赵 雯，尹军舰，赵潇腾，李仲茂

（中国科学院微电子研究所 北京 100029）

PLLFS快速锁定方法的研究与设计

赵 雯，尹军舰，赵潇腾，李仲茂

（中国科学院微电子研究所 北京 100029）

在跳频通信中，锁相环频率合成器（PLLFS）需要在极短的时间内完成频率切换，为此本文分析了典型PLLFS频率锁定时的暂态响应全过程，并提出了一种加速锁定的新环路滤波结构，该结构利用开关二极管的单向导通特性，在频率跳变时加快非线性响应速度，而且不影响频率稳定后的频谱纯度。仿真结果显示，典型滤波结构的锁定时间为219.3 μs，而该滤波结构的锁定时间只有52 μs，极大的加速了PLLFS的频率切换。

频率合成器；锁相环；锁定时间；非线性响应；开关二极管

锁相环频率合成器（PLLFS）输出的信号不仅具有如晶体振荡器般准确且稳定的频谱质量，而且能在很宽的频率范围内实现快速的数字编程控制，是现代无线通信系统中重要的功能器件。随着跳频通信、雷达探测等应用技术的发展，系统的频率切换时间（也称跳频时间）越来越严苛，比如GSM系统中是577 μs[1]，GPRS通信标准规定的是200 μs，而4G移动通信TD-LTE标准中缩短到了20 μs[2]，这需要设计人员采取各种手段加快锁相环的跳频速度。

但是PLLFS的跳频时间与其输出频率的信道带宽、稳定度、相位噪声和杂散等性能指标相互制约[3-4]，又与系统内诸多参数息息相关，我们必须在清楚锁相环的瞬时响应过程后，才能研究出合理加速锁定的方法。为此本文首先分析了具备电流型电荷泵……