專利名稱：鎖相環(huán)、用于鎖相環(huán)的相位檢測方法及使用其的接收器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于恢復載波信號的相位的裝置和方法。具體地，本發(fā)
明涉及鎖相環(huán)(PLL)、用于PLL的相位檢測方法、以及使用其的接收器。
背景技術：
圖1是根據(jù)第一種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)的PLL電路的方框圖。 參照圖1，該PLL電路包括相位檢測器IOI,用于提取輸入信號x,，和 反饋信號Vn之間的相位位移分量；環(huán)路濾波器(LF) 102,用于基于從相位 檢測器101接收的誤差信號en,控制該環(huán)路的運行特征；以及數(shù)控振蕩器 (NCO) 103,用于根據(jù)LF 102的輸出振蕩反饋信號vn。
為了簡化后續(xù)描述，該PLL將在以下描述，主要集中在配置為包括乘法 器的相位檢測器。
為了檢測輸入信號x。和反饋信號v。之間的相位差，相位檢測器101包括
乘法器lll，用于將輸入信號X。和反饋信號Vn相乘，并輸出作為結果的乘積
信號cn;以及虛值提取器112,用于將乘積信號d的虛部分量的幅值輸出作 為誤差信號en。
圖3圖示PLL電路中的相位檢測器101的輸出特征曲線，以及圖4是圖 示相位檢測器101中的誤差信號檢測。
根據(jù)上述第一種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)，從輸入信號Xn到反饋信號V。在復平面上
的投射得來的幅度分量(圖4中的Im ()),被用作誤差信號en。
如圖3中所示，相位檢測器101的輸出e。展示了正弦特征曲線。如果信 號e,，接近不穩(wěn)定點B,則它長久不收斂于穩(wěn)定點A (稱為"掛起現(xiàn)象")，由 此降低了采集性能。因此，可以推斷由于它的長采集時間(acquisition time), 上面的相位檢測器101對于要求快速同步的應用是不可行的。 圖2是根據(jù)第二種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)的PLL的方框圖。
參照圖2，該PLL電路包括相位檢測器201,用于提取輸入信號x。和 反饋信號Vn之間的相位位移分量；LF202,用于基于從相位檢測器201接收
的誤差信號en，確定NC0 203的振蕩頻率；以及NC0 103,用于根據(jù)LF 202 的輸出振蕩反饋信號vn。
為了檢測輸入信號Xn和反饋信號Vn之間的相位差，相位檢測器201包括 乘法器211，用于將輸入信號Xn和反饋信號Vn相乘，并輸出作為結果的乘積
信號c,，；以及除法器212，用于用乘積信號Cn的虛部Im ()除以它的實部； 以及角度計算器213,用于計算反正切以從除法器212的輸出中提取角度分 量。
圖5和圖6圖示根據(jù)第二種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)的誤差信號檢測方法。具體地， 圖5圖示相位檢測器201的輸出特征曲線，以及圖6是圖示相位檢測器201 中的誤差信號檢測的圖。
根據(jù)第二種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)，計算在復平面上的輸入信號Xn和反饋信號v,，
之間的角度，并用作誤差信號e。。
如圖5中所示，相位檢測器201的特征曲線是鋸形函數(shù)。因此，如果輸 出信號en接近不穩(wěn)定點D，則它的值高，因此到穩(wěn)定點C的采集時間短。由 于相位檢測器201克服了第一種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)相位檢測器PLL 101遇到的掛 起現(xiàn)象，所以它更適于要求快速采集的應用。
然而，由于大多數(shù)使用鋸形函數(shù)的相位檢測器被配置以接收復值并且輸 出它的角度，低信噪比(SNR)環(huán)境中的噪聲增強降低了穩(wěn)定狀態(tài)的性能。

發(fā)明內容
此外，當相位檢測器201的輸出位于不穩(wěn)定點D時，在低SNR環(huán)境中采 集時間可能延長。
此外，為了執(zhí)行除法和反正切函數(shù)，可以使用查找表。然而，對于大量 的位，該查找表需要大容量的硬件計算。
此外，盡管在低SNR下穩(wěn)定狀態(tài)中的抖動增加問題可以通過降低環(huán)路增 益來解決，然而這導致增加的采集時間。
因此，存在對用于改進采集狀態(tài)中的采集性能、同時防止在低SNR環(huán)境 下穩(wěn)定狀態(tài)中的性能劣化的系統(tǒng)和方法的需要。
技術解決方案
本發(fā)明的目標是基本上解決至少上面的問題和/或缺點，并且提供至少以 下優(yōu)點。因此，本發(fā)明的各實施例提供一種PLL,用于在相位檢測期間改進
采集狀態(tài)中的采集性能、同時防止在低SNR環(huán)境下穩(wěn)定狀態(tài)中的性能劣化， 用于PLL的相位檢測方法，以及一種使用其的接收器。
根據(jù)本發(fā)明的各實施例的一個方面，在PLL電路中，相位檢測器使用輸 入信號和反饋信號確定輸入信號所屬的時間段(period),并且通過使用為該 確定的時間段設置的公式(或算法)輸出對應于該輸入信號的誤差信號。環(huán) 路濾波器環(huán)路濾波誤差信號。振蕩器根據(jù)環(huán)路濾波的誤差信號振蕩預定的頻 率信號，并將振蕩的信號作為反饋信號提供給相位檢測器。
根據(jù)本發(fā)明的各實施例的另一方面，在數(shù)字鎖相方法中，使用輸入信號 和反饋信號確定輸入信號所屬的時間段。通過使用為該確定的時間段設置的 公式(或算法)計算對應于輸入信號的誤差信號并對其環(huán)路濾波。根據(jù)環(huán)路 濾波的誤差信號振蕩預定的頻率信號，并將振蕩的信號反饋。
根據(jù)本發(fā)明的各實施例的另一方面，在接收器中，接收部分從天線接收 RF信號并輸出IF信號。ADC將該IF信號轉換為數(shù)字信號。PLL補償該數(shù)字 信號的相位。同步器基于該PLL的輸出同步該數(shù)字信號的頻率。該PLL使用 輸入信號和反饋信號確定輸入信號所屬的時間段，通過使用為該確定的時間 段設置的公式(或算法)輸出對應于該輸入信號的誤差信號，根據(jù)環(huán)路濾波 的誤差信號振蕩預定的頻率信號，并將振蕩的信號反饋。
根據(jù)本發(fā)明的各實施例的另一方面，在接收器中，接收部分從天線接收 RF信號并輸出基帶信號。ADC將該基帶信號轉換為數(shù)字信號。PLL補償該 數(shù)字信號的相位。具體地，該PLL使用輸入信號和反饋信號確定輸入信號所 屬的時間段，通過使用為該確定的時間段設置的公式(或算法)輸出對應于 該輸入信號的誤差信號，根據(jù)環(huán)路濾波的誤差信號振蕩預定的頻率信號，并 將振蕩的信號反饋。
根據(jù)本發(fā)明的各實施例的另一方面，在接收器中，接收部分從天線接收 RF信號并輸出基帶信號。ADC將該基帶信號轉換為數(shù)字信號。采樣器采集 用于該數(shù)字信號的時間同步。PLL補償該數(shù)字信號的相位。具體地，該PLL 使用輸入信號和反饋信號確定輸入信號所屬的時間段，輸出對應于該確定的 時間段的誤差信號，根據(jù)環(huán)路濾波的誤差信號振蕩預定的頻率信號，并將振 蕩的信號反饋。
有利作用
本發(fā)明的各實施例提供了以下益處。由于在PLL中的具有高相位誤差的
采集狀態(tài)中改進了收斂特性，所以獲得了與傳統(tǒng)的鋸齒形相位檢測的收斂特
性相同的收斂特性。同樣，通過將PLL中的相位檢測器配置為使用簡單的硬
件加法，顯著地降低了硬件的復雜性。在穩(wěn)定狀態(tài)中，相位檢測器展現(xiàn)了正
弦特征曲線。因此，它在低SNR的^t"動性能方面優(yōu)于具有鋸齒形特征曲線的 傳統(tǒng)相位檢測器。結果，與傳統(tǒng)技術相比，改進了整個收斂特性。


從下面結合附圖時進行的詳細描述，本發(fā)明各實施例的上面和其它目標、
特征和優(yōu)點將變得更加明顯，在附圖中
圖1是根據(jù)第一種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)的PLL電路的方框圖2是根據(jù)另一第二種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)的PLL電路的方框圖3和圖4圖示根據(jù)第一種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)的誤差信號檢測方法；
圖5和圖6圖示根據(jù)第二種傳統(tǒng)技術系統(tǒng)的誤差信號檢測方法；
圖7是圖示根據(jù)誤差信號的相位檢測器的示例性輸出波形的圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的PLL中的相位檢測器的示例性輸出波形
的圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性PLL電路的方框圖； 圖IO是根據(jù)本發(fā)明實施例的、圖9中圖示的示例性誤差信號發(fā)生器的詳 細方框圖11和圖12圖示表示殘留相位偏移隨時間改變的示例性收斂曲線； 圖13是使用根據(jù)本發(fā)明第一實施例的PLL的示例性接收器的方框圖； 圖14是使用根據(jù)本發(fā)明第二實施例的PLL的示例性接收器的方框圖； 圖15是使用根據(jù)本發(fā)明第三實施例的PLL的示例性接收器的方框以及
圖16是圖示根據(jù)本發(fā)明各實施例的示例性相位檢測方法的流程圖。 貫穿附圖，相同的標號將被理解為指代相同的部分、部件和結構。
具體實施例方式
以下將參照附圖詳細描述本發(fā)明的各示例性實施例。在以下描述中，公
知功能或構架沒有詳細描述，因為它們會在不必要的細節(jié)上遮掩本發(fā)明。 為了提供根據(jù)本發(fā)明各實施例的示例性PLL的操作的描述，將呈現(xiàn)使用
該PLL的相位偏移補償裝置作為示例性實施例。因此，在接收器處，如以下
等式(1)中所示，將輸入數(shù)字信號Xn表達為 ……(1)
其中《,是輸入信號的幅度，、V,，是包括在對應信道中的噪聲分量，以及《,是 由在接收器和發(fā)射器的振蕩器之間的差、和由該信道增加的相位偏移。為了
補償該相位偏移《，，接收器通過NCO產(chǎn)生表達為v,, = expC/2觀,)的相位校正信 號。為了相位校正，如下面等式(2)中所示，將輸入信號x,，乘以相位校正信 號、V
c ......(2)
其中Z4表示Z的復共軛。根據(jù)本發(fā)明的各實施例，相位檢測器展示了修
正的特征曲線。
圖7是圖示根據(jù)誤差信號的相位檢測器的示例性輸出波形的圖，并且圖 6是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的PLL中的相位檢測器的示例性輸出波形的圖。
參照圖7,為了克服傳統(tǒng)相位檢測器的正弦輸出波形的缺點，需要改變 相位檢測器的特征曲線，使得當誤差接近兀時，相位檢測器的輸出為高。
為此目的，如圖7中所示，本發(fā)明的各實施例使用相位檢測器輸出^的 虛部和實部。由于^的實部具有余弦曲線的形狀，所以它被用于確定是否誤 差接近兀、或是否收斂已經(jīng)出現(xiàn)。如果c,，的實部接近O,則相位檢測器具有傳 統(tǒng)的正弦曲線特性。如果它接近兀，則相位特征通過將c,,的實部加到c,,的虛部、 或從c,,的虛部減去c,,的實部而被增強。
參照圖8,根據(jù)本發(fā)明各實施例的相位檢測器的特征曲線類似于鋸形函 數(shù)曲線，除了它在0誤差附近是正弦曲線。更具體地，為了從相位檢測器獲 得期望的信號，預設了閾值TH，并且作為余弦波形的c,，的實部Re (c,,)被 分為兩時間段。在一時間段中Re ( c )等于或高于TH,而在另一時間段中 Re ( c,,)小于TH。后一時間段還依賴于^的虛部Im ( c )等于或大于0、還 是小于0，被進一步分為兩時間段。
盡管TH被設置為O，但是它能夠在預定的范圍內展開。如果TH增加， 那么正弦曲線時間段延長，適于寬采集狀態(tài)時間段。如果TH減小，那么正 弦曲線時間段縮短，適于窄采集狀態(tài)時間段。
在圖7和8中，參考符號F表示Re (c,,)等于或大于TH的時間段。參
考符號E表示Re ( c )小于TH并且Im ( c,,)小于0的時間段。參考符號G 表示Re (。，)小于TH并且Im ()等于或大于0的時間段。
在時間段歸類后，在段F中得到正弦曲線的虛值Im ( c ),并且在段E 中得到作為正弦值的虛值Im ( c )與作為余弦值的實值Re ( c )的和。在段 G中得到通過將實值Re ( c )從虛值Im ( c )中減去獲得的差。
如圖8中所示，因此如段F中所示當相位誤差小時，相位檢測器的輸出 特征曲線是正弦函數(shù)。如段E和G中所示當相位誤差大時，相位檢測器的輸 出特征曲線類似于鋸形函數(shù)。
如以下算法A-1所示，用于獲得圖8中所示的輸出波形(誤差信號) 的示例性算法能夠以C語言寫。
if(Re[c,，]卿(
en =Im[cn];
if(Im[cn]，
en =Im[cn]-Re[cn];
else
e。 =Im[cn]+Re[cn];
圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性PLL電路的方框圖，該PLL電路通過 執(zhí)行上述算法A - l操作。
參照圖9，該PLL電路包括相位檢測器701，用于通過將輸入信號與 預定閾值相比分割輸入信號的時間段，并且為每個分割的時間段輸出具有不 同波形的誤差信號；LF 702,用于基于從相位檢測器701接收的誤差信號執(zhí) 行環(huán)路濾波；以及振蕩器703，用于根據(jù)環(huán)路濾波的誤差信號振蕩處于期望 的頻率信號，并在反饋環(huán)路中將振蕩的信號提供給相位檢測器701。
輸入信號xn包括具有實部和虛部的數(shù)字信號。相位檢測器701比較實部 和虛部的值。如果實值等于或大于閾值，則相位4企測器701輸出虛值。如果 實值小于閾值，則相位檢測器701還將虛值與0比較。如果虛值等于或大于 0,則相位檢測器701通過將實值從虛值中減去創(chuàng)建誤差信號。如果虛值小于 0，則相位檢測器701將誤差信號設置為實值和虛值的和。
為了檢測輸入信號Xn和反饋信號Vn之間的差，相位檢測器701包括乘
法器711，用于將輸入信號Xn乘以反饋信號vn,并輸出作為結果的信號cn; 以及誤差信號發(fā)生器712，用于基于乘積信號cn,在每個段中輸出具有不同 特征的誤差信號。
振蕩器703包括用于數(shù)字操作的NCO、或用于模擬操作的壓控振蕩器 (VCO )。
圖IO是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性誤差信號發(fā)生器712的詳細方框圖。 參照圖10,誤差信號發(fā)生器712包括實值提取器801,用于從由乘法 器711接收的乘積信號c。提取實值；虛值提取器802，用于從乘積信號cj是 取虛值；計算器804，用于使用實值和虛值產(chǎn)生多個計算值；選擇器805,用 于選擇各計算值之一；以及控制器803，用于輸出用于控制選擇器805的選 擇信號。
計算器804包括減法器8041,用于計算實值和虛值之間的差；以及加 法器8042'用于將實值和虛值相加。
在圖IO所示的情況中，計算器804輸出三個計算值，并且選擇器805根 據(jù)選擇信號選擇一 個計算值。
與圖2中所示的傳統(tǒng)相位檢測器相比，具有圖9和10中所示的配置的示 例性相位檢測器701執(zhí)行閾值比較和加法/減法每個一次，因此，具有更簡化 的結構。
如果閱值為O,那么加法/減法就足夠而不用比較。
當相位檢測器701被配置、使得實值提取器801和虛值提取器802分別 從輸入信號Cn提取實值和虛值時，并且控制器803也從輸入信號c,，提取實值 和虛值，從而控制圖8中的選擇器805，在本發(fā)明的另一實施例中，控制器 803能夠從實值提取器801和虛值提取器802接收實值和虛值。
如圖8、 9和10中所示，本發(fā)明各實施例的相位檢測器具有更簡單的配 置，同時展現(xiàn)近似于傳統(tǒng)鋸齒形相位檢測特征的相位檢測特征。
將按照穩(wěn)定狀態(tài)中的抖動性能和采集性能，描述根據(jù)本發(fā)明各實施例的 PLL中的相位檢測器的仿真結果。
圖11和圖12圖示表示殘留相位偏移隨時間改變的示例性收斂曲線。
參照圖11，按照收斂時間相對于時間，顯示了在初始相位偏移為0.5、 SNR為10dB以及閾值為0下執(zhí)行，以評估傳統(tǒng)技術和本發(fā)明各實施例的收
斂特性的仿真。
Cl和C2的值表示第一種和第二種傳統(tǒng)技術的收斂曲線，以及C3表示 本發(fā)明實施例的收斂曲線。各收斂曲線具有基本上相同的穩(wěn)定狀態(tài)誤差方差。 如從圖9注意的，本發(fā)明各實施例具有近似于根據(jù)第二種傳統(tǒng)技術的、使用 具有鋸齒形特征曲線的相位檢測器的PLL的性能的收斂特性。此外，與具有 鋸齒形特征曲線的相位檢測器相比，本發(fā)明各實施例簡化了相位檢測器的硬 件配置。
圖12在初始相位偏移為0.5、 SNR為OdB以及閾值為0的仿真條件下、 按照收斂時間相對于時間圖示了收斂特性。
參照圖12,結果圖示本發(fā)明各實施例在低SNR (如SNR降低到OdB,) 下按照采集性能優(yōu)于第二種傳統(tǒng)技術。這是因為具有鋸齒形特征曲線的相位 檢測器的PLL由于在低SNR環(huán)境下的增加的噪聲，所以經(jīng)歷相位誤差信號 評估性能的劣化，從而降低了收斂特性。
如上所示，本發(fā)明實施例的PLL實質上具有與使用具有正弦特征曲線的 傳統(tǒng)相位檢測器的PLL的穩(wěn)定狀態(tài)抖動性能相同的穩(wěn)定狀態(tài)抖動性能，并且 與使用具有鋸齒形特征曲線的傳統(tǒng)相位檢測器的PLL的穩(wěn)定狀態(tài)采集性能相 比，具有加強的穩(wěn)定狀態(tài)采集性能。
圖16是圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性相位檢測方法的流程圖。
參照圖16，在步驟S1401中，相位檢測器接收具有實部和虛部的數(shù)字中
頻(IF )信號Cn。信號Cn通過將輸入信號Xn乘以反饋信號 獲得。
在步驟S1402中，將Cn的實值Re (cn)與閾值TH相比。如果實值Re (cn)等于或大于TH,則在步驟S1403中采用Cn的虛值Im (cn)作為誤差信 號en。
如果實值Re(cJ小于TH，則在步驟S1404中相位檢測器將虛值Im( cn) 與0比較。如果虛值Im (cn)等于或大于0,則在步驟S1405中，相位^r測 器將誤差信號en設為將Re (cn)從Im ( cn)中減去得到的差。
如果Im(cJ小于O,則在步驟S1406中相位檢測器將誤差信號e。設為 Re ( cn)和Im ( cn)的和。
在步驟S1403、 S1405和S1406之后，LF和振蕩器被激活并且振蕩器的 相位值被更新。然后重復上面過程。
PLL中的相位檢測器根據(jù)上面的相位檢測算法操作。將輸入信號固定在
特定相位點用于同步的PLL能夠在有線/無線接收器中找到廣泛用途。
以下，將描述使用根據(jù)本發(fā)明實施例的PLL的示例性接收器。圖13是 使用根據(jù)本發(fā)明第一實施例的PLL的示例性接收器的方框圖。
參照圖13,該接收器包括接收部分HOl,用于以預定方式，通過天線 (ANT)將射頻(RF)信號處理為IF信號；模數(shù)轉換器(ADC) 1102,用 于將IF信號轉換為數(shù)字信號；同步器1103，用于使用PLL 1104的輸出，采 集用于IF數(shù)字信號的頻率同步；解調器1105,用于解調從同步器1103接收 的基帶信號；以及信道解碼器1106,用于解碼經(jīng)解調的信號。
PLL1104具有如圖7中所示的配置。PLL1104包括相位檢測器，用于 通過比較輸入信號和閾值分類各段，并為每段輸出具有不同輸出波形的誤差 信號；LF,用于基于誤差信號執(zhí)行環(huán)路濾波；以及振蕩器，用于基于環(huán)路濾 波的誤差信號振蕩預期的頻率信號，并將振蕩的信號提供給相位檢測器和同 步器1103。
盡管在上面的示例性實施例中使用PLL在數(shù)字信號級別實現(xiàn)了相位補 償，然而在本發(fā)明的其它實施例中，相位補償還能夠在模擬信號級別實現(xiàn)。 圖14是使用根據(jù)本發(fā)明第二實施例的PLL的示例性接收器的方框圖。 參照圖14,該接收器包括接收部分1201,用于以預定方法，將通過天 線接收的RF信號處理為基帶信號；ADC 1202，用于將基帶信號轉換為數(shù)字 信號；PLL 1203,用于補償基帶數(shù)字信號的相位并輸出期望的頻率信號；解 調器1205,用于解調基帶信號；以及信道解碼器1106,用于解碼經(jīng)解調的信
該接收器還包括數(shù)模轉換器(DAC) 1204,用于將PLL 1203的輸出轉 換為模擬信號，并將該模擬信號提供給在反饋回路中作為模擬信號處理器的 接收部分1201,用于在模擬級別的相位補償。PLL 1203的轉換的模擬輸出被 提供給接收部分1201的混頻器。
盡管在本發(fā)明的第一和第二實施例中都將ADC輸出提供給PLL,但是在 本發(fā)明的其它實施例中，解調器輸出能夠提供給PLL。
本發(fā)明的第一和第二實施例使用PLL執(zhí)行相位補償(Df)。然而，它們 也適于使用PLL的時間補償(Dt)。
圖15是使用根據(jù)本發(fā)明第三實施例的對于時間補償使用PLL的示例性 接收器的方框圖。
參照圖15,該接收器包括接收部分1301,用于以預定方法，將通過天 線接收的RF信號處理為基帶信號；ADC 1302,用于將基帶信號轉換為數(shù)字 信號；采樣器1203，用于使用PLL 1304的輸出對基帶數(shù)字信號執(zhí)行時間補 償；PLL 1304;解調器1305,用于解調從采樣器1303接收的基帶信號；以 及信道解碼器1306,用于解碼經(jīng)解調的信號。
在上述各實施例中，使用本發(fā)明的相位檢測器維持了穩(wěn)定狀態(tài)的性能， 因為它在穩(wěn)定點附近展現(xiàn)了正弦特征曲線，并且減少了掛起現(xiàn)象以及減少了 采集時間，因為它在不穩(wěn)定點附近展現(xiàn)了修改的鋸齒形特征曲線。
權利要求
1.一種鎖相環(huán)PLL電路，包括相位檢測器，用于使用輸入信號和反饋信號確定輸入信號所屬的時間段，并且根據(jù)該確定的時間段輸出誤差信號；環(huán)路濾波器，用于環(huán)路濾波誤差信號；以及振蕩器，用于根據(jù)環(huán)路濾波的誤差信號振蕩預定頻率信號，并將振蕩的信號作為反饋信號提供給相位檢測器。
2. 如權利要求1所述的PLL電路，其中相位檢測器被配置為 如果輸入信號的實值等于或大于預定閾值，則確定輸入信號屬于第一時間段，如果輸入信號的實值小于預定閾值、并且輸入信號的虛值等于或大于0， 則確定輸入信號屬于第二時間段，以及如果輸入信號的實值小于預定閾值、并且輸入信號的虛值小于0,則確 定輸入信號屬于第三時間段。
3. 如權利要求2所述的PLL電路，其中相位檢測器被配置為 如果輸入信號屬于第一時間段，則輸出虛值作為誤差信號， 如果輸入信號屬于第二時間段，則輸出將虛值減去實值得到的差作為誤差信號，以及如果輸入信號屬于第三時間段，則輸出實值和虛值的和作為誤差信號。
4. 如權利要求1所述的PLL電路，其中相位檢測器包括乘法器，用于通過將輸入信號乘以反饋信號，檢測輸入信號和反饋信號 之間的相位差；以及誤差信號發(fā)生器，用于根據(jù)從乘法器接收的信號的幅度確定輸入信號所 屬的時間段，并根據(jù)確定的時間段輸出誤差信號。
5. 如權利要求4所述的PLL電路，其中誤差信號發(fā)生器包括 實值提取器，用于從由乘法器接收的信號提取實值； 虛值提取器，用于從由乘法器接收的信號提取虛值； 計算器，用于使用實值和虛值產(chǎn)生多個計算值；控制器，用于輸出用于選擇一個計算值的選擇信號；以及 選擇器，用于根據(jù)該選擇信號選擇一個計算值。
6. 如權利要求5所述的PLL電路，其中計算器包括 加法器，用于將實值和虛值相加；以及減法器，用于將虛值減去實值。
7. —種數(shù)字鎖相方法，包括以下各步驟使用輸入信號和反饋信號確定輸入信號所屬的時間段； 根據(jù)該確定的時間段輸出誤差信號； 環(huán)路濾波該誤差信號；以及根據(jù)環(huán)路濾波的誤差信號振蕩預定頻率信號；以及 反饋該振蕩的信號。
8. 如權利要求7所述的數(shù)字鎖相方法，其中時間段確定步驟包括以下各步驟如果輸入信號的實值等于或大于預定閾值，則確定輸入信號屬于第一時 間段，如果輸入信號的實值小于預定閾值、并且輸入信號的虛值等于或大于0, 則確定輸入信號屬于第二時間段，以及如果輸入信號的實值小于預定閾值、并且輸入信號的虛值小于0，則確 定輸入信號屬于第三時間段。
9. 如權利要求8所述的數(shù)字鎖相方法，其中誤差信號輸出步驟包括以下 各步驟如果輸入信號屬于第 一時間段，則輸出虛值作為誤差信號， 如果輸入信號屬于第二時間段，則輸出將虛值減去實值得到的差作為誤 差信號，以及如果輸入信號屬于第三時間段，則輸出實值和虛值的和作為誤差信號。
10. 如權利要求7所述的數(shù)字鎖相方法，還包括步驟 通過將輸入信號乘以反饋信號，檢測輸入信號和反饋信號之間的相位差，并且其中時間段確定步驟包括根據(jù)乘積信號的幅度確定輸入信號所屬的時間 段的步驟。
11. 一種接收器，包括接收部分，用于從天線接收射頻RF信號并輸出中頻IF信號； 模數(shù)轉換器ADC,將IF信號轉換為數(shù)字信號； 鎖相環(huán)PLL，用于補償該數(shù)字信號的相位；以及同步器，用于基于該PLL的輸出同步該數(shù)字信號的頻率，其中該PLL被配置為根據(jù)輸入信號和反饋信號確定輸入信號所屬的時間段，根據(jù)該確定的時間段輸出誤差信號，根據(jù)誤差信號振蕩預定頻率信號，并將振蕩的信號反饋。
12. 如權利要求11所述的接收器，其中PLL包括相位檢測器，用于根據(jù)輸入信號的幅度確定輸入信號所屬的時間段，并 且根據(jù)相應確定的時間段輸出誤差信號；環(huán)路濾波器，用于環(huán)路濾波該誤差信號；以及振蕩器，用于根據(jù)環(huán)路濾波的誤差信號振蕩預定頻率信號，并將振蕩的 信號作為反饋信號提供給相位檢測器。
13. 如權利要求12所述的接收器，其中相位檢測器被配置為 如果輸入信號的實值等于或大于預定閾值，則確定輸入信號屬于第一時間段，如果輸入信號的實值小于預定閾值、并且輸入信號的虛值等于或大于0, 則確定輸入信號屬于第二時間段，以及如果輸入信號的實值小于預定閾值、并且輸入信號的虛值小于0,則確 定輸入信號屬于第三時間段。
14. 如權利要求13所述的接收器，其中相位檢測器被配置為 如果輸入信號屬于第 一時間段，則輸出虛值作為誤差信號，如果輸入信號屬于第二時間段，則輸出將虛值減去實值得到的差作為誤 差信號，以及如果輸入信號屬于第三時間段，則輸出實值和虛值的和作為誤差信號。
15. 如權利要求12所述的接收器，其中相位檢測器包括乘法器，用于通過將輸入信號乘以反饋信號，檢測輸入信號和反饋信號 之間的相位差；以及誤差信號發(fā)生器，用于根據(jù)從乘法器接收的信號的幅度確定輸入信號所 屬的時間段，并根據(jù)確定的時間段輸出誤差信號。
16. 如權利要求15所述的接收器，其中誤差信號發(fā)生器包括 實值提取器，用于從由乘法器接收的信號提取實值； 虛值提取器，用于從由乘法器接收的信號提取虛值； 計算器，用于使用實值和虛值產(chǎn)生多個計算值； 控制器，用于輸出用于選擇一個計算值的選擇信號；以及選擇器，用于根據(jù)該選擇信號選擇一個計算值。
17.如權利要求16所述的接收器，其中計算器包括 加法器，用于將實值和虛值相加；以及 減法器，用于將虛值減去實值。
18. 如權利要求11所述的接收器，還包括 解調器，用于在相位補償之后解調基帶信號；以及 信道解碼器，用于解碼經(jīng)解調的信號。
19. 一種接收器，包括接收部分，用于從天線接收射頻RF信號并輸出基帶信號； 模數(shù)轉換器ADC，將基帶信號轉換為數(shù)字信號；以及 鎖相環(huán)PLL,用于補償該數(shù)字信號的相位；其中該PLL被配置為根據(jù)輸入信號和反饋信號確定輸入信號所屬的時間 段，根據(jù)該確定的時間段輸出誤差信號，根據(jù)誤差信號振蕩預定頻率信號， 并將振蕩的信號反饋。
20. 如權利要求19所述的接收器，還包括數(shù)模轉換器DAC,用于將PLL的輸出轉換為模擬信號，并將該模擬信 號反饋到接收部分。
21. 如權利要求19所述的接收器，其中PLL包括相位檢測器，用于根據(jù)輸入信號的幅度確定輸入信號所屬的時間段，并 且根據(jù)該確定的時間段輸出誤差信號；環(huán)路濾波器，用于環(huán)路濾波該誤差信號；以及振蕩器，用于根據(jù)環(huán)路濾波的誤差信號振蕩預定頻率信號，并將振蕩的 信號作為反饋信號提供給相位檢測器。
22. 如權利要求21所述的接收器，其中相位檢測器被配置為 如果輸入信號的實值等于或大于預定閾值，則確定輸入信號屬于第一時間段，如果輸入信號的實值小于預定閾值、并且輸入信號的虛值等于或大于0， 則確定輸入信號屬于第二時間段，以及如果輸入信號的實值小于預定闞值、并且輸入信號的虛值小于0,則確 定輸入信號屬于第三時間段。
23. 如權利要求22所述的接收器，其中相位檢測器被配置為 如果輸入信號屬于第 一 時間段，則輸出虛值作為誤差信號， 如果輸入信號屬于第二時間段，則輸出將虛值減去實值得到的差作為誤差信號，以及如果輸入信號屬于第三時間段，則輸出實值和虛值的和作為誤差信號。
24. 如權利要求21所述的接收器，其中相位檢測器包括乘法器，用于通過將輸入信號乘以反饋信號，檢測輸入信號和反饋信號 之間的相位差；以及誤差信號發(fā)生器，用于根據(jù)從乘法器接收的信號的幅度確定輸入信號所 屬的時間段，并根據(jù)確定的時間段輸出誤差信號。
25. 如權利要求24所述的接收器，其中誤差信號發(fā)生器包括 實值提取器，用于從由乘法器接收的信號提取實值； 虛值提取器，用于從由乘法器接收的信號提取虛值； 計算器，用于使用實值和虛值產(chǎn)生多個計算值；控制器，用于輸出用于選擇一個計算值的選擇信號；以及 選擇器，用于根據(jù)該選擇信號選擇一個計算值。
26. 如權利要求25所述的接收器，其中計算器包括 加法器，用于將實值和虛值相加；以及減法器，用于將虛值減去實值。
27. 如權利要求19所述的接收器，還包括解調器，用于解調其相位在PLL中被補償?shù)幕鶐盘枺灰约?信道解碼器，用于解碼經(jīng)解調的信號。
28. —種接收器，包括接收部分，用于從天線接收射頻RF信號并輸出基帶信號； 模數(shù)轉換器ADC,將基帶信號轉換為數(shù)字信號；以及 鎖相環(huán)PLL，用于補償該數(shù)字信號的相位；以及 采樣器，用于采集該數(shù)字信號的時間同步；其中該PLL被配置為根據(jù)輸入信號和反饋信號確定輸入信號所屬的時間 段，根據(jù)該確定的時間段輸出誤差信號，根據(jù)誤差信號振蕩預定頻率信號， 并將振蕩的信號反饋。
29. 如權利要求28所述的接收器，其中PLL包括 相位檢測器，用于根據(jù)輸入信號的幅度確定輸入信號所屬的時間段，并且根據(jù)該確定的時間段輸出誤差信號；環(huán)路濾波器，用于環(huán)路濾波該誤差信號；以及振蕩器，用于根據(jù)環(huán)路濾波的誤差信號振蕩預定頻率信號，并將振蕩的 信號作為反饋信號提供給相位檢測器。
30. 如權利要求29所述的接收器，其中相位檢測器被配置為如果輸入信號的實值等于或大于預定閾值，則確定輸入信號屬于第 一 時 間段，如果輸入信號的實值小于預定閾值、并且輸入信號的虛值等于或大于0, 則確定輸入信號屬于第二時間段，以及如果輸入信號的實值小于預定閾值、并且輸入信號的虛值小于0,則確 定輸入信號屬于第三時間段。
31. 如權利要求30所述的接收器，其中相位檢測器被配置為 如果輸入信號屬于第 一時間段，則輸出虛值作為誤差信號，如果輸入信號屬于第二時間段，則輸出將虛值減去實值得到的差作為誤 差信號，以及如果輸入信號屬于第三時間段，則輸出實值和虛值的和作為誤差信號。
32. 如權利要求29所述的接收器，其中相位檢測器包括乘法器，用于通過將輸入信號乘以反饋信號，檢測輸入信號和反饋信號 之間的相位差；以及誤差信號發(fā)生器，用于根據(jù)從乘法器接收的信號的幅度確定輸入信號所 屬的時間段，并根據(jù)確定的時間段輸出誤差信號。
33. 如權利要求32所述的接收器，其中誤差信號發(fā)生器包括 實值提取器，用于從由乘法器接收的信號提取實值； 虛值提取器，用于從由乘法器接收的信號提取虛值； 計算器，用于使用實值和虛值產(chǎn)生多個計算值；控制器，用于輸出用于選擇一個計算值的選擇信號；以及 選擇器，用于根據(jù)該選擇信號選擇一個計算值。
34. 如權利要求33所述的接收器，其中計算器包括 加法器，用于將實值和虛值相加；以及減法器，用于將實值從虛值中減去。
35.如權利要求28所述的接收器，還包括解調器，用于解調其相位在PLL中被補償?shù)男盘枺灰约靶诺澜獯a器，用于解碼經(jīng)解調的信號。
全文摘要
提供了一種鎖相環(huán)(PLL)，用于在相位檢測期間改進采集狀態(tài)中的采集性能、同時防止在低SNR環(huán)境下穩(wěn)定狀態(tài)中的性能劣化，一種用于PLL的相位檢測方法，以及一種使用其的接收器。該PLL使用輸入信號和反饋信號確定輸入信號所屬的時間段，通過使用為該確定的時間段設置的公式(或算法)輸出對應于該輸入信號的誤差信號，根據(jù)誤差信號振蕩預定的頻率信號，并將振蕩的信號反饋。
文檔編號H03L7/08GK101176258SQ200680016186
公開日2008年5月7日 申請日期2006年6月15日 優(yōu)先權日2005年6月17日
發(fā)明者盧熙琎, 尹秀真, 金民龜 申請人:三星電子株式會社