[實用新型]基于鎖相回路的時鐘產生電路以及鎖相回路電路

有效

• 申請號: 201721496552.1
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN207691782U
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 皮德義;劉昌;劉金亮
• 申請（專利權）人: 新港海岸（北京）科技有限公司
• 主分類號: H03L7/08
• 分類號: H03L7/08;H03L7/085
• 代理公司: 北京智晨知識產權代理有限公司 11584
• 代理人: 張婧

本實用新型公開了一種基于鎖相回路的時鐘產生電路以及鎖相回路電路。示范性時鐘產生電路包括PLL、用以提供低抖動輸入時鐘的低抖動XO和用以提供低溫度漂移時鐘的低成本TCXO。時鐘單元額外包括故障保持模塊，故障保持模塊耦合到PLL且用于：接收低抖動輸入時鐘和參考輸入時鐘；記錄正常操作模式期間低抖動輸入時鐘與參考輸入時鐘之間的關系；以及在故障保持操作模式期間，在參考輸入時鐘不可用時，將所記錄關系作為控制信號輸出到PLL。此時鐘單元額外包括：統計模塊，用以計算低抖動輸入時鐘與低溫度漂移時鐘之間的關系；以及控制模塊，用以基于所確定關系動態地調整故障保持模塊的輸出，以使得時鐘單元的輸出時鐘維持低抖動和低溫度漂移特性。

技術領域

本實用新型大體上涉及用于通信系統的時鐘合成領域，更具體地說，涉及用于在通信系統的故障保持操作模式期間維持低抖動、低溫度漂移時鐘信號的系統和技術。

背景技術

眾多現代通信系統，不管是基于有線還是基于無線的，是時間同步的系統。在時間同步的通信系統中，一個或多個參考時鐘從一個或多個時鐘源經由網絡遞送到系統中的各種裝置。為增大通信系統中各種裝置的操作穩定性，同時還改善這些裝置對于不同應用的靈活性，通常這些裝置需要設置多個參考時鐘。然而，在給定裝置中的時鐘單元從一個參考輸入時鐘切換到另一參考輸入時鐘時或在參考輸入時鐘中的一個或多個發生故障時的情況下，為確保時鐘單元的輸出維持性能和時鐘穩定性，通常需要時鐘單元包括“故障保持”功能和故障保持模塊以在此種情形期間建立穩定的輸出時鐘。

更具體來說，在通信系統中，故障保持模塊經設計以執行故障保持功能，即在參考輸入時鐘被切換或丟失或故障時，保持時鐘單元的輸出時鐘在小的誤差裕度內，由此即使在參考輸入時鐘被切換或丟失或故障時也確保輸出時鐘的頻率穩定度。現有故障保持模塊通常結合鎖相回路(PLL)使用。更具體來說，故障保持模塊通常用于記錄在參考輸入時鐘穩定時的參考輸入時鐘或整個PLL的狀態。在參考輸入時鐘被切換或丟失或故障時，故障保持模塊用于將所記錄的參考輸入時鐘或整個PLL的狀態應用于PLL的輸入或PLL的回路內的另一點，以確保輸出時鐘頻率保持穩定。

然而，時鐘電路/單元/模塊中的故障保持功能的現有實施方案通常并不提供令人滿意的解決方案來解決可能由環境溫度改變造成的頻率漂移問題且同時維持輸出時鐘中的低抖動。因此，需要用于這些通信系統的更有效的故障保持系統和技術。

實用新型內容

本實用新型提供用于在通信系統的故障保持操作模式期間維持通信系統內的低抖動、低溫度漂移輸出時鐘信號的時鐘產生系統和技術的各種實施例。一些現有時鐘產生系統和技術通過使用具有恒溫特性的恒溫晶體振蕩器(OCXO)或具有溫度補償性質的溫度補償晶體振蕩器(TCXO)來維持在故障保持操作模式期間的低溫度漂移輸出時鐘。然而，現有TCXO通常不能維持低抖動輸出時鐘信號。為調解此缺點，一些現有系統使用差分TCXO來提供額外低抖動輸出時鐘特性。然而，使用此種差分TCXO或OCXO 來實現所需低抖動輸出時鐘特性顯著增大總體系統成本。

本文中描述用于在通信系統的故障保持操作模式期間針對通信系統內的各種組件產生低抖動、低溫度漂移時鐘信號的時鐘產生電路/單元/模塊/系統(在下文中統稱為“時鐘單元”)和時鐘產生技術的各種實施例。在各種實例中，所提出的時鐘單元包括用以提供低抖動時鐘源的低抖動XO和用以提供低溫度漂移時鐘源的低成本普通TCXO。通過使用低抖動時鐘源和低溫度漂移時鐘源作為輸入，時鐘單元可以在通信系統進入故障保持操作模式(即，在主要參考輸入時鐘不可用且PLL使用故障保持模塊來替代主要參考輸入時鐘時)之后，繼續產生低抖動和低溫度漂移輸出時鐘。此外，因為低抖動XO 和普通TCXO皆為低成本組件，因此所提出的時鐘單元不會顯著增大總體系統成本。在所提出的時鐘單元的一些其它實施例中，低抖動可以用晶體作為主體結合低抖動振蕩電路予以實施。因此，所提出的時鐘單元不限于使用低抖動XO來提供低抖動時鐘源。