專利名稱：具有兩個反饋環(huán)路的時鐘倍增器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有鎖相環(huán)(PLL)電路結(jié)構(gòu)的時鐘倍增器。
時鐘倍增器接收輸入時鐘信號后，產(chǎn)生頻率為輸入時鐘頻率整數(shù)倍的輸出時鐘信號；時鐘倍增器廣泛應(yīng)用在計算和通信設(shè)備中，用來產(chǎn)生用于數(shù)據(jù)傳輸和其它用途的時鐘信號。
鎖相環(huán)PLL型的常規(guī)時鐘倍增器具有壓控振蕩器(VCO)、分頻器、相位檢測器以及連接于反饋環(huán)路中的低通濾波器；VCO產(chǎn)生一個其頻率響應(yīng)于控制電壓的輸出時鐘信號，分頻器分配輸出時鐘信號的頻率，相位檢測器檢測分頻信號和輸入時鐘信號間的相位差，并且，低通濾波器平滑相位檢測器產(chǎn)生的相位誤差信號以產(chǎn)生施加于VCO的控制電壓。
常規(guī)時鐘倍增器存在的一個問題是鎖相環(huán)路需要相當長的時間才能達到將輸出時鐘信號鎖定在正確頻率的狀態(tài)，輸入時鐘信號頻率低時尤其如此，如果縮短低通濾波器的時間常數(shù)以減少獲取鎖定狀態(tài)需要的時間，那么反饋環(huán)路的穩(wěn)定性將受到不利影響。
取得鎖定狀態(tài)慢這個問題尤其在立刻產(chǎn)生和使用輸出時鐘信號的應(yīng)用中是個難題。
相應(yīng)地，本發(fā)明的目的是提供一種即能夠快速獲取鎖定狀態(tài)，又穩(wěn)定保持這一狀態(tài)的時鐘倍增器。
本發(fā)明的時鐘倍增器具有第一反饋環(huán)路和第二反饋環(huán)路；第二反饋環(huán)路有VCO、分頻器、相位檢測器以及像在常規(guī)時鐘倍增器中一樣工作的低通濾波器；相位檢測器把輸入時鐘信號與分頻器輸出的分頻信號進行比較，產(chǎn)生一個相位誤差信號。
第一反饋環(huán)路具有計數(shù)器、寄存器和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器；計數(shù)器計算VCO產(chǎn)生的輸出時鐘信號的周期，得到輸入時鐘信號每個周期的各個計數(shù)值；寄存器儲存根據(jù)計數(shù)值修改的數(shù)字信號；數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。
轉(zhuǎn)換裝置向低通濾波器提供這個模擬信號，從而按照輸入時鐘信號的若干固定初始周期接通第一反饋環(huán)路，之后轉(zhuǎn)換裝置停止向低通濾波器提供這個模擬信號，而開始向其提供相位檢測器產(chǎn)生的相位誤差信號，因此由第一反饋環(huán)路切換到第二反饋環(huán)路。
第一反饋環(huán)路在上述輸入時鐘信號周期固定數(shù)目以內(nèi)達到實際鎖定狀態(tài)，然后第二反饋環(huán)路很快達到最終鎖定狀態(tài)，該狀態(tài)中輸出時鐘信號的頻率被穩(wěn)定為所需輸入時鐘信號頻率的整數(shù)倍。
附圖簡述，其中圖1是常規(guī)時鐘倍增器的方框圖；圖2是體現(xiàn)本發(fā)明第一個時鐘倍增器的方框圖；圖3是表示圖2中低通濾波器結(jié)構(gòu)的一個實例；圖4是表示圖2中的計數(shù)器，比較器和寄存器工作時的時序波形；圖5進一步說明圖2中寄存器的工作情況；圖6是表示圖2中數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器的輸出波形的實例；圖7是體現(xiàn)本發(fā)明第二個時鐘倍增器的方框圖；圖8是體現(xiàn)本發(fā)明第三個時鐘倍增器中的低通濾波器的電路圖；圖9是關(guān)閉開關(guān)時圖8中低通濾波器的等效電路圖；圖10是打開開關(guān)時圖8中低通濾波器的等效電路圖；圖11是體現(xiàn)本發(fā)明第四個時鐘倍增器的方框圖。
進一步解釋常規(guī)時鐘倍增器后，將參照


本發(fā)明的實施例。
圖1所示為上述的常規(guī)時鐘倍增器，它包括VCO1，分頻器2，相位檢測器3和低通濾波器(LPF)4；輸入時鐘信號用fref表示，輸出時鐘信號用fout表示，控制電壓用Vr表示；分頻器2用N除輸出時鐘頻率，N是等于所需的輸出時鐘頻率與輸入時鐘頻率之比的一個整數(shù)。
相位檢測器3產(chǎn)生的相位誤差信號即誤差電壓Ve，響應(yīng)輸入時鐘信號與分頻器2產(chǎn)生的分頻時鐘信號間的頻率和相位之差。在鎖定狀態(tài)中，頻率差為0，常數(shù)相位差得以保持，誤差電壓Ve仍為常數(shù)，控制電壓Vr保持在某個值，使VCO1用輸入時鐘頻率乘以N的頻率振蕩。
圖2用與圖1中采用相同的參照數(shù)字的對應(yīng)部件來說明本發(fā)明第一實施例；圖1中沒有的部件屬于第一反饋環(huán)路，并屬于在第一反饋環(huán)路和第二反饋環(huán)路之間進行交換的轉(zhuǎn)換裝置；第二反饋環(huán)路與常規(guī)時鐘倍增器中的反饋環(huán)路相似，它包括VCO1，分頻器2，相位檢測器3和低通濾波器4。
第一反饋環(huán)路包括相同的VCO1和低通濾波器4，以及計數(shù)器5，存儲裝置6，比較器7，寄存器8和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)9。
轉(zhuǎn)換裝置包括具有內(nèi)部計數(shù)器11的控制器10，一對開關(guān)SW1和SW2，它們在控制器10控制下接通和關(guān)閉第一和第二反饋環(huán)路；開關(guān)SW1接在數(shù)-模轉(zhuǎn)換器9和低通濾波器4之間，開關(guān)SW2接在相位檢測器3和低通濾波器4之間。
由于VCO1，分頻器2和相位檢測器3這些部件為眾所周知，這里略去對它們的詳述。
低通濾波器4的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括一對電阻12和13以及一個電容14，它們串聯(lián)接在開關(guān)SW2和地線之間；控制電壓Vr從電阻12和13間結(jié)點獲得。
再回到圖2，計數(shù)器5計算在每個輸入時鐘信號(fref)周期期間輸出時鐘信號(fout)的周期數(shù)；下面將假定計數(shù)器5計算從每個fref的下降沿(falling transition)到下一個fref下降沿期間的fout下降沿數(shù)；在fref的每個下降沿即在輸入時鐘信號的每個周期末，計數(shù)器5把在該周期得到的計數(shù)值Nv輸出給比較器7，然后復位到零并開始下一輪計算。
存儲裝置6儲存預定值N，它等于輸入時鐘頻率除被所需輸出時鐘頻率。
比較器7把計數(shù)值Nv和預定值N進行對比，輸出一個一位結(jié)果信號CMP，下面也稱為結(jié)果位，并指出哪個值較大；如果Nv大于N，下面將假定比較器7輸出一個“1”結(jié)果位，表明VCO1振蕩速度過快；如果Nv小于N時，輸出一個“0”結(jié)果位，表明VCO1振蕩速度過慢；如果Nv等于N，結(jié)果位仍為“0”。
寄存器8與輸入時鐘信號(fref)同步工作，鎖存比較器7輸出的每個結(jié)果位；結(jié)果位在寄存器8中的儲存方式將在后面描述；寄存器8儲存的位數(shù)等于數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器9的分辨率(resolution)，以下用字母M表示。
數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器9把儲存在寄存器8中的M-位數(shù)字值轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號Va，該Va經(jīng)開關(guān)SW2提供給低通濾波器4；Va的范圍在0伏和某個電壓Vc之間，最好等于VCO1控制范圍內(nèi)的最大電壓值。
控制器10中的內(nèi)部計數(shù)器11計算輸入時鐘信號(fref)的周期，并且控制器10根據(jù)由此得到的輸入時鐘周期的計算結(jié)果來控制開關(guān)SW1和SW2；尤其是在第一個M完整的輸入時鐘周期期間和任一前面的部分周期期間，控制器10閉合開關(guān)SW1斷開開關(guān)SW2，這樣第一反饋環(huán)路有效而第二反饋環(huán)路無效；這些初始M完成循環(huán)后，控制器10打開開關(guān)SW1并關(guān)閉開關(guān)SW2，以便第二反饋環(huán)路有效而第一反饋環(huán)路無效。
下面將說明這一實施例的工作過程。
開始工作前，控制器10使寄存器8的數(shù)字值置為“1”最有效位單元(MSB單元)，并且“0”在另一個位單元，這個數(shù)字值相當于模擬信號電壓和Vc／2的控制電壓。
開始操作時，控制器10打開開關(guān)SW1并關(guān)閉開關(guān)SW2，起動第一反饋環(huán)路。
圖4表明隨后計數(shù)器5，比較器7和寄存器8在第一個全部的輸入時鐘周期和下一個部分輸入時鐘周期期間的工作過程；第一條線(A)是輸入時鐘信號(fref)的波形；第二條線(B)是計數(shù)器5產(chǎn)生的內(nèi)部門信號的波形，它在輸入時鐘信號的每個下降沿瞬間升高；第三條線(C)表示計數(shù)器5的計數(shù)值，它在輸出時鐘信號(fout，未示)的每個周期加1；門信號(B)升高時，當前計數(shù)值Nv被輸出給比較器7，然后復位計數(shù)值，這樣下一輸出時鐘周期的計數(shù)值為1。
下一條線(D1)表明當?shù)谝粋€完整的輸入時鐘周期未的計數(shù)值Nv超過預定值N時比較器7的工作情況，這種情況下比較器7輸出一個“1”。
下一條線(E1)表明假定寄存器8是四位寄存器(M=4)時寄存器8的相關(guān)工作情況；比較器7輸出的“1”被轉(zhuǎn)換，并在寄存器8的最有效位單元設(shè)定為“0”，同時，次有效相鄰位被轉(zhuǎn)換，從“0”變?yōu)椤?”；因此寄存器8的數(shù)字值由初始值“1000”轉(zhuǎn)變?yōu)樾轮怠?100”。
控制器10控制寄存器8，使寄存器8鎖存的第一個結(jié)果位是第一個完整輸入時鐘周期未輸出的結(jié)果位；如果工作開始時是部分輸入時鐘周期，那么不鎖存那個周期的結(jié)果位。
下面兩條線(D2和E2)表明第一計數(shù)值Nv小于預定值N時比較器7和寄存器8的工作情況；這時，比較器7輸出的“0”結(jié)果位被轉(zhuǎn)換并設(shè)定“1”在寄存器8的最有效位單元；寄存器8中的鄰位也被轉(zhuǎn)換，因此新數(shù)字值變?yōu)椤?100”。
圖5進一步說明寄存器8的工作情況，圖示為初始值(A)，第一個完整輸入時鐘周期之后的兩個可能值(B1和B2)，以及第二個完整輸入時鐘周期之后的四個可能值(C1，C2，C3和C4)；第二個完整輸入時鐘周期后，結(jié)果位(CMP)被轉(zhuǎn)換并設(shè)定在第二位，而最有效位保持不變，第三位從“0”變?yōu)椤?”。
總之，從比較器7收到的第K個結(jié)果位被轉(zhuǎn)換并設(shè)定在第K位；同時，第(K+1)位從“0”轉(zhuǎn)為“1”(K=1，2，…，M-1)；第M結(jié)果位被接收時，它被轉(zhuǎn)換并設(shè)定在第M位；這是有效性最小的位，因此不轉(zhuǎn)換第(M+1)位。
圖6表示數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器9輸出的模擬信號波形的一個范例，模擬信號電壓Va在縱軸上表示，時間在橫軸上表示，橫軸上的數(shù)字表示第一，第二和第M個完整輸入時鐘周期的結(jié)束。
起初，寄存器8保持在“1000”值并且模擬信號電壓電平是Vc／2，控制電壓Vr也等于Vc／2。
第一個完整的輸入時鐘周期結(jié)束時，如果第一個結(jié)果位是“0”，則表明控制電壓Vr太低，那么寄存器8的數(shù)字值變?yōu)椤?100”，并且模擬信號電壓升至3Vc／4；由于低通濾波器4的電容器14充電，控制電壓Vr也升至3Vc／4。
如果下一個結(jié)果位是“1”，表明當時的控制電壓太高，那么數(shù)字信號值變?yōu)椤?010”并且模擬信號電壓Va變成5Vc／8；電容器14現(xiàn)在放電，并且控制電壓Vr降回至5Vc／8。
下面兩個輸入時鐘周期期間，Va和Vr先升至11Vc／16，然后降至21Vc／32；每個輸入時鐘周期中，Va和Vr的變化是前一個輸入時鐘周期中Va和Vr變化的一半。
控制電壓可能發(fā)生的最大誤差相似地減少一半，第一個完整的輸入時鐘周期期間，由于寄存器8仍是其初始值，Vr誤差為Vc／2，但在第M個周期期間，Vr最大可能誤差減少至Vc／2M(本例中為Vc／16)。
如果控制電壓Vr和VCO1即刻對模擬信號Va的改變作出反應(yīng)，這些最大可能界限將被嚴格實行，并且第M個完整輸入時鐘周期中，模擬信號Va和控制電壓Vr都在數(shù)-模轉(zhuǎn)換器9的分解界限范圍內(nèi)校正，因為低通濾波器4的緣故未即刻作出反應(yīng)，但即使如此，Va和Vr仍集中在接近校正值的數(shù)值。
第M周期結(jié)束時，寄存器8有效性最小的位可能從“1”變?yōu)椤?”，但這并不必提高Va和Vr的精確度；第M周期結(jié)束時第一反饋環(huán)路的工作完成了，此時已達到了實際鎖定狀態(tài)。
控制器10現(xiàn)在斷開開關(guān)SW1，閉合開關(guān)SW2，將輸出時鐘頻率控制轉(zhuǎn)換到第二反饋環(huán)路中分頻器2和相位檢測器3；第二反饋環(huán)路進一步調(diào)整控制電壓Vr使輸出時鐘信號被準確鎖定，其頻率等于N乘以輸入時鐘信號的頻率；起動第二反饋環(huán)路時輸出時鐘信號的頻率已幾乎等于N乘以輸入時鐘頻率，所以第二反饋環(huán)路能很快取得最后鎖定狀態(tài)；第二反饋環(huán)路一旦鎖定便保持穩(wěn)定的時鐘輸出，相位檢測器3提供高精確度頻率，而低通濾波器4可極大避免噪聲。
常規(guī)時鐘倍增器中，很難保證在任意特定時間內(nèi)得到鎖定狀態(tài)，并且如果VCO的初始頻率同正確頻率相差很大，那么確實需要相當長的時間；本實施例中，第一反饋環(huán)路總是在M輸入時鐘周期內(nèi)達到實際鎖定狀態(tài)，此后第二反饋環(huán)路能在可預報的短時間內(nèi)取得最后鎖定，因此在容易保證的時間內(nèi)很快得到有用的輸出時鐘信號。
下面參見圖7描述本發(fā)明的第二個實施例，其中相關(guān)部件采用與圖1相同的參照數(shù)字。
圖7中的計數(shù)器15是可預置或可重新加載的計數(shù)器，用輸入時鐘信號每個下降轉(zhuǎn)換處的頻率倍數(shù)值N的補數(shù)對計數(shù)器15進行重新加載；N的補數(shù)在圖中用N表示，是由存儲裝置16提供的；N的補數(shù)在代數(shù)上等于負一負N(即等于-1-N)。
計數(shù)器15從這個值開始計數(shù)，如果計數(shù)值從負1溢出至0，那么計數(shù)器15從最有效位輸出一個進位信號；這個進位信號是在輸出時鐘周期的計算超過N那一刻輸出的，并繼續(xù)輸出直到計數(shù)器15在輸入時鐘信號的下一個下降沿處被重新加載。
計數(shù)器15和存儲裝置16代替第一實施例中的計數(shù)器5，存儲裝置6以及比較器7，計數(shù)器15輸出的進位信號實現(xiàn)比較器7的結(jié)果信號的功能；相應(yīng)地，第二個實施例中的第一反饋環(huán)路包括計數(shù)器15，存儲裝置16，寄存器8和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器9。
第二實施例的操作與第一實施例相同；當VCO頻率過高時，計數(shù)器15在一個輸入時鐘周期計算輸出時鐘周期大于N，從負1溢出至0，產(chǎn)生一個值為“1”的進位信號；寄存器8將這一值轉(zhuǎn)換，并在相關(guān)位位置儲存一個“0”。
VCO頻率未過高時，計數(shù)器15在一個輸入時鐘周期計算的輸出時鐘周期N或比N更小的，不產(chǎn)生進位信號，寄存器8從計數(shù)器15接收的“0”值被轉(zhuǎn)換成“1”，并儲存在相關(guān)位位置上。
第二實施例達到與第一實施例相同的效果，但它不需要比較器，具有比較簡單的電路結(jié)構(gòu)。
下面說明第三個實施例。
第三實施例同第一和第二實施例的區(qū)別涉及低通濾波器4，其它部件可能與第一或第二實施例中的有關(guān)部件相同，如圖1和圖7所示。
圖8中，第三實施例的低通濾波器4包括一對電阻12和13以及電容器14，這些與第一實施例給出的范例相同，但它還包括一對由控制器10進行控制的開關(guān)SW3和SW4；開關(guān)SW3與電阻12并聯(lián)，開關(guān)SW4與電阻13并聯(lián)。
第一個M輸入時鐘周期期間，第一反饋環(huán)路起動時，控制器10關(guān)閉兩個開關(guān)SW3和SW4；那么低通濾波器4相當于圖9中的電路，一個由單電容器14構(gòu)成的簡單低通濾波器；由于繞過了電阻12和13，電容器14快速充電和放電，并且VCO1立即對數(shù)-模轉(zhuǎn)換器9的模擬信號輸出變化做出反應(yīng)。
第一個M輸入時鐘周期后，當?shù)诙答伃h(huán)路起動時，控制器10打開兩個開關(guān)SW3和SW4；低通濾波器4現(xiàn)在相當于圖10中的電路，與圖3完全相同；電容器14較慢地充電和放電，電流量受到電阻12和13的限制，并且得到與第一和第二實施例中同類的低通濾波。
相應(yīng)地，第一反饋環(huán)路起動時，第三實施例減少低通濾波器4的時間常數(shù)，使控制電壓Vr更快地對模擬信號Va的變化作出反應(yīng)；這種較快反應(yīng)使第一反饋環(huán)路能更準確地會聚，產(chǎn)生的模擬信號Va和控制電壓Vr的值比第一實施例和第二實施例更好；而輸入時鐘信號具有高頻率時是尤其需要較快的環(huán)路反應(yīng)的。
得到實際鎖定狀態(tài)后，時間常數(shù)增加，并且第二反饋環(huán)路用與第一和第二實施例同樣穩(wěn)定的方式運行。
下面參照圖11說明第四個實施例，其中有關(guān)部件采用與圖1相同的參照數(shù)字。
第四實施例用減法器17代替第一實施例的比較器7，減法器從儲存在存儲裝置6中的預定值N中減去計數(shù)器5輸出的計數(shù)值，并輸出差分；差分的所有位立即與累加寄存器18的現(xiàn)有內(nèi)容相加，所得之和取代累加寄存器18的現(xiàn)有內(nèi)容。
第四實施例依靠第一反饋環(huán)路的環(huán)路增益，使實際鎖定狀態(tài)能夠在小于M輸入時鐘周期內(nèi)達到。如有必要，可用一個常數(shù)乘減法器17輸出的差分，來調(diào)整第一反饋環(huán)路的環(huán)路增益，以便獲得穩(wěn)定性和會聚速度之間的最佳平衡；固定數(shù)目的輸入時鐘周期后，控制器10從第一反饋環(huán)路轉(zhuǎn)換到第二反饋環(huán)路，但現(xiàn)在這個固定數(shù)目可能小于N。
當輸入時鐘信號的頻率低，并且N的值大時，第四個實施例特別實用，這是由于計數(shù)值與N之差隨后能夠很準確地對累加寄存器值進行必要的調(diào)整；幾個輸入時鐘周期后可相應(yīng)地從第一反饋環(huán)路轉(zhuǎn)換到第二反饋環(huán)路，輸入時鐘頻率低時具有明顯優(yōu)勢。
為了使控制電壓Vr能夠跟蹤模擬信號Va的可能快速變化，第三實施例的低通濾波器也可運用于第四實施例。
由于本發(fā)明能夠迅速取得鎖定狀態(tài)，它適用于僅僅間歇產(chǎn)生高頻時鐘信號的設(shè)備；范例包括的計算設(shè)備具有按照要求運行的內(nèi)裝串行端口，或者具有運行情況相似的內(nèi)裝模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明可進行許多變動，并不局限于上述的實施例，前三個實施例中，寄存器8中第M結(jié)果位的設(shè)置可以省略。
后一個實施例中，計數(shù)器5不從N的補數(shù)開始計算并產(chǎn)生一個進位信號，而是從N遞減計算并從0下溢到負1產(chǎn)生一個進位信號。
與此類似，第一實施例的計數(shù)器5能夠從0遞減計算，并且比較器7能把計數(shù)值與N的補數(shù)進行對比。
第三實施例中，開關(guān)SW3和SW4不必同時開和關(guān)，控制器10能夠通過僅僅開和關(guān)這兩個開關(guān)之一來修改低通濾波器的延遲特性，另一個開關(guān)是開著的；圖8中總是處于開狀態(tài)的那個開關(guān)可以從電路結(jié)構(gòu)中排除。
還可對所有實施例中的低通濾波器電路結(jié)構(gòu)作許多其它更改。
本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將會認識到在下述權(quán)利要求范圍內(nèi)所做的進一步變動是可能的。
權(quán)利要求
1．一種時鐘倍增器，接收第一頻率的輸入時鐘信號，用來產(chǎn)生等于第一頻率整數(shù)倍的第二頻率輸出時鐘信號，包括壓控振蕩器，用來產(chǎn)生上述輸出時鐘信號；低通濾波器，連接于上述壓控振蕩器，用來產(chǎn)生控制壓控振蕩器的振蕩頻率的控制電壓，從而控制上述第二頻率；第一反饋環(huán)路，具有計數(shù)器，連接于上述壓控振蕩器并接收上述輸入時鐘信號，用來計數(shù)上述輸出時鐘信號在上述輸入時鐘信號每個周期期間的周期，由此在上述輸入時鐘信號的每個上述周期結(jié)束時產(chǎn)生計數(shù)值；寄存器，連接于上述比較器，用來儲存響應(yīng)上述計數(shù)值的數(shù)字信號值；并且數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，連接于上述寄存器，用來把上述數(shù)字信號值轉(zhuǎn)換成模擬信號；第二反饋環(huán)路，具有分頻器，連接于上述壓控振蕩器，用來對上述第二頻率進行分頻以便產(chǎn)生分頻信號；并且相位檢測器，連接于上述分頻器，用來對比上述輸入時鐘信號和上述分頻信號，從而產(chǎn)生相位誤差信號；并且轉(zhuǎn)換裝置，它連接于上述數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器和上述相位檢測器，用來把上述模擬信號提供給上述低通濾波器，從而在上述輸入時鐘信號一定數(shù)目的初始周期將上述第一反饋環(huán)路起動；然后把上述相位誤差信號提供給上述低通濾波器，從而將上述第一反饋環(huán)路轉(zhuǎn)到上述第二反饋環(huán)路。
2．如權(quán)利要求1的時鐘倍增器，其中上述寄存器在上述輸入時鐘信號的每個上述周期結(jié)束時接收結(jié)果位，該結(jié)果位響應(yīng)上述計數(shù)值，連續(xù)的結(jié)果位從最有效位開始設(shè)置在該寄存器的連續(xù)位。
3．如權(quán)利要求2的時鐘倍增器中，當每個上述結(jié)果位設(shè)置在上述寄存器中時，該寄存器中次有效的鄰位被轉(zhuǎn)換。
4．如權(quán)利要求2的時鐘倍增器進一步包括設(shè)置在上述記數(shù)器和上述寄存器之間的比較器，它通過把上述計數(shù)值和預定值進行對比，產(chǎn)生每個上述結(jié)果位。
5．如權(quán)利要求4的時鐘倍增器，其中上述預定值等于用上述第一頻率除上述第二頻率。
6．如權(quán)利要求2的時鐘倍增器，其中當上述輸入時鐘信號的每個上述周期開始時，上述計數(shù)器被重新加載預定值，從該預定值開始計數(shù)，并產(chǎn)生作為進位信號的上述結(jié)果位。
7．如權(quán)利要求2的時鐘倍增器，其中當上述輸入時鐘信號的每個上述周期開始時，上述計數(shù)器被重新加載預定值，從該預定值開始遞減計數(shù)，并產(chǎn)生作為借位信號的上述結(jié)果位。
8．如權(quán)利要求1的時鐘倍增器，進一步包括設(shè)置在上述計數(shù)器和上述寄存器之間的減法器，用來計算上述計數(shù)值與預定值之差，用該差值來修改該數(shù)字信號值。
9．如權(quán)利要求1的時鐘倍增器，其中當上述轉(zhuǎn)換裝置從上述第一反饋環(huán)路轉(zhuǎn)換到上述第二反饋環(huán)路時，上述低通濾波器的結(jié)構(gòu)被上述轉(zhuǎn)換裝置改變，因此該轉(zhuǎn)換裝置對上述第一反饋環(huán)路的響應(yīng)比對上述第二反饋環(huán)路的響應(yīng)快。
10．如權(quán)利要求1的時鐘倍增器，其中上述低通濾波器包括電阻；電容器，與上述電阻串聯(lián)；并且開關(guān)，與上述電阻并聯(lián)，起動上述第一反饋環(huán)路時用來旁路上述電阻。
11．一種控制壓控振蕩器產(chǎn)生的輸出時鐘信號頻率的方法，用來使輸出時鐘信號的頻率成為輸入時鐘信號頻率的某個整數(shù)倍，該方法包括以下步驟在上述輸入時鐘信號的每個固定數(shù)目周期期間，計數(shù)上述輸出時鐘信號的周期，從而獲得各個計數(shù)值；向上述壓控振蕩器提供控制電壓，該控制電壓響應(yīng)在上述輸入時鐘信號的上述固定數(shù)目周期期間的上述計數(shù)值；檢測上述輸入時鐘信號和上述輸出時鐘信號之間的相位差，從而得到相位差信號；以及向上述壓控振蕩器提供控制電壓，該控制電壓響應(yīng)在上述輸入時鐘信號的上述固定數(shù)目周期之后的上述相位誤差信號。
12．如權(quán)利要求11的方法，進一步包括以下步驟根據(jù)上述計數(shù)值在寄存器中設(shè)置連續(xù)位，從該寄存器的最有效位開始；以及把上述寄存器的結(jié)果內(nèi)容從數(shù)字形式轉(zhuǎn)換成模擬形式，由此獲得在上述輸入時鐘信號的上述固定數(shù)目周期期間向上述壓控振蕩器提供的控制電壓。
13．如權(quán)利要求12的方法，當每個連續(xù)位設(shè)置在上述寄存器中時，還進一步包括下面這個步驟轉(zhuǎn)換上述寄存器的次有效鄰位。
14．如權(quán)利要求12的方法，進一步包括步驟，即把上述計數(shù)值與預定值進行比較，從而獲得比較結(jié)果，根據(jù)比較結(jié)果設(shè)置上述寄存器中的位。
15．如權(quán)利要求12的方法，其中上述計數(shù)步驟通過從預定值開始遞增計數(shù)來完成；以及根據(jù)上述計數(shù)步驟是否產(chǎn)生進位來設(shè)置上述寄存器中的位。
16．如權(quán)利要求12的方法，其中上述計數(shù)步驟通過從預定值開始遞減計數(shù)來完成；以及根據(jù)上述計數(shù)步驟是否產(chǎn)生借位來設(shè)置上述寄存器中的位。
17．如權(quán)利要求11的方法，進一步包括以下步驟計算上述計數(shù)值和預定值之差；根據(jù)上述差值修改寄存器值；以及把上述寄存器值從數(shù)字形式轉(zhuǎn)換成模擬形式，由此得到在上述輸入時鐘信號的上述若干固定數(shù)目周期期間向上述壓控振蕩器提供的控制電壓。
18．如權(quán)利要求11的方法，進一步包括以下步驟響應(yīng)上述計數(shù)值產(chǎn)生模擬信號；用第一時間常數(shù)來低通濾波上述模擬信號，由此獲得在上述輸入時鐘信號的上述固定數(shù)目周期期間向上述壓控振蕩器提供的控制電壓；以及用超過上述第一時間常數(shù)的第二時間常數(shù)來低通濾波上述相位誤差信號，由此得到在上述輸入時鐘信號的上述固定數(shù)目周期之后向上述壓控振蕩器提供的控制電壓。
全文摘要
一種時鐘倍增器,利用兩個反饋環(huán)路,根據(jù)輸入時鐘信號的頻率來控制輸出時鐘信號的頻率;第一反饋環(huán)路在輸入時鐘信號的固定數(shù)目初始周期期間起動,計數(shù)輸出時鐘信號在輸入時鐘信號的每個周期期間的周期,并根據(jù)所得計數(shù)值控制輸出時鐘頻率;第二反饋環(huán)路用在固定初始周期以后,對輸出時鐘信號分頻,并根據(jù)所獲得分頻信號與輸入時鐘信號之間的相位差來控制輸出時鐘頻率。
文檔編號H03L7/107GK1205577SQ98105998
公開日1999年1月20日 申請日期1998年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月14日
發(fā)明者小久保正一, 渡邊充博 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社