[發(fā)明專(zhuān)利]低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相雙環(huán)調(diào)節(jié)方法及其電學(xué)架構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010204593.5
• 申請(qǐng)日: 2010-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101860362A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州橙芯微電子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03L7/08
• 分類(lèi)號(hào): H03L7/08;H03L7/00
• 代理公司: 南京蘇科專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 陳忠輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)，特別涉及一種數(shù)據(jù)通信中固定或調(diào)制頻率失調(diào)嚴(yán)重下保持相位鎖定且減緩大幅抖動(dòng)的雙環(huán)鎖頻及鎖相方法及其電學(xué)結(jié)構(gòu)，屬于電學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)代高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，廣泛采用了在原始數(shù)據(jù)流中嵌入時(shí)鐘定時(shí)信息來(lái)進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)。它提供了更高的數(shù)據(jù)率，更好的可靠性，降低噪音的產(chǎn)生，提高抗噪聲性能和降低功耗成本。為了進(jìn)一步降低電磁干擾(EMI)，時(shí)鐘擴(kuò)譜(SSC)技術(shù)被用來(lái)將能量分布到一個(gè)有限的頻段內(nèi)。時(shí)鐘頻率被調(diào)至到一個(gè)較低的頻率上，如PCI-Express協(xié)議中是30kHz～33kHz，同時(shí)定義了包絡(luò)的形狀和幅度，如鋸齒波形狀，幅度為5000ppm。

通常來(lái)說(shuō)，接收器的時(shí)鐘頻率和發(fā)送器的時(shí)鐘頻率不相等。在這個(gè)靜態(tài)的頻率失調(diào)上，時(shí)鐘擴(kuò)譜調(diào)制會(huì)進(jìn)一步增加發(fā)送器和接收器間的頻率失調(diào)。比如，在PCI-Express接口中，靜態(tài)頻率失調(diào)能夠達(dá)到600ppm，同時(shí)動(dòng)態(tài)最大的峰-峰調(diào)制頻率失調(diào)可達(dá)到10000ppm。

一般方法中，通過(guò)增加時(shí)鐘恢復(fù)環(huán)路的增益或者帶寬來(lái)達(dá)到跟蹤這樣大的即時(shí)頻率失調(diào)。但是較高的時(shí)鐘恢復(fù)帶寬導(dǎo)致環(huán)路增益過(guò)大，從而增加了恢復(fù)時(shí)鐘的高頻抖動(dòng)。因此需要尋求一種在不增加恢復(fù)時(shí)鐘抖動(dòng)情況下來(lái)獲得較大頻率失調(diào)跟蹤能力的方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷及迫切需求，本發(fā)明的目的是提出一種低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相的雙環(huán)調(diào)節(jié)方法及其電學(xué)架構(gòu)，解決時(shí)鐘恢復(fù)環(huán)路中跟蹤較大即使頻率失調(diào)的難題。

本發(fā)明的第一個(gè)目的，將通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相的雙環(huán)調(diào)節(jié)方法，其特征在于包括用于分別調(diào)諧頻率和相位的雙環(huán)路，其步驟為：Ⅰ、設(shè)置頻率鎖定環(huán)路和相位鎖定環(huán)路；Ⅱ、通過(guò)插值器及鑒頻鑒相器確定參考時(shí)鐘與反饋時(shí)鐘之間的總即時(shí)相位誤差；Ⅲ、利用低通濾波器，將總即時(shí)相位誤差分離提取成靜態(tài)/低頻頻率失調(diào)和調(diào)制頻率失調(diào)兩個(gè)頻率分量的即時(shí)相位誤差；Ⅳ、利用靜態(tài)/低頻頻率失調(diào)的即時(shí)相位誤差，通過(guò)頻率鎖定環(huán)路跟蹤并調(diào)節(jié)靜態(tài)/低頻頻率失調(diào)；V、利用調(diào)制頻率失調(diào)的即時(shí)相位誤差及從頻率鎖定環(huán)路輸出的時(shí)鐘相位，通過(guò)相位鎖定環(huán)路跟蹤并調(diào)節(jié)參考時(shí)鐘和反饋時(shí)鐘之間的相位是否對(duì)準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，上述低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相的雙環(huán)調(diào)節(jié)方法，其中該雙環(huán)鎖頻及鎖相方法通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)行，靜態(tài)/低頻頻率失調(diào)和調(diào)制頻率失調(diào)兩個(gè)分量的即時(shí)相位頻率誤差及濾波帶寬均存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的可讀介質(zhì)中，以供調(diào)用查找。

進(jìn)一步地，上述低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相的雙環(huán)調(diào)節(jié)方法，其中該步驟Ⅱ中分離提取兩個(gè)頻率分量的即時(shí)相位誤差之前或之后，還包括對(duì)即時(shí)相位誤差進(jìn)行環(huán)路過(guò)濾的過(guò)程。

本發(fā)明的第二個(gè)目的，其得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段為：

低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相雙環(huán)調(diào)節(jié)的電學(xué)架構(gòu)，其特征在于：所述雙環(huán)鎖電學(xué)架構(gòu)包括鑒頻鑒相器、環(huán)路濾波器、低通濾波器、本地時(shí)鐘發(fā)生器及相位延時(shí)單元；參考時(shí)鐘與反饋時(shí)鐘分別輸入鑒頻鑒相器，且鑒頻鑒相器輸出順次連接環(huán)路濾波器及低通濾波器，所述低通濾波器的靜態(tài)/低頻分量輸出端直接連接至本地時(shí)鐘發(fā)生器，且調(diào)制頻率分量輸出端經(jīng)一相位減加器連接至相位延時(shí)單元，并反饋輸出至鑒頻鑒相器；其中低通濾波器的高頻分量輸出端與相位延時(shí)單元及鑒頻鑒相器構(gòu)成鎖相環(huán)路，而所述低通濾波器的靜態(tài)/低頻分量輸出至本地時(shí)鐘發(fā)生器，并與相位延時(shí)單元、鑒頻鑒相器和環(huán)路濾波器一并構(gòu)成頻率鎖定環(huán)路。

進(jìn)一步地，前述低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相雙環(huán)調(diào)節(jié)的電學(xué)架構(gòu)，其中鑒頻鑒相器包括產(chǎn)生數(shù)字、模擬或混合類(lèi)型即時(shí)相位誤差信號(hào)的頻率相位檢測(cè)器。

進(jìn)一步地，前述低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相雙環(huán)調(diào)節(jié)的電學(xué)架構(gòu)，其中該頻率鎖定環(huán)路為模擬形式，包括模擬電壓或電流控制的本地時(shí)鐘發(fā)生器及模擬電壓或電流控制的相位延時(shí)單元；或者該頻率鎖定環(huán)路為數(shù)字形式，包括數(shù)字電壓或電流控制的本地時(shí)鐘發(fā)生器及數(shù)字電壓或電流控制的相位延時(shí)單元。

進(jìn)一步地，前述低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相雙環(huán)調(diào)節(jié)的電學(xué)架構(gòu)，其中該鎖相環(huán)路為模擬形式，包括模擬電壓或電流控制的相位延時(shí)單元；或者該鎖相環(huán)路為數(shù)字形式，包括數(shù)字電壓或電流控制的相位延時(shí)單元。

進(jìn)一步地，前述低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相雙環(huán)調(diào)節(jié)的電學(xué)架構(gòu)，其中該頻率鎖定環(huán)路或鎖相環(huán)路中，環(huán)路濾波器設(shè)于低通濾波器的前端或低通濾波器的后端。

更進(jìn)一步地，前述低抖動(dòng)高頻差鎖頻鎖相雙環(huán)調(diào)節(jié)的電學(xué)架構(gòu)，其中當(dāng)該環(huán)路濾波器設(shè)于低通濾波器前端時(shí)，在模擬的鑒頻鑒相器與數(shù)字的環(huán)路濾波器間設(shè)有N比特的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，或在數(shù)字的鑒頻鑒相器與模擬的環(huán)路濾波器間設(shè)有N比特的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。