[發(fā)明專(zhuān)利]一種帶自校準(zhǔn)功能的高速脈沖信號(hào)脈寬精密控制電路及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710477942.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107346964B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅陽(yáng);孟祥祿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H03K7/08
• 分類(lèi)號(hào): H03K7/08;H03L7/07
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提出了一種帶自校準(zhǔn)功能的高速脈沖信號(hào)脈寬精密控制電路，參考輸入時(shí)鐘通過(guò)三路PLL，同時(shí)產(chǎn)生三個(gè)相參、頻率相同的時(shí)鐘信號(hào)，F(xiàn)PGA通過(guò)調(diào)節(jié)每一路信號(hào)的小數(shù)分頻相位累加字初始值來(lái)調(diào)節(jié)每一路PLL相對(duì)于參考輸入時(shí)鐘的相位，再利用同步觸發(fā)信號(hào)將三個(gè)PLL同步。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功耗小，適合于幾乎所有高速脈沖信號(hào)發(fā)生器和噶樸素串行誤碼儀；輸出最小脈寬小、控制精度高，最小輸出脈寬可達(dá)100ps，脈寬控制精度可達(dá)1ps；工作頻率高，最高工作頻率可達(dá)4.1GHz；具有自動(dòng)校準(zhǔn)功能，能自動(dòng)補(bǔ)償因環(huán)境和溫度的變化引起的誤差，校準(zhǔn)電路采用純數(shù)字化設(shè)計(jì)，校準(zhǔn)效率極高，調(diào)試難度大幅下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶自校準(zhǔn)功能的高速脈沖信號(hào)脈寬精密控制電路，還涉及一種帶自校準(zhǔn)功能的高速脈沖信號(hào)脈寬精密控制方法。

背景技術(shù)

脈寬調(diào)節(jié)是脈沖信號(hào)發(fā)生器和串行誤碼儀等測(cè)試儀器的一項(xiàng)重要功能，現(xiàn)有的脈寬調(diào)節(jié)電路其調(diào)節(jié)精度主要受延時(shí)電路的準(zhǔn)確性、溫度等因素的影響。由于大范圍的可控延時(shí)集成電路一般采用級(jí)聯(lián)邏輯門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)量的堆疊，因此邏輯門(mén)延時(shí)的離散性成為影響脈寬調(diào)節(jié)電路精度的最重要的因素。

現(xiàn)有的脈寬精密調(diào)節(jié)方法是采用多級(jí)延時(shí)電路和邏輯門(mén)電路相配合來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，現(xiàn)有的脈寬精密調(diào)節(jié)技術(shù)，原始脈沖信號(hào)分為兩路，一路作為延時(shí)補(bǔ)償，另一路利用可控延時(shí)作脈寬，再通過(guò)沿恢復(fù)電路，調(diào)整傳輸過(guò)程中的被惡化的時(shí)鐘沿，最后經(jīng)“與”(產(chǎn)生占空比≤50％的信號(hào))或“或”(產(chǎn)生占空比＞50％的信號(hào))得到脈寬經(jīng)過(guò)調(diào)整的脈沖信號(hào)。其中延時(shí)支路主要是為了均衡不同頻率下脈寬延時(shí)支路的固有延時(shí)及傳輸線延時(shí)。脈寬延時(shí)支路，主要是通過(guò)改變?cè)撝返难訒r(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖信號(hào)脈寬的調(diào)節(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：

(1)電路工作頻率范圍小，現(xiàn)有電路工作頻率上限受制于延時(shí)芯片工作速率，其工作頻率一般在1.5GHz以下。

(2)脈寬控制精度差，現(xiàn)有脈寬控制電路中使用了多級(jí)可選門(mén)電路作為脈寬控制手段，在多級(jí)門(mén)電路切換選擇過(guò)程中，其延時(shí)變化是非線性的，個(gè)別點(diǎn)的延時(shí)甚至是非單調(diào)的，除手動(dòng)逐點(diǎn)校準(zhǔn)外，幾乎沒(méi)有可行的方法可以對(duì)電路進(jìn)行精密校準(zhǔn)。且該電路一致性差，調(diào)試難度大、效率低，可生產(chǎn)性差。

(3)溫度漂移大，現(xiàn)有脈寬控制電路受溫度變化影響很大，在0℃到50℃范圍內(nèi)延時(shí)溫漂一般在15％以上，需要極其復(fù)雜的溫度補(bǔ)償電路來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，且補(bǔ)償校準(zhǔn)后，其精度一般只能停留在百皮秒級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種帶自校準(zhǔn)功能的高速脈沖信號(hào)脈寬精密控制電路及控制方法，采用多路同步PLL(鎖相環(huán))合成占空比精密可控的采樣時(shí)鐘，配合高速轉(zhuǎn)碼器來(lái)徹底改造傳統(tǒng)脈寬調(diào)整電路，顯著提高了脈寬控制精度和電路工作頻率；加上本發(fā)明的電路具有自動(dòng)校準(zhǔn)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)因溫度的變化引起誤差的自動(dòng)補(bǔ)償，提高了脈寬調(diào)整的準(zhǔn)確度和溫度適應(yīng)性，且該校準(zhǔn)電路采用純數(shù)字化電路設(shè)計(jì)，顯著降低了脈寬調(diào)整電路的生產(chǎn)調(diào)試難度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種帶自校準(zhǔn)功能的高速脈沖信號(hào)脈寬精密控制電路，參考輸入時(shí)鐘通過(guò)三路PLL，同時(shí)產(chǎn)生三個(gè)相參、頻率相同的時(shí)鐘信號(hào)，F(xiàn)PGA通過(guò)調(diào)節(jié)每一路信號(hào)的小數(shù)分頻相位累加字初始值來(lái)調(diào)節(jié)每一路PLL相對(duì)于參考輸入時(shí)鐘的相位，再利用同步觸發(fā)信號(hào)將三個(gè)PLL同步。

可選地，第一PLL輸出整個(gè)電路的基準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)鐘到脈沖碼型發(fā)生電路，用于原始NRZ碼型脈沖信號(hào)合成，合成的原始NRZ碼型脈沖信號(hào)送至轉(zhuǎn)碼器；

第二PLL和第三PLL通過(guò)后級(jí)的邏輯門(mén)合成占空比可變的采樣時(shí)鐘，通過(guò)調(diào)節(jié)第二PLL和第三PLL的相對(duì)相位完成采樣時(shí)鐘占空比的調(diào)節(jié)。