一种用于多输入的锁相环参考源切换方法及锁相环技术

本发明专利技术公开了一种用于多输入的锁相环参考源切换方法及锁相环，所述方法包括：鉴相器测量对应的参考源输出的参考源信号与本地标频信号的相位差；数字控制器根据相位差计算各个参考源信号与本地标频信号的频率差；数字控制器根据频率差的标准差对所有参考源信号进行优先级排序；数字控制器选择优先级最高的参考信号源作为当前信号源，并将其余所有参考信号源作为备用信号源；数字控制器在检测到当前参考源信号发生瞬变时将锁相环的当前信号源切换为备用信号源中优先级最高的参考信号源，并对切换后的当前信号源进行频率和相位补偿。本发明专利技术在锁相环的信号源发生瞬变时进行信号源的切换，使得锁相环的输出信号依然保持原有的频率和相位。的频率和相位。的频率和相位。

A PLL reference source switching method and PLL for multi input

【技术实现步骤摘要】
一种用于多输入的锁相环参考源切换方法及锁相环


[0001]本专利技术属于标准频率
，特别是涉及一种用于多输入的锁相环参考源切换方法及锁相环。

技术介绍

[0002]在高性能频标系统中，锁相环（PLL）参考源在长时间工作的情况下，可能发生异常导致锁相环后级输出信号频率瞬变或是输出相位瞬变，这种由参考源的异常导致输出信号突变的情况，会对使用锁相环输出信号的设备造成不可预估的后果。
[0003]传统的模拟锁相环路在参考源出现瞬变或切换时，将引起压控振荡器（VCO）输出频率及相位发生大幅度波动，甚至导致锁相环路失锁，使得后级设备工作异常。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种用于多输入的锁相环参考源切换方法及锁相环。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：根据本专利技术的第一方面，提出一种用于多输入的锁相环参考源切换方法。所述锁相环参考源切换方法应用于锁相环，所述锁相环包括多个参考源、多个鉴相器、数字控制器、环路滤波器和压控振荡器，多个参考源与多个鉴相器一一对应连接，多个所述鉴相器均与数字控制器连接，所述数字控制器、环路滤波器和压控振荡器顺次连接，所述压控振荡器还与鉴相器连接。所述锁相环参考源切换方法包括：鉴相器测量对应的参考源输出的参考源信号与本地标频信号的相位差，并将该相位差输出给数字控制器，所述本地标频信号为所述压控振荡器输出的目标信号；数字控制器根据接收到的相位差计算各个参考源信号与本地标频信号的频率差；数字控制器根据所述频率差的标准差对所有参考源信号进行优先级排序；数字控制器选择优先级最高的参考信号源作为锁相环的当前信号源，并将其余所有参考信号源作为锁相环的备用信号源；数字控制器检测当前参考源信号是否发生瞬变，在检测到当前参考源信号发生瞬变时将锁相环的当前信号源切换为备用信号源中优先级最高的参考信号源，并对切换后的当前信号源进行频率和相位补偿。
[0006]优选的，所述频率差的计算公式为：式中，表示当前时刻采集的参考源信号与本地标频信号的相位差； 表示上一次采集的参考源与本地标频信号的相位差；表示当前时刻和上一次采
样时刻的时间差；表示参考源信号与本地标频信号的频率差。
[0007]优选的，对所有参考源信号进行优先级排序时，若参考源信号对应的频率差的标准差越小，则该参考源信号的优先级越高。
[0008]优选的，数字控制器检测当前参考源信号是否发生瞬变，包括：数字控制器判断当前信号源与本地标频信号的相位差是否大于第一阈值，若该相位差大于第一阈值，则当前信号源发生瞬变；数字控制器判断当前信号源与本地标频信号的频率差是否大于第二阈值，若该频率差大于第二阈值，则当前信号源发生瞬变。
[0009]优选的，对切换后的当前信号源进行频率和相位补偿时，补偿值的计算方法为：定义切换前的当前信号源为第一信号源，切换后的当前信号源为第二信号源；计算第一信号源发生瞬变前第一信号源与第二信号源的瞬时静态相位差值，所述瞬时静态相位差值的计算公式为：式中，表示瞬时静态相位差值，表示第一信号源与本地频标信号的相位差，表示第二信号源与本地频标信号的相位差；计算第一信号源与第二信号源的频率偏差，所述频率偏差的计算公式为：式中， 表示频率偏差，表示第一信号源与本地频标信号的频率差，表示第二信号源与本地频标信号的频率差；根据所述瞬时静态相位差值和频率偏差计算最终的补偿值，所述补偿值的计算公式为：式中，t表示当参考切换到第二信号源时，t从0开始每秒递增1。
[0010]根据本专利技术的第二方面，提出一种锁相环。所述锁相环包括多个参考源、多个鉴相器、数字控制器、环路滤波器和压控振荡器，所述多个参考源的输出端与多个鉴相器的输入端一一对应连接，多个所述鉴相器的输出端均与数字控制器的输入端连接，所述数字控制器的输出端与环路滤波器的输入端连接，所述环路滤波器的输出端与压控振荡器的输入端连接，所述压控振荡器的输出端还与鉴相器的反馈端连接；所述参考源用于输出参考源信号；所述鉴相器用于测量对应的参考源输出的参考源信号与本地标频信号的相位差，以及根据锁相环的当前信号源输出的参考源信号和压控振荡器输出的目标信号生成数字控制信号；所述数字控制器用于根据鉴相器测得的相位差计算所述参考源信号与本地标频信号的频率差，并根据所述频率差的标准差对所有参考源信号进行优先级排序，以及选择优先级最高的参考信号源作为锁相环的当前信号源，并将其余所有参考信号源作为锁相环的备用信号源；
所述数字控制器还用于检测当前参考源信号是否发生瞬变，并在检测到当前参考源信号发生瞬变时将锁相环的当前信号源切换为备用信号源中优先级最高的参考信号源，并对切换后的当前信号源进行频率和相位补偿；所述数字控制器还用于将所述鉴相器生成的数字控制信号转发给环路滤波器；所述环路滤波器用于对数字控制信号进行滤波；所述压控振荡器用于根据滤波后的数字控制信号生成并输出目标信号。
[0011]优选的，所述频率差的计算公式为：式中，表示当前时刻采集的参考源信号与本地标频信号的相位差； 表示上一次采集的参考源与本地标频信号的相位差；表示当前时刻和上一次采样时刻的时间差；表示参考源信号与本地标频信号的频率差。
[0012]优选的，对所有参考源信号进行优先级排序时，若参考源信号对应的频率差的标准差越小，则该参考源信号的优先级越高。
[0013]优选的，数字控制器检测当前参考源信号是否发生瞬变，包括：数字控制器判断当前信号源与本地标频信号的相位差是否大于第一阈值，若该相位差大于第一阈值，则当前信号源发生瞬变；数字控制器判断当前信号源与本地标频信号的频率差是否大于第二阈值，若该频率差大于第二阈值，则当前信号源发生瞬变。
[0014]优选的，对切换后的当前信号源进行频率和相位补偿时，补偿值的计算方法为：定义切换前的当前信号源为第一信号源，切换后的当前信号源为第二信号源；计算第一信号源发生瞬变前第一信号源与第二信号源的瞬时静态相位差值，所述瞬时静态相位差值的计算公式为：式中，表示瞬时静态相位差值，表示第一信号源与本地频标信号的相位差，表示第二信号源与本地频标信号的相位差；计算第一信号源与第二信号源的频率偏差，所述频率偏差的计算公式为：式中， 表示频率偏差，表示第一信号源与本地频标信号的频率差，表示第二信号源与本地频标信号的频率差；根据所述瞬时静态相位差值和频率偏差计算最终的补偿值，所述补偿值的计算公式为：式中，t表示当参考切换到第二信号源时，t从0开始每秒递增1。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术中，在锁相环的当前信号源发生频率瞬变或相位瞬变时，将锁相环的当前信号源切换为备用信号源中优先级最高的参考信号源，并对切换后的当前信号源进行频率和相位补偿，使得当前信号源发生频率瞬变或相位瞬变不会引起锁相环输出的目标信号的频率瞬变和相位瞬变，目标信号依然保持原有的频率和相位。
附图说明
[0016]图1为本专利技术中锁相环参考源切换方法的一个实施例的流程图；图2为应用本专利技术中锁相环参考源切换方法的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多输入的锁相环参考源切换方法，应用于锁相环，所述锁相环包括多个参考源、多个鉴相器、数字控制器、环路滤波器和压控振荡器，多个参考源与多个鉴相器一一对应连接，多个所述鉴相器均与数字控制器连接，所述数字控制器、环路滤波器和压控振荡器顺次连接，所述压控振荡器还与鉴相器连接，其特征在于，所述锁相环参考源切换方法包括：鉴相器测量对应的参考源输出的参考源信号与本地标频信号的相位差，并将该相位差输出给数字控制器，所述本地标频信号为所述压控振荡器输出的目标信号；数字控制器根据接收到的相位差计算各个参考源信号与本地标频信号的频率差；数字控制器根据所述频率差的标准差对所有参考源信号进行优先级排序；数字控制器选择优先级最高的参考信号源作为锁相环的当前信号源，并将其余所有参考信号源作为锁相环的备用信号源；数字控制器检测当前参考源信号是否发生瞬变，在检测到当前参考源信号发生瞬变时将锁相环的当前信号源切换为备用信号源中优先级最高的参考信号源，并对切换后的当前信号源进行频率和相位补偿。2.根据权利要求1所述的一种用于多输入的锁相环参考源切换方法，其特征在于，所述频率差的计算公式为：式中，表示当前时刻采集的参考源信号与本地标频信号的相位差； 表示上一次采集的参考源与本地标频信号的相位差；表示当前时刻和上一次采样时刻的时间差；表示参考源信号与本地标频信号的频率差。3.根据权利要求1所述的一种用于多输入的锁相环参考源切换方法，其特征在于，对所有参考源信号进行优先级排序时，若参考源信号对应的频率差的标准差越小，则该参考源信号的优先级越高。4.根据权利要求1所述的一种用于多输入的锁相环参考源切换方法，其特征在于，数字控制器检测当前参考源信号是否发生瞬变，包括：数字控制器判断当前信号源与本地标频信号的相位差是否大于第一阈值，若该相位差大于第一阈值，则当前信号源发生瞬变；数字控制器判断当前信号源与本地标频信号的频率差是否大于第二阈值，若该频率差大于第二阈值，则当前信号源发生瞬变。5.根据权利要求1所述的一种用于多输入的锁相环参考源切换方法，其特征在于，对切换后的当前信号源进行频率和相位补偿时，补偿值的计算方法为：定义切换前的当前信号源为第一信号源，切换后的当前信号源为第二信号源；计算第一信号源发生瞬变前第一信号源与第二信号源的瞬时静态相位差值，所述瞬时静态相位差值的计算公式为：
式中，表示瞬时静态相位差值，表示第一信号源与本地频标信号的相位差，表示第二信号源与本地频标信号的相位差；计算第一信号源与第二信号源的频率偏差，所述频率偏差的计算公式为：式中， 表示频率偏差，表示第一信号源与本地频标信号的频率差，表示第二信号源与本地频标信号的频率差；根据所述瞬时静态相位差值和频率偏差计算最终的补偿值，所述补偿值的计算公式为：式中，t表示当参考切换到第二信号源时，t从0开始每秒递增1。6.一种锁相环，其特征在于，包括多个参考源、多个鉴相器、数字控制器、环路滤波器和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张煜，曾迎春，朱敏，温学斌，邓意峰，简和兵，李文龙，杨彩芳，
申请(专利权)人：成都金诺信高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：