振荡器不同频段中未校准的最高频率和最低频率写入控制单元；步骤S2:对该频段的最高频率进行校准，并记录在控制单元中；步骤S3:在对该频段的最高频率进行校准后，对该频段的最低频率进行校准，并记录在控制单元中；步骤S4:直至完成多段式压控振荡器所有频段的最高频率和最低频率校准，校准结束。本发明专利技术能够保证不同批次间多段式压控振荡器、全温(高温、低温、常温)状态下同批次多段式压控振荡器频率分段均能完全覆盖宽带频率范围。

【技术实现步骤摘要】
一种压控振荡器频率校准电路和校准方法
本专利技术涉及射频微波
，更具体地讲，涉及一种压控振荡器频率校准电路和校准方法。
技术介绍
锁相环广泛应用于射频微波电路与系统。图1是典型单环锁相环原理框图。锁相环电路是一个闭环系统，该系统最关键的三个器件是：鉴相器、环路滤波器、压控振荡器。压控振荡器是该电路的重要组成部分，通过输入端的调谐电压来控制输出合适的频率，压控振荡器通过分路器(功分器、耦合器等)将信号分成两路，其中一路直接对外输出，另外一路反馈回鉴相器，反馈信号与参考信号同时进入鉴相器进行鉴相，鉴相器产生的输出信号通过环路滤波器产生调谐电压，继而控制压控振荡器输出频率，直到这个反馈过程达到稳定状态，锁相环电路对外输出稳定的信号。压控振荡器的频率范围决定了锁相环输出信号的带宽，宽带锁相环需要选择频段较宽的压控振荡器，传统的宽带压控振荡器的典型型号有：HMC6380、HMC733等，其典型特征是：最大调谐电压比较高，推频系数比较高。较高的调谐电压需要外部供电电路提供电压较高的直流电压，对供电电路的要求提高；较高的推频系数对锁相环电路鉴相器的配置及环路滤波器的设置有较高的要求。以HMC6380为例，输出频率8GHz-16GHz，最大调谐电压为23V，推频系数为：190MHz/V。近年来，出现并发展了一类频率多段式压控振荡器，典型型号有SIV100SP4、SIV019SP4等，频率多段式压控振荡器的典型特征是：将宽带压控振荡器的频率通过逻辑控制，分成若干段窄带压控振荡器，各段窄带压控振荡器拼接且完全覆盖宽带频率范围，实现对外输出宽带压控振荡器信号。频率多段式压控振荡器与传统宽带压控振荡器相比，具有更低的相位噪声。频率多段式压控振荡器的最大特点是将频率分成若干段，因此选择合适的频段组合完全覆盖所有频段是电路设计的关键点。以SIV019SP4为例，输出频率8-16GHz，最大调谐电压5V，推频系数20MHz/V，通过控制位S、S1、S2、S3控制频率分段：频段1(7.7GHz-8.5GHz)，频段2(8.0GHz-9.3GHz)，频段3(7.4GHz-9.7GHz)，频段4(8.9GHz-10.6GHz)，频段5(9.4GHz-11.0GHz)，频段6(9.8GHz-12.1GHz)，频段7(10.4GHz-12.7GHz)，频段8(11.6GHz-14.7GHz)，频段9(13.2GHz-16.3GHz)。可以选择频段1，频段2，频段4，频段6，频段8，频段9可以完全覆盖8-16GHz宽带频率范围。多段式压控振荡器有它的优势，但是存在一个无法避免的缺点，由于材料、工艺等的限制，不同批次的产品的频段划分情况会有差异，因此会存在以下情况：A批次选择的频段组合可以完全覆盖A批次，但无法完全覆盖B批次的产品。同一批次的产品，在高温、低温、常温下的频段划分情况也会有漂移。因此，针对频率多段式压控振荡器需要对锁相环应用中的频率的分段情况进行校准。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种压控振荡器频率校准电路和校准方法，保证不同批次间多段式压控振荡器、全温(高温、低温、常温)状态下同批次多段式压控振荡器频率分段均能完全覆盖宽带频率范围。本专利技术解决技术问题所采用的解决方案是：一种压控振荡器频率校准电路，包括控制单元、多段式压控振荡器、环路滤波器以及鉴相器；其中，控制单元分别与多段式压控振荡器、鉴相器连接；所述环路滤波器位于多段式压控振荡器与鉴相器之间，且分别与多段式压控振荡器与鉴相器连接；所述多段式压控振荡器还与鉴相器连接。在一些可能的实施方式中，所述控制单元包括控制器与控制器连接的存储器。在一些可能的实施方式中，所述环路滤波器为有源环路滤波器或无源环路滤波器。另一方面，一种压控振荡器频率校准电路的校准方法，步骤S1:将多段式压控振荡器不同频段中未校准的最高频率和最低频率写入控制单元；步骤S2:对该频段的最高频率进行校准，并记录在控制单元中；步骤S3:在对该频段的最高频率进行校准后，对该频段的最低频率进行校准，并记录在控制单元中；步骤S4:直至完成多段式压控振荡器所有频段的最高频率和最低频率校准，校准结束。在一些可能的实施方式中，所述步骤S1具体包括以下步骤：步骤S11:将多段式压控振荡器中不同频段的压控振荡器选段控制码、各频段最低频率Fmin_n和最高频率Fmax_n写入控制单元的存储器中；步骤S12:设定频段变量n，n为自然数，初始值n＝0；步骤S13:对频段变量n计数加1，并且赋值到n，覆盖上一个n值，即n＝n+1；步骤S14:控制器向多段式压控振荡器发送指令，控制多段式压控振荡器在频段n工作。在一些可能的实施方式中，所述步骤S2具体包括以下步骤：步骤S21:设置变量k,k为整数，初始值k＝0；步骤S22:对频段变量k计数加1，并且赋值到k，覆盖上一个k值，即k＝k+1；步骤S23:控制器向鉴相器发送指令，计算鉴相器输出频率；步骤S24:鉴相器向控制单元上报锁相环是否锁定的状态；步骤S25:控制器判断锁相环是否锁定；若未锁定，返回步骤S21,直至锁定；若锁定，将已锁定的频率值记录在存储器中，该频率值为校准后的频段n的最高频率Fmax_n。在一些可能的实施方式中，所述步骤S23中，计算鉴相器输出频率的计算方法具体是指:Fmax_nk＝fmax_n+(fmax_n-fmin_n)×a×k；其中，Fmax_nk为校准过程的中间频率值；fmax_n为某频段未校准的最高频率；fmin_n为某频段未校准的最低频率；k校准次数，属于校准过程的中间变量；a为比例因子，a∈[0,1]。在一些可能的实施方式中，所述步骤S3，具体包括以下步骤：步骤S31：设置变量m，m为整数，初始值m＝0；步骤S32：对频段变量m计数加1，并且赋值到m，覆盖上一个m值，即m＝m+1；步骤S33：控制器向鉴相器发送指令，计算鉴相器输出频率；步骤S34：鉴相器向控制单元上报锁相环是否锁定的状态；步骤S35：控制器判断锁相环是否锁定；若未锁定，返回步骤S31,直至锁定；若锁定，将已锁定的频率值记录在存储器中，该频率值为校准后的频段n的最低频率Fmin_n。在一些可能的实施方式中，所述步骤S33中，计算鉴相器输出频率的计算方法为：Fmin_nm＝fmin_n+(fmax_n-fmin_n)×b×m；其中，Fmin_nm为校准过程的中间频率值；fmax_n为某频段未校准的最高频率；fmin_n为某频段未校准的最低频率；m为校准次数，属于校准过程的中间变量；b为比例因子，b∈[0,1]。在一些可能的实施方式中，所述步骤S4具体是指：控制器判断多段式压控振荡器所有频段是否全部校准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压控振荡器频率校准电路，其特征在于，包括控制单元、多段式压控振荡器、环路滤波器以及鉴相器；/n其中，控制单元分别与多段式压控振荡器、鉴相器连接；/n所述环路滤波器位于多段式压控振荡器与鉴相器之间，且分别与多段式压控振荡器与鉴相器连接；/n所述多段式压控振荡器还与鉴相器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种压控振荡器频率校准电路，其特征在于，包括控制单元、多段式压控振荡器、环路滤波器以及鉴相器；
其中，控制单元分别与多段式压控振荡器、鉴相器连接；
所述环路滤波器位于多段式压控振荡器与鉴相器之间，且分别与多段式压控振荡器与鉴相器连接；
所述多段式压控振荡器还与鉴相器连接。


2.根据权利要求1所述的一种压控振荡器频率校准电路，其特征在于，所述控制单元包括控制器与控制器连接的存储器。


3.根据权利要求2所述的一种压控振荡器频率校准电路，其特征在于，所述环路滤波器为有源环路滤波器或无源环路滤波器。


4.根据权利要求1-3任一项所述的一种压控振荡器频率校准电路的校准方法，其特征在于，
步骤S1:将多段式压控振荡器不同频段中未校准的最高频率和最低频率写入控制单元；
步骤S2:对该频段的最高频率进行校准，并记录在控制单元中；
步骤S3:在对该频段的最高频率进行校准后，对该频段的最低频率进行校准，并记录在控制单元中；
步骤S4:直至完成多段式压控振荡器所有频段的最高频率和最低频率校准，校准结束。


5.根据权利要求4所述的一种压控振荡器频率的校准方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11:将多段式压控振荡器中不同频段的压控振荡器选段控制码、各频段最低频率Fmin_n和最高频率Fmax_n写入控制单元的存储器中；
步骤S12:设定频段变量n，n为自然数，初始值n＝0；
步骤S13:对频段变量n计数加1，并且赋值到n，覆盖上一个n值，即n＝n+1；
步骤S14:控制器向多段式压控振荡器发送指令，控制多段式压控振荡器在频段n工作。


6.根据权利要求4所述的一种压控振荡器频率校准方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21:设置变量k,k为整数，初始值k＝0；
步骤S22:对频段变量k计数加1，并且赋值到k，覆盖上一个k值，即k＝k+1；
步骤S23:控制器向鉴相器发送指令，计算鉴相器输出频率；
步骤S24:鉴相器向控制单元上报锁相环是否锁定的状态；
步骤S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢翔宇，侯照临，张文锋，金广华，陈昌锐，刘武广，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51