电路校准方法、装置、电路、设备和存储介质

文档序号:974428 发布日期:2020-11-03 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 电路校准方法、装置、电路、设备和存储介质 (Circuit calibration method, circuit calibration device, circuit, equipment and storage medium ) 是由 管璐璐 徐红如 于 2020-06-17 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种电路校准方法、装置、电路、设备和存储介质,该方法包括:在待校准电路锁定预设的目标频率时,获取待校准电路的当前输入电压、当前调频参数以及预设的调频范围信息;判断当前输入电压是否在预设电压范围内;在当前输入电压在预设电压范围内时,根据当前调频参数,从调频范围信息中选定目标调频参数,目标调频参数使待校准电路输出目标频率;在当前输入电压不在预设电压范围内时,根据预设电压范围的端点值,从调频范围信息中选定目标调频参数。本申请实现了自动根据待校准电路的当前输入电压和预设的目标频率,从该待校准电路的调频范围信息中,为该待校准电路选定合适的目标调频参数,进而实现对待校准电路的自动校准。(The application provides a circuit calibration method, a device, a circuit, equipment and a storage medium, wherein the method comprises the following steps: when a circuit to be calibrated locks a preset target frequency, acquiring the current input voltage, the current frequency modulation parameter and preset frequency modulation range information of the circuit to be calibrated; judging whether the current input voltage is within a preset voltage range or not; when the current input voltage is within a preset voltage range, selecting a target frequency modulation parameter from frequency modulation range information according to the current frequency modulation parameter, wherein the target frequency modulation parameter enables the circuit to be calibrated to output a target frequency; and when the current input voltage is not in the preset voltage range, selecting a target frequency modulation parameter from the frequency modulation range information according to the endpoint value of the preset voltage range. According to the method and the device, the suitable target frequency modulation parameters are selected for the circuit to be calibrated from the frequency modulation range information of the circuit to be calibrated according to the current input voltage and the preset target frequency of the circuit to be calibrated automatically, and then the circuit to be calibrated is calibrated automatically.)

电路校准方法、装置、电路、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及通信技术领域,具体而言,涉及一种电路校准方法、装置、电路、设备和存储介质。

背景技术

锁相环(phase locked loop,PLL)是一种利用相位同步产生的电压,去调谐压控振荡器以产生目标频率的负反馈控制系统。

锁相环普遍应用于无线通信的接收机中,其工作原理为:压控振荡器给出一个信号,一部分作为输出,另一部分通过分频与PLL IC(PLL Integrated Circuit,锁相环集成电路)所产生的本振信号作相位比较,为了保持频率不变,就要求相位差不发生改变,如果有相位差的变化,则PLL IC的电压输出端的电压发生变化,去控制压控振荡器,直到相位差恢复。达到锁频的目的。是能使压控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。

随着无线通信技术的发展,对锁相环的工作性能要求也越来越高。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种电路校准方法、装置、电路、设备和存储介质,用以实现自动根据待校准电路的当前输入电压和预设的目标频率,从该待校准电路的调频范围信息中,为该待校准电路选定合适的目标调频参数,进而实现对待校准电路的自动校准。

本申请实施例第一方面提供了一种电路校准方法,包括:在待校准电路锁定预设的目标频率时,获取所述待校准电路的当前输入电压、当前调频参数以及预设的调频范围信息;判断所述当前输入电压是否在预设电压范围内;当所述当前输入电压在所述预设电压范围内时,根据所述当前调频参数,从所述调频范围信息中选定目标调频参数,所述目标调频参数使所述待校准电路输出所述目标频率;当所述当前输入电压不在所述预设电压范围内时,根据所述预设电压范围的端点值,从所述调频范围信息中选定目标调频参数。

于一实施例中,所述当所述当前输入电压在所述预设电压范围内时,根据所述当前调频参数,从所述调频范围信息中选定目标调频参数,所述目标调频参数使所述待校准电路输出所述目标频率,包括:判断所述当前调频参数是否为所述调频范围信息的端点值;当所述当前调频参数是所述调频范围信息的端点值时,根据所述调频范围信息的端点值,从所述调频范围信息中,确定使所述待校准电路输出所述目标频率的所述目标调频参数。

于一实施例中,所述当所述当前调频参数是所述调频范围信息的端点值时,根据所述调频范围信息的端点值,从所述调频范围信息中,确定使所述待校准电路输出所述目标频率的所述目标调频参数,包括:当所述当前调频参数是所述调频范围信息的第一端点值时,确定所述待校准电路的第一调频阈值为所述当前调频参数,相同的输出频率下,所述调频范围信息的第二端点值的工作电压小于所述调频范围信息的第一端点值的工作电压;从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第二调频阈值,所述第一调频阈值和所述第二调频阈值使所述待校准电路锁定相同的所述目标频率时,所述第二调频阈值的工作电压大于所述第一调频阈值的工作电压。

于一实施例中,所述当所述当前调频参数是所述调频范围信息的端点值时,根据所述调频范围信息的端点值,从所述调频范围信息中,确定使所述待校准电路输出所述目标频率的所述目标调频参数,包括:当所述当前调频参数是所述调频范围信息的第二端点值时,确定所述待校准电路的第二调频阈值为所述当前调频参数,相同的输出频率下,所述调频范围信息的第二端点值的工作电压小于所述调频范围信息的第一端点值的工作电压;从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第一调频阈值,所述第一调频阈值和所述第二调频阈值使所述待校准电路锁定相同的所述目标频率时,所述第二调频阈值的工作电压大于所述第一调频阈值的工作电压。

于一实施例中,还包括:当所述当前调频参数不是所述调频范围信息的端点值时,判断所述待校准电路是否已存在第一调频阈值或者第二调频阈值,所述第一调频阈值和第二调频阈值使所述待校准电路锁定相同的所述目标频率时,所述第二调频阈值的工作电压大于所述第一调频阈值的工作电压;当所述待校准电路已存在所述第一调频阈值时,从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第二调频阈值;当所述待校准电路已存在所述第二调频阈值时,从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第一调频阈值。

于一实施例中,所述根据所述预设电压范围的端点值,从所述调频范围信息中选定目标调频参数还包括:当所述当前输入电压不在所述预设电压范围内时,判断所述当前输入电压大于所述预设电压范围的上端点值还是小于所述预设电压范围的下端点值,所述预设电压范围的上端点值大于所述预设电压范围的下端点值;当所述当前输入电压大于所述预设电压范围的上端点值时,确定所述待校准电路的第一调频阈值为工作电压小于所述当前输入电压的调频参数;从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第二调频阈值,所述第一调频阈值和所述第二调频阈值使所述待校准电路锁定相同的所述目标频率时,所述第二调频阈值的工作电压大于所述第一调频阈值的工作电压。

于一实施例中,还包括:当所述当前输入电压小于所述预设电压范围的下端点值时,确定所述待校准电路的第二调频阈值为工作电压大于所述当前输入电压的调频参数;从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第一调频阈值。

于一实施例中,所述从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第二调频阈值,包括:当所述待校准电路已存在所述第一调频阈值时,在所述调频范围信息中,将所述当前输入电压按照预设步长递减后,获得递减后工作电压所属的第一调频参数,并发送所述第一调频参数至所述待校准电路;获取所述待校准电路在所述第一调频参数条件下锁定所述目标频率时的第一输入电压,并判断所述第一输入电压是否在所述预设电压范围内;当所述第一输入电压在所述预设电压范围内时,循环执行所述根据所述当前调频参数,从所述调频范围信息中选定目标调频参数,所述目标调频参数使所述待校准电路输出所述目标频率的步骤,直至所述第一输入电压不在所述预设电压范围内时,执行所述根据所述预设电压范围的端点值,从所述调频范围信息中选定目标调频参数的步骤。

于一实施例中,所述从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第一调频阈值,包括:当所述待校准电路已存在所述第二调频阈值时,在所述调频范围信息中,将所述当前输入电压按照预设步长递增后,获得递增后工作电压所属的第二调频参数,并发送所述第二调频参数至所述待校准电路;获取所述待校准电路在所述第二调频参数条件下锁定所述目标频率时的第二输入电压,并判断所述第二输入电压是否在所述预设电压范围内;当所述第二输入电压在所述预设电压范围内时,循环执行所述根据所述当前调频参数,从所述调频范围信息中选定目标调频参数,所述目标调频参数使所述待校准电路输出所述目标频率的步骤,直至所述第二输入电压不在所述预设电压范围内时,执行所述根据所述预设电压范围的端点值,从所述调频范围信息中选定目标调频参数的步骤。

于一实施例中,还包括:获取所述待校准电路的调频因子;根据所述第二调频阈值、所述第一调频阈值和所述调频因子,从所述调频范围信息中选定所述目标调频参数。

于一实施例中,还包括:发送所述目标调频参数至所述待校准电路。

本申请实施例第二方面提供了一种电路校准装置,包括:获取模块,用于在待校准电路锁定预设的目标频率时,获取所述待校准电路的当前输入电压、当前调频参数以及预设的调频范围信息;判断模块,用于判断所述当前输入电压是否在预设电压范围内;选定模块,用于当所述当前输入电压在所述预设电压范围内时,根据所述当前调频参数,从所述调频范围信息中选定目标调频参数,所述目标调频参数使所述待校准电路输出所述目标频率;确定模块,用于当所述当前输入电压不在所述预设电压范围内时,根据所述预设电压范围的端点值,从所述调频范围信息中选定目标调频参数。

于一实施例中,所述选定模块包括:第一判断单元,用于判断所述当前调频参数是否为所述调频范围信息的端点值;第一确定单元,用于当所述当前调频参数是所述调频范围信息的端点值时,根据所述调频范围信息的端点值,从所述调频范围信息中,确定使所述待校准电路输出所述目标频率的所述目标调频参数。

于一实施例中,所述第一确定单元用于:当所述当前调频参数是所述调频范围信息的第一端点值时,确定所述待校准电路的第一调频阈值为所述当前调频参数,相同的输出频率下,所述调频范围信息的第二端点值的工作电压小于所述调频范围信息的第一端点值的工作电压;从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第二调频阈值,所述第一调频阈值和所述第二调频阈值使所述待校准电路锁定相同的所述目标频率时,所述第二调频阈值的工作电压大于所述第一调频阈值的工作电压。

于一实施例中,所述第一确定单元用于:当所述当前调频参数是所述调频范围信息的第二端点值时,确定所述待校准电路的第二调频阈值为所述当前调频参数,相同的输出频率下,所述调频范围信息的第二端点值的工作电压小于所述调频范围信息的第一端点值的工作电压;从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第一调频阈值,所述第一调频阈值和所述第二调频阈值使所述待校准电路锁定相同的所述目标频率时,所述第二调频阈值的工作电压大于所述第一调频阈值的工作电压。

于一实施例中,所述选定模块还包括:第二判断单元,用于当所述当前调频参数不是所述调频范围信息的端点值时,判断所述待校准电路是否已存在第一调频阈值或者第二调频阈值,所述第一调频阈值和第二调频阈值使所述待校准电路锁定相同的所述目标频率时,所述第二调频阈值的工作电压大于所述第一调频阈值的工作电压;第一选取单元,用于当所述待校准电路已存在所述第一调频阈值时,从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第二调频阈值;所述第一选取单元,还用于当所述待校准电路已存在所述第二调频阈值时,从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第一调频阈值。

于一实施例中,所述确定模块包括:第三判断单元,用于当所述当前输入电压不在所述预设电压范围内时,判断所述当前输入电压大于所述预设电压范围的上端点值还是小于所述预设电压范围的下端点值,所述预设电压范围的上端点值大于所述预设电压范围的下端点值;第二确定单元,用于当所述当前输入电压大于所述预设电压范围的上端点值时,确定所述待校准电路的第一调频阈值为工作电压小于所述当前输入电压的调频参数;第二选取单元,用于从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第二调频阈值,所述第一调频阈值和所述第二调频阈值使所述待校准电路锁定相同的所述目标频率时,所述第二调频阈值的工作电压大于所述第一调频阈值的工作电压。

于一实施例中,所述第二确定单元还用于:当所述当前输入电压小于所述预设电压范围的下端点值时,确定所述待校准电路的第二调频阈值为工作电压大于所述当前输入电压的调频参数;所述第二选取单元还用于,从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第一调频阈值。

于一实施例中,所述从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第二调频阈值,包括:当所述待校准电路已存在所述第一调频阈值时,在所述调频范围信息中,将所述当前输入电压按照预设步长递减后,获得递减后工作电压所属的第一调频参数,并发送所述第一调频参数至所述待校准电路;获取所述待校准电路在所述第一调频参数条件下锁定所述目标频率时的第一输入电压,并判断所述第一输入电压是否在所述预设电压范围内;当所述第一输入电压在所述预设电压范围内时,循环执行所述根据所述当前调频参数,从所述调频范围信息中选定目标调频参数,所述目标调频参数使所述待校准电路输出所述目标频率的步骤,直至所述第一输入电压不在所述预设电压范围内时,执行所述根据所述预设电压范围的端点值,从所述调频范围信息中选定目标调频参数的步骤。

于一实施例中,所述从所述调频范围信息中,选取所述待校准电路的第一调频阈值,包括:当所述待校准电路已存在所述第二调频阈值时,在所述调频范围信息中,将所述当前输入电压按照预设步长递增后,获得递增后工作电压所属的第二调频参数,并发送所述第二调频参数至所述待校准电路;获取所述待校准电路在所述第二调频参数条件下锁定所述目标频率时的第二输入电压,并判断所述第二输入电压是否在所述预设电压范围内;当所述第二输入电压在所述预设电压范围内时,循环执行所述根据所述当前调频参数,从所述调频范围信息中选定目标调频参数,所述目标调频参数使所述待校准电路输出所述目标频率的步骤,直至所述第二输入电压不在所述预设电压范围内时,执行所述根据所述预设电压范围的端点值,从所述调频范围信息中选定目标调频参数的步骤。

于一实施例中,所述获取模块,还用于获取所述待校准电路的调频因子;所述选定模块,还用于根据所述第二调频阈值、所述第一调频阈值和所述调频因子,从所述调频范围信息中选定所述目标调频参数。

于一实施例中,还包括:发送模块,用于发送所述目标调频参数至所述待校准电路。

本申请实施例第三方面提供了一种射频电路系统,包括:压控振荡器;分频器,输入端连接所述压控振荡器,用于对所述压控振荡器的输出频率进行分频处理后,生成分频信号;鉴频鉴相器,连接所述分频器的输出端,用于对参考频率和所述分频信号进行比较后,生成比较信号;电荷泵,连接所述鉴频鉴相器,用于根据所述比较信号,生成压控电压;环路滤波器,输入端连接所述电荷泵,输出端连接所述压控振荡器,用于对所述压控电压进行滤波处理后,生成所述压控振荡器的输入电压,并将所述输入电压输送至所述压控振荡器;校准电路,分别连接所述环路滤波器和所述压控振荡器,用于采用如本申请实施例第一方面及其任一实施例的方法,对所述压控振荡器进行校准。

本申请实施例第四方面提供了一种电子设备,包括:存储器,用以存储计算机程序;处理器,用以执行本申请实施例第一方面及其任一实施例的方法,以识别出单据信息的流向信息。

本申请实施例第五方面提供了一种非暂态电子设备可读存储介质,包括:程序,当其藉由电子设备运行时,使得所述电子设备执行本申请实施例第一方面及其任一实施例的方法。

本申请提供的电路校准方法、装置、电路、设备和存储介质,通过将待校准电路锁定预设的目标频率时的当前输入电压与预设电压范围进行比较,并根据比较结果,分别采用不同的方式,从所述调频范围信息中选定目标调频参数,以使所述待校准电路在目标调频参数的条件下输出目标频率,进而实现自动对待校准电路进行校准。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例的电子设备的结构示意图;

图2A为本申请一实施例的射频电路系统的结构示意图;

图2B为本申请一实施例的压控振荡器的频率特性示意图;

图2C为本申请一实施例的压控振荡器的电路连接示意图;

图2D为本申请一实施例的压控振荡器的频率特性示意图;

图3A为本申请一实施例的电路校准方法的流程示意图;

图3B为本申请一实施例的压控振荡器的频率特性曲线示意图;

图4为本申请一实施例的电路校准方法的流程示意图;

图5为本申请一实施例的电路校准方法的步骤410的流程示意图;

图6为本申请一实施例的电路校准方法的步骤411的流程示意图;

图7A为本申请一实施例的电路校准方法的流程示意图;

图7B为本申请一实施例的射频电路系统的信号波形示意图;

图8A为本申请一实施例的电路校准装置的结构示意图;

图8B为本申请一实施例的电路校准装置的结构示意图。

附图标记:

1-电子设备,10-总线,11-处理器,12-存储器,200-射频电路系统,XTAL-晶振,PFD-鉴频鉴相器,CP-电荷泵,LF-环路滤波器,VCO-压控振荡器,AC-校准电路,DIV-分频器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示,本实施例提供一种电子设备1,包括:至少一个处理器11和存储器12,图1中以一个处理器为例。处理器11和存储器12通过总线10连接,存储器12存储有可被处理器11执行的指令,指令被处理器11执行,以使电子设备1可执行下述的实施例中方法的全部或部分流程,以对所述待校准电路进行校准。

于一实施例中,电子设备1可以是手机、笔记本电脑、台式计算机或者是包含比较器和数字控制器的电路等设备。

如图2A所示,本实施例提供一种射频电路系统200,该系统可以应用在315M/433M通信频段,并且可以自动调节校准频率。射频电路系统200可以主要由鉴频鉴相器PFD、电荷泵CP、环路滤波器LF、压控振荡器VCO、分频器DIV、校准电路AC组成,并可以通过外部晶振XTAL为其提供参考频率Fref。该射频电路系统200是一个典型的锁相环电路。其中,分频器DIV输入端连接压控振荡器VCO,用于对压控振荡器VCO的输出频率Fout进行分频处理后,生成分频信号Fdiv。鉴频鉴相器PFD连接分频器DIV的输出端,用于对参考频率Fref和分频信号Fdiv进行比较后,生成比较信号up/dn。电荷泵CP,连接鉴频鉴相器PFD,用于根据比较信号up/dn,生成压控电压。环路滤波器LF,输入端连接电荷泵CP,输出端连接压控振荡器VCO,用于对压控电压进行滤波处理后,生成压控振荡器VCO的输入电压Vc,并将输入电压Vc输送至压控振荡器VCO。如图2A所示,外部晶振XTAL提供稳定准确的参考频率Fref,参考频率Fref和输出频率Fout分频后的分频信号Fdiv,经过鉴频鉴相器PFD的比较判断送出up/dn信号给电荷泵CP,来产生控制压控振荡器VCO的电压,电荷泵CP的输出电压还需要经过环路滤波器LF的滤波后,生成输入电压Vc再送入压控振荡器VCO,输入电压Vc的变化可以引起压控振荡器VCO输出频率Fout的变化。

校准电路AC,分别连接环路滤波器LF和压控振荡器VCO,校准电路AC中至少包括比较器和数据控制器。校准电路AC可以藉由如图所示的电子设备1来实现其功能。

于一实施例中,输入电压Vc在输送至压控振荡器VCO的同时,也会送至校准电路AC的比较器,经过比较器后得到fast、slow两个输出信号,数字控制器根据这两个信号输出频带选择信号(band_sel)决定压控振荡器VCO工作的频率曲线。通常晶振XTAL的频率可以为十几到几时MHz,而压控振荡器VCO的输出频率在几百MHZ到几个GHz之间,所以需要将压控振荡器VCO的输出频率Fout经过分频器DIV分频后再和参考频率Fref进行比较,设置不同的分频比例就可以得到不同的压控振荡器VCO工作频率。

于一实施例中,在射频电路系统200中,压控振荡器VCO的频率特性曲线如图2B所示,其中Vc为压控振荡器VCO的输入电压(相对于电源电压),而Fout为压控振荡器VCO输出信号的频率。图2B中示意了输入电压Vc和输出频率Fout之间的关系,当输入电压Vc较小时,输出频率Fout基本不变,超过一定值后,随着输入电压Vc的增大,输出频率Fout也逐渐升高,基本呈线性关系。综合考虑各模块的工作区域,实际对压控振荡器VCO的输入电压Vc有一定范围限制。可以设阈值电压Vth1和阈值电压Vth2(假设Vth1表示fast,Vth2表示slow,Vth2>Vth1),这两个阈值可用以判断输入电压Vc是否在合理区间内,由于输入电压Vc过小或者过大电路都容易进入非理想工作区域,所以只有输入电压Vc在Vth1和Vth2之间的区域20内(即预设电压范围内)才被认为是合理的工作区域。

于一实施例中,如图2C所示,压控振荡器VCO可以包括:由三极管M1、三极管M2、电流源A1和两个电阻器L组成的差分放大电路,以及可以对频率进行调整的可调电容阵列C1和/或电容阵列C2。其中输入电压Vc接到电容阵列C1和/或电容阵列C2的一端,电容阵列C1和/或电容阵列C2是可配置的,可以藉由cap_sel来选定。

在实际生产过程中,随着工艺偏差和工作环境的变化,压控振荡器VCO的频率特性曲线会发生偏移和变化,因此可能在某些环境下无法产生目标频率。而频率调谐范围太宽,在输入电压Vc取值范围一定时,压控振荡器VCO的增益会很高,这使压控振荡器VCO对控制线上的干扰变得非常敏感。所以为了保证压控振荡器VCO能达到设计要求,可以加入数字调谐技术。可以通过改变压控振荡器VCO中的电容阵列C1和/或电容阵列C2的大小,从而实现多个频率特性曲线。如图2D中所示,压控振荡器VCO有3个频率特性曲线,即从曲线curve1到曲线curve3,其中,压控振荡器VCO的电容逐渐变小,频率依次变高。

如果压控振荡器VCO的电容阵列取值不合适,会出现相邻两根曲线之间存在盲区,所以在设计中相邻频率特性曲线之间必须有重叠,而频率特性曲线的斜率也不能过高,最终结果就是必须有足够多的曲线才能实现精准的频率,而这些足够多的频率特性曲线就组成了压控振荡器VCO的调频范围信息。

请参看图3A,其为本申请一实施例的电路校准方法,该方法可由图1所示的电子设备1作为校准电路AC来执行,并可应用于图2A至图2D所示的射频电路系统200中,以实现对压控振荡器VCO的频率进行校准。该方法包括如下步骤:

步骤301:在待校准电路锁定预设的目标频率时,获取待校准电路的当前输入电压、当前调频参数以及预设的调频范围信息。

在本步骤中,待校准电路可以是如图2A至图2D中所示的压控振荡器VCO,目标频率可以根据实际场景的需要进行预先设定。在对压控振荡器VCO进行校准时,每次配置一个新的电容阵列后,压控振荡器VCO都需要一定时间才可以稳定的锁定目标频率,在压控振荡器VCO锁定预设的目标频率时,实时获取其当前输入电压、当前调频参数以及预设的调频范围信息。其中当前调频参数可以是压控振荡器VCO当前的电容阵列参数。

于一实施例中,如图3B所示,是一种实际应用中的压控振荡器VCO的数字调谐频率特性曲线示意图(这里忽略了Vc较小时Fout平坦的部分曲线),该系统中一共设计了九种频率特性曲线curev1到曲线curve9,可以将其作为压控振荡器VCO的调频范围信息。实际应用中,调频范围信息中的频率特性曲线个数N可根据工艺、精度要求而选择不同数值。

步骤302:判断当前输入电压是否在预设电压范围内,若是,进入步骤303,否则,进入步骤304。

在本步骤中,预设电压范围可以基于压控振荡器VCO的电路性能进行设定,比如将压控振荡器VCO的理想工作区域对应的电压范围作为预设电压范围。如图3B所示,假设压控振荡器VCO的理想工作区域由阈值电压Vth1和阈值电压Vth2(假设Vth2>Vth1)确定,这两个阈值可用以判断输入电压Vc是否在合理区间内,则Vth1和Vth2即时预设电压范围的两个端点。通过判断当前的输入电压是否在预设电压范围内,然后基于判断结果,采用不同的调谐方式对压控振荡器VCO进行调谐校准。

步骤303:根据当前调频参数,从调频范围信息中选定目标调频参数,目标调频参数使待校准电路输出目标频率。

在本步骤中,由于输入电压Vc过小或者过大时,压控振荡器VCO都容易进入非理想工作区域,所以只有输入电压Vc在Vth1和Vth2之间(即在预设电压范围内)才被认为是合理的工作区域。在当前输入电压在预设电压范围内时,则根据当前调频参数,从调频范围信息中选定目标调频参数,目标调频参数使待校准电路输出目标频率。

于一实施例中,如图3B所示,假设目标频率是f0,在图3B中,有5根曲线能达到这个目标频率是f0,分别是曲线curev3到曲线curve7,每个曲线上对应的压控振荡器VCO的输入电压Vc分别为V1、V2、V3、V4、V5。只有Vc在Vth1和Vth2这两个阈值之间才是合适的工作点,所以在图3B中,所示的V1到V5的这五个点中,只有V2、V3、V4才是候选的合适的工作点,虽然V1和V5也能实现f0的频率,但其不在预设电压范围内,因此不应被采纳。然后根据当前调频参数,从V2、V3、V4这几个点中,选定最合适的目标调频参数。

步骤304:根据预设电压范围的端点值,从调频范围信息中选定目标调频参数。

在本步骤中,在当前输入电压不在预设电压范围内时,为了校准压控振荡器VCO,可以根据当前输入电压与预设电压范围的端点值的大小关系,从调频范围信息中选定目标调频参数。

上述电路校准方法,压控振荡器VCO的频率特性曲线有许多根,在实际工作中第一步需要找到所有可以锁定目标频率f0的频率特性曲线,第二步就是需要从这些曲线中再选出工作在合理工作区域的曲线,最后一步就是在这些筛选出来的曲线中再选出一根最适合的曲线来配置给压控振荡器VCO。实现了高效、准确的调节电路工作频率。

请参看图4,其为本申请一实施例的电路校准方法,该方法可由图1所示的电子设备1作为校准电路AC来执行,并可应用于图2A至图2D所示的射频电路系统200中,以实现对压控振荡器VCO的频率进行校准。该方法包括如下步骤:

步骤401:在待校准电路锁定预设的目标频率时,获取待校准电路的当前输入电压、当前调频参数以及预设的调频范围信息。详细参见上述实施例中对步骤301的描述。

步骤402:判断当前输入电压是否在预设电压范围内。详细参见上述实施例中对步骤302的描述。若是进入步骤403,否则,进入步骤407。

步骤403:在当前输入电压在预设电压范围内时,判断当前调频参数是否为调频范围信息的端点值。若是下端点,进入步骤404,若是上端点,进入步骤405,若不是端点值,进入步骤406。

在本步骤中,在当前调频参数是调频范围信息的端点值时,根据调频范围信息的端点值,从调频范围信息中,确定使待校准电路输出目标频率的目标调频参数。如果当前调频参数是调频范围信息的第一端点值,进入步骤404,若是上端点,则进入步骤405,若不是端点值,进入步骤406。

步骤404:确定待校准电路的第一调频阈值为当前调频参数,相同的输出频率下,调频范围信息的第二端点值的工作电压小于调频范围信息的第一端点值的工作电压。然后进入步骤410。

在本步骤中,由于待校准电路相同的输出频率下,调频范围信息的第二端点值的工作电压小于调频范围信息的第一端点值的工作电压,在当前调频参数是调频范围信息的第一端点值时,说明工作电压不可能再往大了调,比如图3B所示的曲线curev1为第一端点的曲线,则直接将其曲线curev1作为压控振荡器VCO的第一调频阈值。并进入步骤410。

步骤405:确定待校准电路的第二调频阈值为当前调频参数,调频范围信息的第二端点值大于调频范围信息的第一端点值。然后进入步骤411。

在本步骤中,在当前调频参数是调频范围信息的第二端点值时,说明工作电压不可能再往小了调,比如图3B所示的曲线curev9为第二端点的曲线,则直接将曲线curev9作为压控振荡器VCO的第二调频阈值。并进入步骤411。

步骤406:在当前调频参数不是调频范围信息的端点值时,判断待校准电路是否已存在第一调频阈值或者第二调频阈值,第一调频阈值和第二调频阈值使待校准电路锁定相同的目标频率时,第二调频阈值的工作电压大于第一调频阈值的工作电压。若存在第一调频阈值,进入步骤410,若存在第二调频阈值,进入步骤411。

步骤407:在当前输入电压不在预设电压范围内时,判断当前输入电压大于预设电压范围的上端点值还是小于预设电压范围的下端点值,预设电压范围的上端点值大于预设电压范围的下端点值。若大于预设电压范围的上端点值,则进入步骤408,若小于预设电压范围的下端点值,则进入步骤409。

步骤408:在当前输入电压大于预设电压范围的上端点值时,确定待校准电路的第一调频阈值为工作电压小于当前输入电压的调频参数。然后进入步骤410。

在本步骤中,工作电压是待校准电路锁定目标频率时的输入电压Vc,在当前输入电压大于预设电压范围的上端点值时,说明当前调频参数的工作电压已经超出最佳工作状态,应当降低工作电压,因此,从调频范围信息中选取工作电压小于当前输入电压的调频参数作为待校准电路的第一调频阈值。

步骤409:在当前输入电压小于预设电压范围的下端点值时,确定待校准电路的第二调频阈值为工作电压大于当前输入电压的调频参数。然后进入步骤411。

在本步骤中,工作电压是待校准电路锁定目标频率时的输入电压,在当前输入电压小于预设电压范围的上端点值时,说明当前调频参数的工作电压已经低于最佳工作状态,应当升高工作电压,因此,从调频范围信息中选取工作电压大于当前输入电压的调频参数作为待校准电路的第二调频阈值。

步骤410:从调频范围信息中,选取待校准电路的第二调频阈值,然后进入步骤412。

步骤411:从调频范围信息中,选取待校准电路的第一调频阈值,进入步骤412。

步骤412:获取待校准电路的调频因子。

在本步骤中,调频因子主要作用是将最终的目标调频参数偏向一定的方向,可以基于电路系统的工作性能进行选定。比如,实际电路工作过程中,理想的工作状态更接近预设电压范围的上端点,则可以设定调频因子偏向预设电压范围的上端点,以保证选到更加合适的目标调频参数。

步骤413:根据第二调频阈值、第一调频阈值和调频因子,从调频范围信息中选定目标调频参数。

步骤414:发送目标调频参数至待校准电路。

于一实施例中,请参看图5,步骤410可以包括如下子步骤:

步骤S1:当待校准电路已存在第一调频阈值时,在调频范围信息中,将当前输入电压按照预设步长递减后,获得递减后工作电压所属的第一调频参数,并发送第一调频参数至待校准电路。

步骤S2:获取待校准电路在第一调频参数条件下锁定目标频率时的第一输入电压,并判断第一输入电压是否在预设电压范围内。

步骤S3:当第一输入电压在预设电压范围内时,返回步骤403,并循环执行上述寻找第二调频阈值的过程,直至第一输入电压不在预设电压范围内时,进入步骤S4。

步骤S4:跳出步骤410,并返回步骤407。

于一实施例中,请参看图6,步骤411可以包括如下子步骤:

步骤L1:当待校准电路已存在第二调频阈值时,在调频范围信息中,将当前输入电压按照预设步长递增后,获得递增后工作电压所属的第二调频参数,并发送第二调频参数至待校准电路。

步骤L2:获取待校准电路在第二调频参数条件下锁定目标频率时的第二输入电压,并判断第二输入电压是否在预设电压范围内。

步骤L3:当第二输入电压在预设电压范围内时,返回步骤403,并循环执行上述寻找第一调频阈值的过程,直至第二输入电压不在预设电压范围内时,进入步骤L4。

步骤L4:跳出步骤411,并返回步骤407。

请参看图7A,其为本申请一实施例的电路校准方法,该方法可由图1所示的电子设备1作为校准电路AC来执行,并可应用于图2A至图2D所示的射频电路系统200中,以实现对压控振荡器VCO的频率进行校准。以压控振荡器VCO作为待校准电路为例,以图3B所示的9条频率特性曲线作为压控振荡器VCO的调频范围信息。该方法可以包括如下步骤:

步骤701:等待时间T0。

在本步骤中,在常用的方式中,通过逐个扫描各频率特性曲线,即从曲线curve1到曲线curve9依次扫描,或者反向从曲线curve9到曲线curve1逐个设置,检测每个曲线能否实现对目标频率的锁定,且频率锁定时输入电压是否在Vth1和Vth2两个阈值之间。上述做法在曲线个数较多时就会消耗较多时间,也就是会增加功耗。另外,在校准时,每次配置一个新的电容阵列后电路都需要一定时间才可以稳定,但是稳定时间会根据外部环境等因素而有所变化,通常为了保证系统能够稳定,每次配置完新参数后都需要等待较长时间。为了可以合理缩短等待时间,可以一旦稳定即开始扫描判断。T0为每次等待系统稳定的时间,T0可为数十us到数百us,根据系统稳定所需时间而定,

步骤702:判断lock是否为1,如果是,进入步骤703,否则,进入步骤721。

在本步骤中,其中lock是射频电路系统200稳定的标志位,lock=1表示已经锁定目标频率,lock=0表示系统未锁定目标频率。其中lock信号是由鉴频鉴相器PFD提供的,鉴频鉴相器PFD波形如图7B所示,当Fref和Fdiv相差较大,up和dn信号脉冲宽度较大,而当Fref和Fdiv频率接近了,up和dn的脉冲宽度变小,lock信号此时由0变为1,表示系统已经稳定,压控振荡器VCO输出目标频率。

N表示压控振荡器VCO的频率特性曲线的个数(本实施例中N=9),up和dn为合适的频率特性曲线的上下限(dn代指第一调频阈值,up代指第二调频阈值),初始将up和dn赋值0,cnt是等待射频电路系统200稳定的计数器,cap_sel表示压控振荡器VCO的电容配置参数的编号,和图3B中的曲线curve1到曲线curve9对应,例如cap_sel=2表示扫描curve2。

于一实施例中,校准扫描过程的目标是找到合适目标频率曲线的上下限,即up和dn的值。为了节省扫描过程,可以从位于中间的曲线开始扫描,初始时选取cap_sel=INT(N/2)开始扫描,INT表示取整函数。本实施例相当于将等待系统稳定的时间分成了4份,每等待一个T0判断一次是否稳定,在T0、2T0、3T0、4T0中的任一时刻lock=1了即可跳出等待,而如果在4T0后lock=0则认为系统锁定失败,此时,压控振荡器VCO输出频率一定过快或者过慢,即Vc>Vth2或者Vc<Vth1。

步骤702:如果lock=1了,就开始判断当前输入电压Vc和Vth1、Vth2的关系。先判断是否满足Vth1<Vc<Vth2,如果满足,进入步骤704,否则进入步骤715。

步骤704:如果满足Vth1<Vc<Vth2,再判断目前扫描的cap_sel(当前调频参数)是否为1,若是,进入步骤705,否则进入步骤710。

步骤705:如果是1则说明压控振荡器VCO的调频下限即为第一根曲线,因此将cap_sel赋值给dn,并进入步骤706去找上限。

步骤706:判断up≠0?,若是,说明上限也已找到,进入步骤720。否则,进入步骤707。

步骤707:如果up=0说明上限还没有找到,此时再判断目前扫描的cap_sel值是否大于INT(N/2),如果cap_sel>INT(N/2),说明当前正在扫描上半部曲线,则进入步骤708。否则,进入步骤709。

步骤708:继续向上扫描cap_sel+1。

步骤709:如果cap_sel>INT(N/2),说明刚完成下半部分曲线的扫描,将INT(N/2)+1配给cap_sel,并返回步骤701继续向上扫描寻找上限。

步骤710:如果cap_sel不为1,再判断cap_sel是否为N,若是,进入步骤711,否则进入步骤714。

步骤711:如果cap_sel是N,那么说明压控振荡器VCO的调频上限即为N对应的调频参数(本实施例N=9),将N赋值给up,并进入步骤712。

步骤712:再去判断下限是否找到,即判断dn≠0?若是,如果dn≠0说明已经找到下限,进入步骤720。否则,进入步骤713。

步骤713:若dn=0则还没有找到下限,那么就继续向下配置,cap_sel-1继续扫描。然后返回步骤701。

步骤714:如果cap_sel不为N,再判断此时是否已找到下限,即判断dn≠0?如果dn=0,说明未找到下限,则返回步骤713,就cap_sel-1向下寻找下限。否则,如果dn≠0,返回步骤708。

步骤715:如果不满足Vth1<Vc<Vth2,再判断是否Vc>Vth2,如果满足Vc>Vth2说明找到下限,进入步骤716,否则进入步骤717。

步骤716:将cap_sel+1赋值给dn,表示往上一根曲线是满足条件的下限。然后返回步骤706再判断是否找到上限,判断过程和上述步骤描述一致。

步骤717:如果Vc>Vth2不满足,再判断Vc<Vth1是否满足,如果结果为是,说明找到上限,进入步骤718,否则进入步骤719。

步骤718:将cap_sel-1赋给up为上限,并返回步骤712再判断是否找到下限,如果dn≠0说明上下限都已找到,如果dn=0,说明还没有找到下限,那么就将cap_sel减1继续向下扫描找下限直至最终找到下限。

步骤719:如果Vc<Vth1不满足,则将ERROR赋值1,结束。

步骤720:当上下限都找到,可以结合调频因子,计算出最终的目标调频参数对应的cap_sel值。因为实际工作时Vth1阈值处离电路非理想工作状态更接近,所以我们更趋向于取靠近Vth2阈值处的Vc。因此调频因子可以定为1,目标调频参数cap_sel=INT[(up+dn+1)/2]。然后将该目标调频参数发送给压控振荡器VCO,以使压控振荡器VCO在目标调频参数的条件下进行稳定工作。进而实现了自动对压控振荡器VCO的校准。

于一实施例中,在上述判断流程中,假设N=9,最终可以找到压控振荡器VCO的调频上限为up=6,调频下限dn=4,所以cap_sel=INT[(up+dn+1)/2]=5,如图3B所示,也就是说,在锁定目标频率f0的条件下,最终确定曲线curve5是最合适的频率特性曲线,V3是最理想的工作点。

在上述校准扫描过程在搜寻到上下边界后就结束,尽可能减少了无用的扫描过程,降低了芯片的功耗。

请参看图8A,其为本申请一实施例的电路校准装置800,该装置可应用于图1所示的电子设备1,并可应用于图2A至图2D所示的射频电路系统200中,以作为校准模块,实现对压控振荡器VCO的频率进行校准。该装置包括:获取模块81、判断模块82、选定模块83和确定模块84,各个模块的原理关系如下:

获取模块81,用于在待校准电路锁定预设的目标频率时,获取待校准电路的当前输入电压、当前调频参数以及预设的调频范围信息。详细参见上述实施例中对步骤301的描述。

判断模块82,用于判断当前输入电压是否在预设电压范围内。详细参见上述实施例中对步骤302的描述。

选定模块83,用于在当前输入电压在预设电压范围内时,根据当前调频参数,从调频范围信息中选定目标调频参数,目标调频参数使待校准电路输出目标频率。详细参见上述实施例中对步骤303的描述。

确定模块84,用于在当前输入电压不在预设电压范围内时,根据预设电压范围的端点值,从调频范围信息中选定目标调频参数。详细参见上述实施例中对步骤304的描述。

于一实施例中,请参看图8B,选定模块83包括:第一判断单元831,用于判断当前调频参数是否为调频范围信息的端点值。第一确定单元832,用于在当前调频参数是调频范围信息的端点值时,根据调频范围信息的端点值,从调频范围信息中,确定使待校准电路输出目标频率的目标调频参数。详细参见上述实施例中对步骤403至步骤405以及步骤410至步骤413的描述。

于一实施例中,第一确定单元832用于:在当前调频参数是调频范围信息的第一端点值时,确定待校准电路的第一调频阈值为当前调频参数,相同的输出频率下,调频范围信息的第二端点值的工作电压小于调频范围信息的第一端点值的工作电压。从调频范围信息中,选取待校准电路的第二调频阈值,第一调频阈值和第二调频阈值使待校准电路锁定相同的目标频率时,第二调频阈值的工作电压大于第一调频阈值的工作电压。详细参见上述实施例中对步骤404、步骤410至步骤413的描述。

于一实施例中,第一确定单元832用于:在当前调频参数是调频范围信息的第二端点值时,确定待校准电路的第二调频阈值为当前调频参数,相同的输出频率下,调频范围信息的第二端点值的工作电压小于调频范围信息的第一端点值的工作电压。从调频范围信息中,选取待校准电路的第一调频阈值,第一调频阈值和第二调频阈值使待校准电路锁定相同的目标频率时,第二调频阈值的工作电压大于第一调频阈值的工作电压。详细参见上述实施例中对步骤405、步骤411至步骤413的描述。

于一实施例中,选定模块83还包括:第二判断单元833,用于在当前调频参数不是调频范围信息的端点值时,判断待校准电路是否已存在第一调频阈值或者第二调频阈值,第一调频阈值和第二调频阈值使待校准电路锁定相同的目标频率时,第二调频阈值的工作电压大于第一调频阈值的工作电压。第一选取单元834,用于当待校准电路已存在第一调频阈值时,从调频范围信息中,选取待校准电路的第二调频阈值。第一选取单元834,还用于当待校准电路已存在第二调频阈值时,从调频范围信息中,选取待校准电路的第一调频阈值。详细参见上述实施例中对步骤406、步骤410至步骤413的描述。

于一实施例中,确定模块84包括:第三判断单元841,用于在当前输入电压不在预设电压范围内时,判断当前输入电压大于预设电压范围的上端点值还是小于预设电压范围的下端点值,预设电压范围的上端点值大于预设电压范围的下端点值。第二确定单元842,用于在当前输入电压大于预设电压范围的上端点值时,确定待校准电路的第一调频阈值为工作电压小于当前输入电压的调频参数。第二选取单元843,用于从调频范围信息中,选取待校准电路的第二调频阈值,第一调频阈值和第二调频阈值使待校准电路锁定相同的目标频率时,第二调频阈值的工作电压大于第一调频阈值的工作电压。详细参见上述实施例中对步骤407至步骤408、步骤410至步骤413的描述。

于一实施例中,第二确定单元842还用于:在当前输入电压小于预设电压范围的下端点值时,确定待校准电路的第二调频阈值为工作电压大于当前输入电压的调频参数。第二选取单元843还用于,从调频范围信息中,选取待校准电路的第一调频阈值。详细参见上述实施例中对步骤407、步骤409、步骤411至步骤413的描述。

于一实施例中,从调频范围信息中,选取待校准电路的第二调频阈值,包括:当待校准电路已存在第一调频阈值时,在调频范围信息中,将当前输入电压按照预设步长递减后,获得递减后工作电压所属的第一调频参数,并发送第一调频参数至待校准电路。获取待校准电路在第一调频参数条件下锁定目标频率时的第一输入电压,并判断第一输入电压是否在预设电压范围内。当第一输入电压在预设电压范围内时,循环执行根据当前调频参数,从调频范围信息中选定目标调频参数,目标调频参数使待校准电路输出目标频率的步骤,直至第一输入电压不在预设电压范围内时,执行根据预设电压范围的端点值,从调频范围信息中选定目标调频参数的步骤。详细参见上述实施例中对步骤S1至步骤S3的描述。

于一实施例中,从调频范围信息中,选取待校准电路的第一调频阈值,包括:当待校准电路已存在第二调频阈值时,在调频范围信息中,将当前输入电压按照预设步长递增后,获得递增后工作电压所属的第二调频参数,并发送第二调频参数至待校准电路。获取待校准电路在第二调频参数条件下锁定目标频率时的第二输入电压,并判断第二输入电压是否在预设电压范围内。当第二输入电压在预设电压范围内时,循环执行根据当前调频参数,从调频范围信息中选定目标调频参数,目标调频参数使待校准电路输出目标频率的步骤,直至第二输入电压不在预设电压范围内时,执行根据预设电压范围的端点值,从调频范围信息中选定目标调频参数的步骤。详细参见上述实施例中对步骤L1至步骤L3的描述。

于一实施例中,获取模块81,还用于获取待校准电路的调频因子。选定模块83,还用于根据第二调频阈值、第一调频阈值和调频因子,从调频范围信息中选定目标调频参数。详细参见上述实施例中对步骤412至步骤413的描述。

于一实施例中,还包括:发送模块85,用于发送目标调频参数至待校准电路。详细参见上述实施例中对步骤414的描述。

上述电路校准装置800的详细描述,请参见上述实施例中相关方法步骤的描述。

本发明实施例还提供了一种非暂态电子设备可读存储介质,包括:程序,当其在电子设备上运行时,使得电子设备可执行上述实施例中方法的全部或部分流程。其中,存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)、随机存储记忆体(RandomAccess Memory,RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive,缩写:HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)等。存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

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