二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路,包括輸入端連接參考時(shí)鐘的倍乘器,所述倍乘器的輸出端并聯(lián)有頻率誤差鑒別器和二元相位比較器,所述二元相位比較器的輸出端上并聯(lián)有積分項(xiàng)模塊和比例項(xiàng)模塊,積分項(xiàng)模塊的輸出端上串聯(lián)有積分器,所述頻率誤差鑒別器和積分器的輸出端均連接Σ-Δ調(diào)制器,該Σ-Δ調(diào)制器通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接壓控振蕩器,所述壓控振蕩器的輸出端上串聯(lián)有小數(shù)分頻除法器,小數(shù)分頻除法器的輸出端分別連接頻率誤差鑒別器和二元相位比較器。這種二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路基本不受電壓溫度影響,比較適合遷移到下一代工藝,不需要面積很大的電容來(lái)做環(huán)路濾波器等,并且還有助于實(shí)現(xiàn)低噪聲的小數(shù)分頻。
【專(zhuān)利說(shuō)明】二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鎖相環(huán)電路,尤其涉及一種二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]鎖相環(huán)為頻率較為穩(wěn)定的一種方法,主要有VCO (壓控振蕩器)和PLL IC,壓控振蕩器給出一個(gè)信號(hào),一部分作為輸出,另一部分通過(guò)分頻與PLL IC所產(chǎn)生的本振信號(hào)作相位比較;為了保持頻率不變,就要求相位差不發(fā)生改變,如果有相位差的變化,則PLL IC的電壓輸出端的電壓發(fā)生變化,去控制VC0,直到相位差恢復(fù),達(dá)到鎖頻的目的。該鎖相環(huán)能使受控振蕩器的頻率和相位均與輸入信號(hào)保持確定關(guān)系的閉環(huán)電子電路,可廣泛運(yùn)用在射頻前端,高速串行數(shù)字通信等領(lǐng)域。
[0003]傳統(tǒng)環(huán)路依賴(lài)模擬設(shè)計(jì),其中的鑒相器和環(huán)路濾波器等均是模擬電路。模擬電路受工藝、溫度和電壓影響,性能受到一定的限制。同時(shí),比較占面積,如果是比較普通的運(yùn)用,可占整個(gè)鎖相環(huán)面積的2/3,如果是需要帶寬比較低,噪聲性能比較好或者需要一些參數(shù)如時(shí)鐘抖動(dòng)傳遞函數(shù)的峰值比較小等,則需要nF級(jí)別的電容,因此往往無(wú)法做到芯片內(nèi)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供一種不受電壓和溫度影響,且無(wú)需面積很大的電容來(lái)做環(huán)路濾波器的二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路,包括輸入端連接參考時(shí)鐘的倍乘器,所述倍乘器的輸出端并聯(lián)有頻率誤差鑒別器和二元相位比較器,所述二元相位比較器的輸出端上并聯(lián)有積分項(xiàng)模塊和比例項(xiàng)模塊,積分項(xiàng)模塊的輸出端上串聯(lián)有積分器,所述頻率誤差鑒別器和積分器的輸出端均連接Σ-Λ調(diào)制器,該Σ-Λ調(diào)制器通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接壓控振蕩器,所述壓控振蕩器的輸出端上串聯(lián)有小數(shù)分頻除法器,小數(shù)分頻除法器的輸入端上并聯(lián)有連接倍乘系數(shù)的Σ-Δ調(diào)制器,且小數(shù)分頻除法器的輸出端分別連接頻率誤差鑒別器和二元相位比較器。
[0006]優(yōu)選的,所述比例項(xiàng)模塊的輸出端連接Σ-Λ調(diào)制器。
[0007]優(yōu)選的,所述比例項(xiàng)模塊通過(guò)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與壓控振蕩器連接。
[0008]優(yōu)選的,所述頻率誤差鑒別器有兩個(gè)計(jì)數(shù)器構(gòu)成,分別連接參考時(shí)鐘和除法器輸出的反饋時(shí)鐘。
[0009]優(yōu)選的,所述參考時(shí)鐘為倍乘后的參考時(shí)鐘。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益之處是:這種二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路基本不受電壓溫度影響,比較適合遷移到下一代工藝,不需要面積很大的電容來(lái)做環(huán)路濾波器等,并且還有助于實(shí)現(xiàn)低噪聲的小數(shù)分頻。
[0011]【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】:[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是本二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖;
[0014]圖2是本二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、倍乘器;2、頻率誤差鑒別器;3、二元相位比較器;4、積分項(xiàng)模塊;5、比例項(xiàng)模塊;6、積分器;7、11、Σ-Δ調(diào)制器;8、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊;81、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊;9、壓控振蕩器;10、小數(shù)分頻除法器。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
[0017]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0018]實(shí)施例一:
[0019]圖1所示一種二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路,包括輸入端連接參考時(shí)鐘的倍乘器1,所述倍乘器I的輸出端并聯(lián)有頻率誤差鑒別器2和二元相位比較器3,所述頻率誤差鑒別器有兩個(gè)計(jì)數(shù)器構(gòu)成,分別連接參考時(shí)鐘,或倍乘后的參考時(shí)鐘和除法器輸出的反饋時(shí)鐘;所述二元相位比較器3的輸出端上并聯(lián)有積分項(xiàng)模塊4和比例項(xiàng)模塊5,積分項(xiàng)模塊4的輸出端上串聯(lián)有積分器6,所述頻率誤差鑒別器2、比例項(xiàng)模塊5和積分器6的輸出端均連接Σ-Λ調(diào)制器7,該Σ-Λ調(diào)制器7通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊8連接壓控振蕩器9,所述壓控振蕩器9的輸出端上串聯(lián)有小數(shù)分頻除法器10,小數(shù)分頻除法器10的輸入端上并聯(lián)有連接倍乘系數(shù)的Σ-Λ調(diào)制器11,且小數(shù)分頻除法器10的輸出端分別連接頻率誤差鑒別器2和二元相位比較器3。
[0020]實(shí)施例二:
[0021]圖2所示一種二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路,包括輸入端連接參考時(shí)鐘的倍乘器1,所述倍乘器I的輸出端并聯(lián)有頻率誤差鑒別器2和二元相位比較器3,所述頻率誤差鑒別器有兩個(gè)計(jì)數(shù)器構(gòu)成,分別連接參考時(shí)鐘,或倍乘后的參考時(shí)鐘和除法器輸出的反饋時(shí)鐘;所述二元相位比較器3的輸出端上并聯(lián)有積分項(xiàng)模塊4和比例項(xiàng)模塊5,積分項(xiàng)模塊4的輸出端上串聯(lián)有積分器6,所述頻率誤差鑒別器2和積分器6的輸出端均連接Σ-Λ調(diào)制器7,該Σ-Λ調(diào)制器7通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊8連接壓控振蕩器9,所述比例項(xiàng)模塊5通過(guò)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊81與壓控振蕩器9連接,所述壓控振蕩器9的輸出端上串聯(lián)有小數(shù)分頻除法器10,小數(shù)分頻除法器10的輸入端上并聯(lián)有連接倍乘系數(shù)的Σ-Λ調(diào)制器11,且小數(shù)分頻除法器10的輸出端分別連接頻率誤差鑒別器2和二元相位比較器3。
[0022]具體地,當(dāng)計(jì)數(shù)參考時(shí)鐘1000個(gè)周期后,如果除法器反饋時(shí)鐘計(jì)數(shù)在999-1001中間,則表示頻率誤差為IOOOppm ;根據(jù)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)參數(shù),可以轉(zhuǎn)入鎖相階段。
[0023]鎖相通過(guò)二元相位比較器3來(lái)鑒別參考時(shí)鐘和反饋時(shí)鐘的相位差別。如果參考時(shí)鐘在反饋時(shí)鐘之前,表明相位誤差為正,結(jié)果為+1,表示壓控振蕩器9需要加速,來(lái)縮小反饋時(shí)鐘和參考時(shí)鐘的相位誤差。同理,如果參考時(shí)鐘在反饋時(shí)鐘之后,表明相位誤差為負(fù),結(jié)果為-1,表示壓控振蕩器9需要加速,來(lái)縮小反饋時(shí)鐘和參考時(shí)鐘的相位誤差。這個(gè)結(jié)果經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波器。數(shù)字濾波器一般采用二階的比例和積分濾波器。數(shù)字濾波器通常選用的位數(shù)比較多,如19位。當(dāng)壓控振蕩器9的控制端沒(méi)有這么多位的數(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí),可以通過(guò)一個(gè)Σ-Λ調(diào)制器7來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度到低精度的轉(zhuǎn)換。這個(gè)調(diào)制后的結(jié)果輸入到一個(gè)精度比較低的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊8,如9位,從而實(shí)現(xiàn)壓控振蕩器9振蕩頻率的調(diào)制。如果是采用LC的壓控振蕩器,可以通過(guò)改變電容的個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)。如果是環(huán)形振蕩器,可以通過(guò)改變電源電壓或者是電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0024]采用二元相位比較器3的好處是電路簡(jiǎn)單,但是需要另外的頻率誤差鑒別器2來(lái)縮小頻率誤差。同時(shí),由于二元相位比較器3只能比較反饋時(shí)鐘和參考時(shí)鐘的相對(duì)位置,如反饋時(shí)鐘在前,參考時(shí)鐘在后,側(cè)無(wú)法判斷具體相位差了多少,因此,需要反饋時(shí)鐘有一定的相位抖動(dòng)來(lái)補(bǔ)充這個(gè)缺陷。一般需要一個(gè)小數(shù)分頻除法器10,使得反饋時(shí)鐘上有一定的時(shí)鐘抖動(dòng)。
[0025]這種二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路基本不受電壓溫度影響,比較適合遷移到下一代工藝,不需要面積很大的電容來(lái)做環(huán)路濾波器等,并且還有助于實(shí)現(xiàn)低噪聲的小數(shù)分頻。
[0026]需要強(qiáng)調(diào)的是:以上僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制,凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路,其特征在于:包括輸入端連接參考時(shí)鐘的倍乘器(1),所述倍乘器(I)的輸出端并聯(lián)有頻率誤差鑒別器(2)和二元相位比較器(3),所述二元相位比較器(3)的輸出端上并聯(lián)有積分項(xiàng)模塊(4)和比例項(xiàng)模塊(5),積分項(xiàng)模塊(4)的輸出端上串聯(lián)有積分器(6),所述頻率誤差鑒別器(2)和積分器(6)的輸出端均連接Σ-Δ調(diào)制器(7),該Σ-Λ調(diào)制器(7)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(8)連接壓控振蕩器(9),所述壓控振蕩器(9)的輸出端上串聯(lián)有小數(shù)分頻除法器(10),小數(shù)分頻除法器(10)的輸入端上并聯(lián)有連接倍乘系數(shù)的Σ-Λ調(diào)制器(11),且小數(shù)分頻除法器(10)的輸出端分別連接頻率誤差鑒別器(2)和二元相位比較器(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路,其特征在于:所述比例項(xiàng)模塊(5)的輸出端連接Σ-Λ調(diào)制器(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路,其特征在于:所述比例項(xiàng)模塊(5 )通過(guò)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊(81)與壓控振蕩器(9 )連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路,其特征在于:所述頻率誤差鑒別器有兩個(gè)計(jì)數(shù)器構(gòu)成,分別連接參考時(shí)鐘和除法器輸出的反饋時(shí)鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二元相位比較器數(shù)字鎖相環(huán)電路,其特征在于:所述參考時(shí)鐘為倍乘后的參考時(shí)鐘。
【文檔編號(hào)】H03L7/18GK203406853SQ201320545549
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】劉雄 申請(qǐng)人:蘇州蘇爾達(dá)信息科技有限公司