[發明專利]時數轉換器

有效

• 申請號: 202010521716.1
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111654281B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 周永奇;王曉光
• 申請（專利權）人: 上海兆芯集成電路股份有限公司
• 主分類號: H03L7/113
• 分類號: H03L7/113
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 徐協成

一種時數轉換器，包括鑒頻鑒相器，第一轉換模塊，門控環形振蕩器以及計數模塊。鑒頻鑒相器依據第一時鐘信號，第二時鐘信號輸出第一檢測信號、第二檢測信號。第一轉換模塊接收第一檢測信號以及第二檢測信號，以產生并輸出第一控制信號以及第二控制信號。門控環形振蕩器，接收并根據所述第一控制信號與所述第二控制信號的脈寬差輸出多個時鐘信號。計數模塊，對多個時鐘信號進行計數，以產生第一時鐘信號及所述第二時鐘信號的相位差。

技術領域

本發明涉及時數轉換器，特別涉及具有去死區功能及具有較寬的相位輸入范圍的時數轉換器。

背景技術

時數轉換器(Time?To?Digital?Convertor)是數字鎖相環中的核心部件，決定著數字鎖相環的實用性。通常而言，時數轉換器接收參考時鐘信號以及反饋時鐘信號，將參考時鐘信號以及反饋時鐘信號的相位關系轉換為對應的數值信號并輸出給數字鎖相環中的其他模塊。

時數轉換器的結構有很多，常見的有相位插值時數轉換器(PI-Based?TDC)，游尺時數轉換器(Vernier?TDC)，多相振蕩器時數轉換器(Multi-phases?OSC?TDC)等。但這些結構的時數轉換器不能同時兼顧到相位測量范圍，面積，功耗，精度的需求，而且，這些現有結構的時數轉換器往往需要占用大量的面積，耗費大量的功耗，并且對相位差的測量精度有限。

因此，需要一種能夠提高相位測量范圍及精度，減小面積和功耗的時數轉換器。

發明內容

依據本發明一實施例的時數轉換器，包括鑒頻鑒相器，第一轉換模塊，門控環形振蕩器以及計數模塊。鑒頻鑒相器，接收第一時鐘信號，第二時鐘信號，并輸出脈寬差對應于第一時鐘信號與第二時鐘信號的相位差的第一檢測信號及第二檢測信號。第一轉換模塊，耦接鑒頻鑒相器，以接收第一檢測信號以及第二檢測信號，第一轉換模塊選取第一檢測信號及第二檢測信號中脈寬較大者為第一控制信號，選取第一檢測信號及第二檢測信號中脈寬較小者為第二控制信號。門控環形振蕩器，耦接第一轉換模塊，以接收第一控制信號和第二控制信號，門控環形振蕩器根據第一檢測信號與第二檢測信號的脈寬差輸出多個時鐘信號。計數模塊，耦接門控環形振蕩器，以接收多個時鐘信號，計數模塊對多個時鐘信號進行計數，以產生第一時鐘信號及第二時鐘信號的相位差。

依據本發明另一實施例的時數轉換器，包括鑒頻鑒相器，第一門控環形振蕩器，第二門控環形振蕩器，第一計數模塊，第二計數模塊以及減法器。鑒頻鑒相器，接收第一時鐘信號，第二時鐘信號，并輸出脈寬差對應于第一時鐘信號與第二時鐘信號的相位差的第一檢測信號及第二檢測信號。第一門控環形振蕩器，耦接鑒頻鑒相器，以接收第一檢測信號，第一門控環形振蕩器依據第一檢測信號輸出多個第一時鐘輸出信號。第二門控環形振蕩器，耦接鑒頻鑒相器，以接收第二檢測信號，第二門控環形振蕩器依據第二檢測信號輸出多個第二時鐘輸出信號。第一計數模塊，耦接第一門控環形振蕩器，以接收多個第一時鐘輸出信號，第一計數模塊對多個第一時鐘輸出信號進行計數并輸出第一檢測信號的脈沖寬度。第二計數模塊，耦接第二門控環形振蕩器，以接收多個第二時鐘輸出信號，第二計數模塊對多個第二時鐘輸出信號進行計數并輸出第二檢測信號的脈沖寬度。減法器，耦接第一計數模塊以及第二計數模塊，以接收第一檢測信號的脈沖寬度以及第二檢測信號的脈沖寬度，減法器將第一檢測信號的脈沖寬度與第二檢測信號的脈沖寬度相減，減法器輸出第一時鐘信號及第二時鐘信號的相位差。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的時數轉換器100的示意圖；

圖2為本發明一實施例的時數轉換器200的示意圖；

圖3為本發明一實施例的時數轉換器300的示意圖；

圖4為本發明一實施例的時數轉換器300相關信號的時序圖；

圖5為本發明一實施例的門控環形振蕩器306內的多個反相器的每一個500的示意圖；

圖6為本發明一實施例的時數轉換器600的示意圖；