本申請(qǐng)涉及信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種信號(hào)倍頻方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，頻率合成與信號(hào)倍頻技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色，它們是實(shí)現(xiàn)精確時(shí)鐘生成、通信信號(hào)處理以及多種電子設(shè)備功能的基礎(chǔ)。鎖相環(huán)(phase-lockedloop,pll)作為一種廣泛應(yīng)用的頻率合成與倍頻技術(shù)，以其高頻率穩(wěn)定性和低相位噪聲的特性，在無(wú)線通信、時(shí)鐘恢復(fù)、數(shù)據(jù)同步等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)。pll通過(guò)內(nèi)部的相位檢測(cè)器(phase?detector,pd)、環(huán)路濾波器(loop?filter,lf)以及壓控振蕩器(voltage-controlled?oscillator,vco)等核心模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入?yún)⒖夹盘?hào)的相位鎖定，并據(jù)此生成具有所需頻率和相位特性的輸出信號(hào)。

2、然而，盡管pll技術(shù)在頻率合成方面表現(xiàn)出色，其固有的設(shè)計(jì)復(fù)雜性和局限性也不容忽視。首先，pll系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及多個(gè)相互關(guān)聯(lián)且高度敏感的模塊，包括精確的相位檢測(cè)機(jī)制、環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)以及vco的控制策略。這些模塊之間的參數(shù)調(diào)諧要求極高，任何微小的偏差都可能導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，如相位誤差增大、穩(wěn)定性受損等，從而增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度和成本。

3、其次，pll的鎖定時(shí)間是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它決定了系統(tǒng)從啟動(dòng)或頻率切換后到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間。特別是在高倍頻因子的情況下，由于環(huán)路需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)調(diào)整vco的輸出頻率以匹配輸入?yún)⒖夹盘?hào)的相位，pll的鎖定時(shí)間顯著延長(zhǎng)。這一特性限制了pll在需要快速頻率變化或即時(shí)響應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景中的適用性，如某些高速通信系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)頻率調(diào)整系統(tǒng)。

4、此外，功耗問(wèn)題也是pll技術(shù)面臨的一大挑戰(zhàn)。隨著現(xiàn)代電子系統(tǒng)對(duì)能效要求的日益提高，低功耗設(shè)計(jì)成為了一個(gè)重要的考量因素。然而，pll由于其復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)和持續(xù)運(yùn)行的特性，通常具有較高的功耗，這對(duì)于電池供電的便攜式設(shè)備或是對(duì)功耗有嚴(yán)格限制的系統(tǒng)而言，是一個(gè)不容忽視的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了信號(hào)倍頻方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及電子設(shè)備，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)參考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行倍頻處理的問(wèn)題。所述技術(shù)方案如下：

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種信號(hào)倍頻方法，所述方法包括：

3、實(shí)時(shí)測(cè)量輸出的倍頻信號(hào)的實(shí)際頻率；所述倍頻信號(hào)是以輸入的參考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行倍頻處理后生成的；

4、若當(dāng)前的實(shí)際頻率不等于目標(biāo)頻率，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際頻率和所述目標(biāo)頻率之間的偏差值，基于該偏差值采用二分查找法確定粗調(diào)延時(shí)模塊的多個(gè)粗調(diào)檔位中確定最優(yōu)粗調(diào)檔位；所述粗調(diào)延時(shí)模塊用于執(zhí)行信號(hào)延時(shí)處理，所述粗調(diào)延時(shí)模塊包括多個(gè)粗調(diào)延時(shí)單元，不同粗調(diào)檔位對(duì)應(yīng)不同數(shù)量的粗調(diào)延時(shí)單元；

5、在最優(yōu)粗調(diào)檔位下，判斷當(dāng)前的實(shí)際頻率是否等于所述目標(biāo)目標(biāo)頻率；

6、若為是，結(jié)束調(diào)節(jié)流程；

7、若為否，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際頻率和所述目標(biāo)頻率之間的偏差值，基于該偏差值采用二分查找法確定細(xì)調(diào)延時(shí)模塊的多個(gè)細(xì)調(diào)檔位中確定最優(yōu)細(xì)調(diào)檔位；所述細(xì)調(diào)延時(shí)模塊與所述粗調(diào)延時(shí)模塊串聯(lián)，所述粗調(diào)延時(shí)模塊用于執(zhí)行信號(hào)延時(shí)處理，所述細(xì)調(diào)延時(shí)模塊包括多個(gè)細(xì)調(diào)延時(shí)單元，不同細(xì)調(diào)檔位對(duì)應(yīng)不同數(shù)量的細(xì)調(diào)延時(shí)單元。

8、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種數(shù)字倍頻器，包括：

9、測(cè)量單元，用于實(shí)時(shí)測(cè)量輸出的倍頻信號(hào)的實(shí)際頻率；所述倍頻信號(hào)是以輸入的參考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行倍頻處理后生成的；

10、粗控單元，用于若當(dāng)前的實(shí)際頻率不等于目標(biāo)頻率，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際頻率和所述目標(biāo)頻率之間的偏差值，基于該偏差值采用二分查找法確定粗調(diào)延時(shí)模塊的多個(gè)粗調(diào)檔位中確定最優(yōu)粗調(diào)檔位；所述粗調(diào)延時(shí)模塊用于執(zhí)行信號(hào)延時(shí)處理，所述粗調(diào)延時(shí)模塊包括多個(gè)粗調(diào)延時(shí)單元，不同粗調(diào)檔位對(duì)應(yīng)不同數(shù)量的粗調(diào)延時(shí)單元；

11、判斷單元，用于在最優(yōu)粗調(diào)檔位下，判斷當(dāng)前的實(shí)際頻率是否等于所述目標(biāo)目標(biāo)頻率；

12、結(jié)束單元，用于若為是，結(jié)束調(diào)節(jié)流程；

13、細(xì)控單元，用于若為否，計(jì)算當(dāng)前的實(shí)際頻率和所述目標(biāo)頻率之間的偏差值，基于該偏差值采用二分查找法確定細(xì)調(diào)延時(shí)模塊的多個(gè)細(xì)調(diào)檔位中確定最優(yōu)細(xì)調(diào)檔位；所述細(xì)調(diào)延時(shí)模塊與所述粗調(diào)延時(shí)模塊串聯(lián)，所述粗調(diào)延時(shí)模塊用于執(zhí)行信號(hào)延時(shí)處理，所述細(xì)調(diào)延時(shí)模塊包括多個(gè)細(xì)調(diào)延時(shí)單元，不同細(xì)調(diào)檔位對(duì)應(yīng)不同數(shù)量的細(xì)調(diào)延時(shí)單元。

14、第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有多條指令，所述指令適于由處理器加載并執(zhí)行上述的方法步驟。

15、第四方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，可包括：處理器和存儲(chǔ)器；其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序適于由所述處理器加載并執(zhí)行上述的方法步驟。

16、本申請(qǐng)一些實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果至少包括：

17、通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量倍頻信號(hào)的實(shí)際頻率，并與目標(biāo)頻率進(jìn)行比較，該方法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正頻率偏差。粗調(diào)延時(shí)模塊和細(xì)調(diào)延時(shí)模塊的引入，使得頻率調(diào)整更加精細(xì)和準(zhǔn)確，有助于減小相位誤差，提高系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性和精度。

18、采用二分查找法確定最優(yōu)粗調(diào)和細(xì)調(diào)檔位，可以迅速縮小頻率偏差范圍，從而顯著縮短系統(tǒng)從啟動(dòng)或頻率切換后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間。特別是在高倍頻因子的情況下，該方法能夠更快地調(diào)整dco(或其他倍頻機(jī)制)的輸出頻率以匹配輸入?yún)⒖夹盘?hào)的相位，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

19、通過(guò)精確的頻率調(diào)整機(jī)制，該方法可以減少不必要的頻率調(diào)整次數(shù)和功耗。粗調(diào)和細(xì)調(diào)延時(shí)模塊的串聯(lián)使用，使得系統(tǒng)能夠在保證頻率精度的同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化調(diào)整策略來(lái)降低整體功耗。相較于傳統(tǒng)的pll技術(shù)，該方法可能不需要持續(xù)運(yùn)行的復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)，從而有助于降低系統(tǒng)的整體功耗。

技術(shù)特征：

1.一種信號(hào)倍頻方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定最優(yōu)粗調(diào)檔位，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個(gè)粗調(diào)延時(shí)單元包括多個(gè)串聯(lián)的與非門；每個(gè)細(xì)調(diào)延時(shí)單元包括兩個(gè)串聯(lián)的非門。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，粗調(diào)延時(shí)模塊設(shè)置的粗調(diào)檔位的數(shù)量為15個(gè)，粗調(diào)頻率控制字的位寬為4位；細(xì)調(diào)延時(shí)模塊的細(xì)調(diào)檔位的數(shù)量為31個(gè)，細(xì)調(diào)頻率控制字的位寬為5位；通過(guò)粗調(diào)頻率控制字來(lái)控制粗調(diào)延時(shí)模塊的粗調(diào)檔位，以及細(xì)調(diào)頻率控制字控制細(xì)調(diào)延時(shí)模塊的細(xì)調(diào)檔位。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，數(shù)字倍頻器內(nèi)部設(shè)置有第一數(shù)控振蕩器和第二數(shù)控振蕩器；

6.一種數(shù)字倍頻器，其特征在于，包括：

7.一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有多條指令，所述指令適于由處理器加載并執(zhí)行如權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)的方法步驟。

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器和存儲(chǔ)器；其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序適于由所述處理器加載并執(zhí)行如權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)的方法步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)了一種信號(hào)倍頻方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及電子設(shè)備，涉及信號(hào)處理領(lǐng)域。本申請(qǐng)采用二分查找法確定最優(yōu)粗調(diào)和細(xì)調(diào)檔位，可以迅速縮小頻率偏差范圍，從而顯著縮短系統(tǒng)從啟動(dòng)或頻率切換后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間。該方法適用于各種倍頻因子，能夠快速調(diào)整DCO的輸出頻率，使其與目標(biāo)頻率一致，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。該方法有效的解決了PLL(Phase?Locked?Loop)技術(shù)在頻率合成方面存在的復(fù)雜性、鎖定時(shí)間、功耗和大面積問(wèn)題。相比于傳統(tǒng)的PLL技術(shù)，該方法無(wú)需依賴持續(xù)運(yùn)行的復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)，從而有效降低了系統(tǒng)的整體功耗。此外，通過(guò)采用數(shù)字電路代替模擬電路，大幅減小了系統(tǒng)的芯片面積，進(jìn)一步提升了設(shè)計(jì)的集成度和效率。

技術(shù)研發(fā)人員：趙軍武,楊健明,劉浩,張靜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海泰芯半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28