一种振荡电路、振荡控制方法、锁相环电路及电子设备与流程

本技术涉及电子，尤其涉及一种振荡电路、振荡控制方法、锁相环电路及电子设备。

背景技术：

1、在通信系统中常使用锁相环(phase locked loop，pll)。锁相环的核心器件为振荡器(oscillator)。锁相环是一种利用相位同步产生的电压，去调谐振荡器以产生目标频率的负反馈控制系统。由于振荡器是一个阻尼振荡系统，随着开始振荡到振荡稳定，其振荡幅度会有一个变化过程。在这个变化过程中，振荡器的频率也是变化的。而振荡器的频率处于稳定的阶段时，锁相环才能正常工作。故振荡器从开始振荡到振荡稳定的过程的时间过长，是影响锁相环快速工作的一个重要限制因素。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种振荡电路、振荡控制方法、锁相环电路及电子设备，实现了振荡器的快速稳定。

2、为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种振荡电路，该振荡电路包括振荡器、幅值比较电路、电压控制电路和可调电源；可调电源与振荡器耦合；幅值比较电路分别与振荡器和可调电源耦合；电压控制电路分别与幅值比较电路和可调电源耦合；其中，

4、可调电源，用于为振荡器提供输入信号；振荡器，用于根据输入信号输出振荡信号；

5、在第一时间内：幅值比较电路，用于根据振荡信号的振幅与参考电压向可调电源输出第一控制电压；第一控制电压用于控制可调电源调节输入信号；电压控制电路，用于获取目标控制电压；目标控制电压为当振荡器的振荡信号在第一时间内实现振幅稳定时的第一控制电压；

6、在第一时间后：电压控制电路，用于通过目标控制电压控制可调电源调节输入信号。

7、示例性地，首先，在第一时间内，由幅值比较电路以闭环供电的方式控制可调电源向振荡器输出供电电压，具体为：幅值比较电路获取振荡信号的振幅，根据振荡信号的振幅调整输出的第一控制电压的电压值，通过第一控制电压来调整可调电源输出的供电电压的值，直至振荡信号的振幅恒定为止，此时第一控制电压即为目标控制电压。然后，在第一时间后，控制电压控制电路获取对应为目标控制电压的第一控制电压。在后续振荡器上下电或者pvt变化的情况下，由电压控制电路采用开环供电的方式控制可调电源向振荡器输出供电电压，具体为：电压控制电路根据获取的目标控制电压，以恒定的目标控制电压控制可调电源向振荡器输出的供电电压的电压大小。

8、在本技术实施例中，在振荡器首次振荡工作时，采用闭环供电的方式，获取振荡信号的振幅，从而得到为目标控制电压的第一控制电压，该第一控制电压使得可调电源向振荡器输出供电电压，该供电电压使得振荡信号的振幅恒定。而后，电压控制电路获取该目标控制电压，并在振荡器的后续工作中，以该恒定的目标控制电压来控制可调电源生成供电电压，通过该供电电压来驱动振荡器。通过该目标控制电压生成的供电电压，使得振荡器在后续的工作中，无需重复以闭环供电的方式确定供电电压，即可使得振荡信号的振幅稳定在一定幅值或者稳定在一定幅值范围内。本技术实施例通过这种实施方式实现了在振荡信号的振幅较为稳定的情况下，使得振荡器快速稳定，进而使得锁相环电路也可以快速锁定。

9、在一种可能的实施方式中，幅值比较电路包括幅值检测电路和第一运算放大器；幅值检测电路的输入端与振荡器的输出端耦合；幅值检测电路的输出端与第一运算放大器的第一输入端耦合；第一运算放大器的第二输入端用于输入参考电压；第一运算放大器的输出端与可调电源的受控端耦合；在第一时间内，幅值检测电路，用于根据振荡信号的振幅输出幅值电压；第一运算放大器用于，根据幅值电压和参考电压输出第一控制电压。

10、在本技术实施例中，通过幅值检测电路对振荡信号的振幅进行检测，并根据振幅的大小生成对应的幅值电压。而后，第一运算放大器输入幅值电压和参考电压，根据比较幅值电压和参考电压的值，当幅值电压等于或接近于参考电压时，代表此时的振幅为所需的振幅，第一运算放大器生成第一控制电压，根据该第一控制电压控制可调电源生成供电电压，以该供电电压给振荡器供电，从而使得振荡信号的振幅稳定。而后电压控制电路获取该第一控制电压，该第一控制电压即为目标控制电压。

11、在一种可能的实施方式中，幅值比较电路还包括增益调节电路；增益调节电路包括第一晶体管；第一晶体管的第一极与第一运算放大器的电压端耦合；第一晶体管的栅极与第一运算放大器的输出端耦合；第一晶体管的第二极与第一运算放大器的第二输入端耦合。

12、在本技术实施例中，通过第一晶体管调节第一运算放大器的输出增益，使得幅值比较电路的增益更佳。

13、在一种可能的实施方式中，增益调节电路还包括第二晶体管；第二晶体管的第一极与第一晶体管的第二极耦合；第二晶体管的栅极连接偏置电压；第二晶体管的第二极接地。

14、在本技术实施例中，可通过第二晶体管调整负反馈的电压信号的高低。

15、在一种可能的实施方式中，增益调节电路还包括第一电阻；第一晶体管的第二极通过第一电阻与第一运算放大器的第二输入端耦合。

16、在本技术实施例中，可通过第一电阻调整负反馈的电压信号的高低。

17、在一种可能的实施方式中，振荡电路还包括参考电压电路；参考电压电路与第一运算放大器的第二输入端耦合；参考电压电路用于生成参考电压。

18、在本技术实施例中，通过参考电压电路生成参考电压，并向第一运算放大器的第二输出端输出该参考电压。通过调整参考电压电路的参数，可实现对参考电压的调整，进而实现对振荡器输出的振荡信号的振幅等的调整。

19、在一种可能的实施方式中，振荡电路还包括测试运算放大器；测试运算放大器的第一输入端与幅值检测电路的输出端耦合；测试运算放大器的第二输入端与测试运算放大器的输出端耦合。

20、在本技术实施例中，可通过测试运算放大器实现对电路的一些额外的测试功能。

21、在一种可能的实施方式中，电压控制电路包括第二运算放大器和比较处理电路；第二运算放大器的第一输入端与幅值比较电路的输出端耦合；第二运算放大器的第二输入端与比较处理电路的输出端耦合；第二运算放大器的输出端与比较处理电路的输入端耦合；比较处理电路的输出端与可调电源的受控端耦合；其中，第二运算放大器，用于在第一时间内，将第一控制电压与比较处理电路输出的电压进行比较，并将比较结果输出给比较处理电路；比较处理电路，用于在第一时间内，根据比较结果确定目标控制电压。

22、在本技术实施例中，通过第二运算放大器获取幅值比较电路输出的第一控制电压和比较处理电路输出的电压，并根据设定的时序，对第一控制电压和比较处理电路输出的电压进行比较，并按照时序输出多次比较结果至比较处理电路。在比较处理电路中，根据时序，为每次的比较操作设定有对应的电压值，根据输入的比较结果，可以确定出对应时序下的比较结果对应着目标控制电压的大小。例如，比较结果为，每次比较操作对应着相应的电压值，当比较结果初次为时的电压值即为目标控制电压所对应的电压值。或者，比较结果为，比较结果初次为时对应的电压值即为目标控制电压所对应的电压值。

23、在一种可能的实施方式中，比较处理电路包括数字信号电路、存储单元、数模转换器和第三运算放大器；数字信号电路的输入端与第二运算放大器的输出端耦合；数字信号电路的输出端与存储单元的存储端耦合；存储单元的输出端与数模转换器的输入端耦合；其中，在第一时间内：数字信号电路用于，根据比较结果向存储单元输出第一数字信号；第一数字信号的取值用于指示目标控制电压的大小；存储单元用于，将第一数字信号进行存储；数模转换器用于，根据第一数字信号，输出目标控制电压。

24、在本技术实施例中，通过数字信号电路根据比较结果确定目标控制电压的电压值，并向存储单元输出第一数字信号，以该第一数字信号来指示目标控制电压的电压值，并输入存储单元中进行存储。而后在振荡器后续的工作中(即第一时间之后)，存储单元将存储的第一数字信号输出至数模转换器，通过数模转换器输出为目标控制电压。在振荡器重新上电或者pvt变化的情况下，由数模转换器根据输出的目标控制电压来控制可调电源输出供电电压。

25、在一些可能的实施方式中，比较处理电路还包括第三运算放大器，数模转换器的输出端与第三运算放大器的第一输入端耦合；第三运算放大器的输出端与可调电源的受控端耦合；第三运算放大器的输出端还与第三运算放大器的第二输入端耦合。

26、在本技术实施例中，通过第三运算放大器构成电压跟随器，使得数模转换器输出的目标控制电压的值更加稳定。

27、在一些可能的实施方式中，振荡电路还包括第一开关和第二开关；幅值比较电路通过第一开关与可调电源的受控端耦合；电压控制电路通过第二开关与可调电源的受控端耦合；其中，在第一时间内，第一开关导通且第二开关关断；在第一时间后，第一开关关断且第二开关导通。

28、在本技术实施例中，通过控制第一开关和第二开关的导通和关断来实现在第一时间内以幅值比较电路输出第一控制电压来调节可调电源输出的输入信号，并在第一时间后以电压控制电路来输出目标控制电压来调节可调电源输出的输入信号。

29、可选地，可调电源向振荡器输出的输入信号可以为电压信号也可以为电流信号。

30、在一种可能的实施方式中，可调电源包括第三晶体管、第四晶体管和第一可调电阻；第一可调电阻的第一端作为可调电源的受控端分别与第一开关和第二开关耦合；第一可调电阻的第二端与第四晶体管的栅极耦合；第四晶体管的第一极用于输入电压；第四晶体管的第二极与振荡器的输入端耦合；第三晶体管的第一端与第一可调电阻的第一端耦合，第三晶体管的第二端与第一可调电阻的第二端耦合。

31、在本技术实施例中，通过向第一可调电阻的第一端输出不同的第一控制电压或者目标控制电压，使得通过第四晶体管的第一极和第二极输出至振荡器的供电电压的电压值不同，从而实现对供电电压的调整。

32、在一种可能的实施方式中，振荡电路还包括第一供电电路；第一供电电路与第四晶体管的第一极耦合；第一供电电路用于提供供电电压。

33、在本技术实施例中，通过第一供电电路向可调电源提供供电电压。

34、第二方面，本技术实施例还提出了一种振荡控制方法，基于振荡电路；该振荡电路包括电压控制电路、振荡器和可调电源；该方法包括：

35、在第一时间内：控制可调电源为振荡器提供输入信号；控制振荡器根据输入信号输出振荡信号；根据振荡信号的振幅与参考电压向可调电源输出第一控制电压；第一控制电压用于控制可调电源调节输入信号；控制电压控制电路获取目标控制电压；目标控制电压为当振荡器的振荡信号在第一时间内实现振幅稳定时的第一控制电压；

36、在第一时间后：控制电压控制电路通过目标控制电压控制可调电源调节输入信号。

37、在一种可能的实施方式中，上述根据振荡信号的振幅与参考电压向可调电源输出第一控制电压，包括：根据振荡信号的振幅输出幅值电压；根据幅值电压和参考电压之间的差值输出第一控制电压。

38、在一种可能的实施方式中，电压控制电路包括比较处理电路；上述获取目标控制电压，包括：将第一控制电压与比较处理电路输出的电压进行比较，并将比较结果输出给比较处理电路；控制比较处理电路根据比较结果确定目标控制电压。

39、在一种可能的实施方式中，上述控制比较处理电路根据比较结果确定目标控制电压，包括：控制比较处理电路根据比较结果输出第一数字信号；第一数字信号的取值用于指示目标控制电压的大小；根据第一数字信号，输出目标控制电压。

40、第三方面，本技术实施例还提出了一种锁相环电路，该锁相环电路包括如上述第一方面所记载的振荡电路。

41、第四方面，本技术实施例还提出了一种电子设备，该电子设备包括电路板和上述第三方面所记载的锁相环电路；锁相环电路设置在电路板上。

42、第五方面，本技术实施例还提出了芯片系统。该芯片系统包括至少一个处理器和至少一个接口电路。至少一个处理器和至少一个接口电路可通过线路互联。处理器用于支持芯片系统实现上述第二方面所记载的方法中的各个功能或者步骤，至少一个接口电路可用于从其它装置(例如存储器)接收信号，或者，向其它装置(例如通信接口)发送信号。该芯片系统可以包括芯片，还可以包括其他分立器件。

43、第六方面，本技术实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，当指令在上述第四方面所记载的电子设备或上述第五方面所记载的芯片系统上运行时，使得电子设备或芯片系统执行如上述第二方面所记载的方法。

44、关于第二方面、第三方面、第四方面、第五方面和第六方面的相关技术效果可参考上述第一方面的相关描述，故不再赘述。