專利名稱：差動時鐘產(chǎn)生裝置與相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是提供一種差動時鐘產(chǎn)生裝置及相關(guān)方法，尤指一種具有交互耦合架構(gòu)而能在差動時鐘信號中減少不匹配與抖動的差動時鐘產(chǎn)生裝置及相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化信息社會的發(fā)展，各種資料、數(shù)據(jù)、文件、影音檔案等都已經(jīng)可以用電子信號的形式來加以儲存、傳輸、交換、處理；由于電子信號的發(fā)送、傳輸、接收與處理均需配合時鐘信號的觸發(fā)，故用來產(chǎn)生時鐘信號的相關(guān)裝置也就成為現(xiàn)代信息廠商的研發(fā)重點。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，因為差動信號的種種優(yōu)點(像是對噪聲具有較高抵抗力、較不易干擾其它電路)，現(xiàn)代電子電路常用差動形式的電子信號來攜載高頻、高密度信息，連帶地，用來提供差動時鐘信號的裝置也就成為現(xiàn)代電子電路最重要的構(gòu)筑區(qū)塊之一。
一般來說，可用差動時鐘產(chǎn)生裝置來產(chǎn)生差動時鐘信號，此種差動時鐘產(chǎn)生裝置用來根據(jù)輸入的單一參考時鐘信號，來產(chǎn)生兩個互為反相的差動時鐘信號。在已知技術(shù)中，已知的差動時鐘產(chǎn)生裝置是以反相器來將參考時鐘信號反相以產(chǎn)生反相時鐘信號，同時也以傳輸門將參考時鐘信號傳輸為正相時鐘信號，這兩個正相/反相時鐘信號再分別經(jīng)過多級反相器的驅(qū)動，即可形成差動時鐘產(chǎn)生裝置的一對(兩個)差動時鐘信號。
不過，上述的已知差動時鐘產(chǎn)生裝置也有缺點。首先，由于傳輸門的驅(qū)動力(驅(qū)動信號電平改變的能力)通常會小于反相器的驅(qū)動力，故在根據(jù)參考時鐘信號產(chǎn)生正相/反相時鐘信號時，正相時鐘信號的升/降緣會較為平緩，因為傳輸門在將參考時鐘信號傳輸為正相時鐘信號時的驅(qū)動力較小，無法在正相時鐘信號中驅(qū)動出快速轉(zhuǎn)變的升/降緣。相較之下，在以反相器將參考時鐘信號反相驅(qū)動為反相時鐘信號時，反相器較強的驅(qū)動力就會在反相時鐘信號中驅(qū)動出較為陡峭、轉(zhuǎn)變快速的升/降緣。這樣一來，反相時鐘信號與正相時鐘信號就會不匹配；正相時鐘信號較為平緩的升/降緣等效上會使正相時鐘信號延遲于反相時鐘信號，連帶地，根據(jù)此正相/反相時鐘信號所產(chǎn)生出來的兩差動時鐘信號間也會因為不匹配而造成相位與時序上的不一致，無法正確發(fā)揮時鐘信號的時序觸發(fā)功能。除了因差動時鐘產(chǎn)生裝置中元件構(gòu)造不同所導(dǎo)致的驅(qū)動力差異以外，在以傳輸門與反相器分別產(chǎn)生正相/反相時鐘信號時，若差動時鐘產(chǎn)生裝置因為制作時的制程差異或運作環(huán)境的溫度而使電路特性漂移時，傳輸門/反相器的特性漂移程度也會不一致、不匹配，這也會加深正相/反相時鐘信號間的不匹配。
另外，在已知技術(shù)中，時鐘信號中較為平緩的升/降緣也容易在時鐘信號中引入信號抖動(jitter)。信號抖動的原因之一是電源(source)不穩(wěn)定；如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，差動時鐘產(chǎn)生電路中的各個晶體管都要由直流電源汲取電力才能驅(qū)動信號電平轉(zhuǎn)換；在汲取電力驅(qū)動電平轉(zhuǎn)換時，電源不穩(wěn)定所產(chǎn)生的電源噪聲會影響驅(qū)動力，進而在相關(guān)時鐘信號中引入抖動。當已知技術(shù)以傳輸門來將參考時鐘信號傳輸為正相時鐘信號時，傳輸門較低的驅(qū)動力代表傳輸門要花較久的時間才能將正相時鐘信號由一電平驅(qū)動至另一電平，而較長的驅(qū)動時間就會在正相時鐘信號中引入更多的電源噪聲；連帶地，已知技術(shù)所產(chǎn)生出來的差動時鐘信號中就會有較多的信號抖動，無法提供穩(wěn)定、低噪聲的理想差動時鐘信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種差動時鐘產(chǎn)生裝置與相關(guān)方法，以交互耦合的方式使得所產(chǎn)生的兩差動時鐘信號間能相互補償，這樣就可減少輸出的兩差動時鐘信號間的不匹配，并使輸出的兩差動時鐘信號間的匹配程度可以抵抗制程漂移/溫度變異等電路特性漂移，還能減少兩差動時鐘信號中的信號抖動。
本發(fā)明是提供一種差動時鐘產(chǎn)生裝置，用以根據(jù)參考時鐘信號產(chǎn)生差動時鐘信號對。該裝置包含有傳輸門，用來接收該參考時鐘并產(chǎn)生第一時鐘信號；第一反相器，用來接收該參考時鐘并產(chǎn)生第二時鐘信號；至少一第二反相器，互相串接并連接至該傳輸門，用來接收該第一時鐘信號以產(chǎn)生第一反相信號；以及至少一第三反相器，互相串接并連接至該第一反相器，用來接收該第二時鐘信號以產(chǎn)生第二反相信號；其中該第二反相器與該第三反相器是交互耦接以產(chǎn)生該差動時鐘信號對。
本發(fā)明還提供一種差動時鐘產(chǎn)生裝置，用以接收參考時鐘并產(chǎn)生差動時鐘信號對。該裝置包含有初階電路，用來接收該參考信號并產(chǎn)生第一時鐘信號與第二時鐘信號，且該第一時鐘信號與該第二時鐘信號的相位相反；以及至少一輔助電路，互相串聯(lián)并連接至該初階電路，用來產(chǎn)生該差動時鐘信號對。每一個該輔助電路包含第一輸入端用以接收該第一時鐘信號，第二輸入端用以接收該第二時鐘信號，第一輸出端用以輸出第一反相信號，以及第二輸出端用以輸出第二反相信號，其中該第一輸入端是耦接至該第二輸出端，且該第二輸入端耦接至該第一輸出端。
本發(fā)明還提供一種差動時鐘信號產(chǎn)生方法，用以根據(jù)參考時鐘產(chǎn)生差動時鐘信號對。該方法包含有根據(jù)該參考時鐘產(chǎn)生第一時鐘信號以及第二時鐘信號，根據(jù)該第一時鐘信號產(chǎn)生第一反相信號，根據(jù)該第二時鐘信號產(chǎn)生第二反相信號，根據(jù)該第二時鐘信號以及該第一反相信號產(chǎn)生第一差動信號，以及根據(jù)該第一時鐘信號以及該第二反相信號產(chǎn)生第二差動信號，其中該第一差動信號以及該第二差動信號形成該差動時鐘信號對。
經(jīng)由本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置中的交互耦合架構(gòu)，時鐘信號間的不匹配就能因交互耦合而拉近、減少。譬如說，若具有平緩升/降緣的時鐘信號由第一輸入端輸入至本發(fā)明的輔助電路，具有陡峭升/降緣的時鐘信號由第二輸入端輸入至本發(fā)明的輔助電路，那么，在平緩升/降緣的時鐘信號要經(jīng)由電耦聯(lián)機而使第二輸出端的信號發(fā)生升/降緣電平轉(zhuǎn)變的同時，具有陡峭降/升緣的時鐘信號會快速地觸發(fā)該輔助電路的第二輸入端-第二輸出端間的驅(qū)動單元，使此驅(qū)動單元迅速地在第二輸出端反相輔助驅(qū)動升/降緣，使第二輸出端上的時鐘信號具有更快的升/降緣。經(jīng)由上述的交互耦合，兩輸出端上的時鐘信號對就會拉近彼此間的不匹配；再經(jīng)由輸出電路中的反相器，此兩輸出端上的差動時鐘信號就能形成最終的差動時鐘信號對。
本發(fā)明所提供的差動時鐘產(chǎn)生裝置能大幅降低兩差動時鐘信號之間的不匹配，抵抗電路構(gòu)造/制程/溫度所導(dǎo)致的不匹配。另外，由于本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置包含的輔助電路可利用交互耦合的結(jié)構(gòu)，通過一時鐘信號加速另一時鐘信號的信號電平轉(zhuǎn)變，故本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置可減少信號電平轉(zhuǎn)變所需的時間，自然可減少電源噪聲對時鐘信號的影響，降低時鐘信號中的信號抖動，提供特性較佳的差動時鐘信號對。


圖1示意的是差動時鐘產(chǎn)生裝置。
圖2示意的是圖1的差動時鐘產(chǎn)生電路在運作時相關(guān)信號時鐘的波形時序的示意圖。
圖3為本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置的示意圖。
圖4示意的是圖3中差動時鐘產(chǎn)生裝置在運作時相關(guān)信號時鐘的波形時序的示意圖。
圖5為本發(fā)明的另一實施例中差動時鐘產(chǎn)生裝置的示意圖。
10、20、30 差動時鐘產(chǎn)生裝置22 初階電路24、24a-24b 輔助電路26 輸出電路CLK 參考時鐘信號CK-CK′ 差動時鐘信號K1-K1′、Ka-Ka′、Kb-Kb′ 時鐘信號N0、Na-Na′、Nb-Nb′節(jié)點T0、T1 傳輸門Q0、Qb-Qb’、M1 反相器Q1-Q1′、Q2-Q2′、Qa-Qa’、Ma-Ma’、驅(qū)動單元Mb-Mb’具體實施方式
圖1為典型差動時鐘產(chǎn)生裝置10的示意圖，以根據(jù)所輸入的參考時鐘信號CLK(意即單一時鐘)而產(chǎn)生兩差動時鐘信號CK、CK′。差動時鐘產(chǎn)生裝置10中設(shè)有傳輸門T0及反相器Q0、兩匹配的驅(qū)動單元Q1-Q1′以及兩匹配驅(qū)動單元Q2-Q2′，其中驅(qū)動單元Q1-Q1′可彼此為匹配的反相器，驅(qū)動單元Q2-Q2′亦然。如圖1所示，參考時鐘信號CLK會分支傳輸至傳輸門T0及反相器Q0。導(dǎo)通的傳輸門T0可將參考時鐘信號CLK傳輸為正相的時鐘信號K1；反相器Q0則可將參考時鐘信號CLK反相為反相的時鐘信號K1′。正相的時鐘信號K1經(jīng)過驅(qū)動單元Q1/Q2處理后就能形成輸出的差動時鐘信號對之一，也就是差動時鐘信號CK；時鐘信號K1’經(jīng)過驅(qū)動單元Q1′/Q2′處理后就能形成差動輸出時鐘對中的另一個差動時鐘信號CK′。
請繼續(xù)參考圖2。圖2為圖1所示的差動時鐘產(chǎn)生裝置10在運作時各相關(guān)信號的波形時序示意圖。圖2的橫軸是代表時間。如圖2所示，隨著參考時鐘信號CLK中的觸發(fā)緣，傳輸門T0以及反相器Q0也會分別產(chǎn)生時鐘信號K1與K1′。不過，就如前面提到過的，由于傳輸門T0/反相器Q0間會因電路構(gòu)造/制程/溫度等因素而導(dǎo)致驅(qū)動力上的差異，因此會導(dǎo)致時鐘信號K1與K1′之間的不匹配。譬如說，傳輸門T0的驅(qū)動力可能比反相器Q0弱，因此如圖2所示，時鐘信號K1的升/降緣較為平緩，不能像時鐘信號K1′一般具有較為陡峭的升/降緣。而在時鐘信號K1、K1′間的升/降緣差異就會導(dǎo)致時鐘信號K1/K1′間的不匹配。此升/降緣差異等效上會使時鐘信號K1的升/降緣落后于時鐘信號K1′的升/降緣，使時鐘信號K1/K1′的時序扭曲，無法達到理想的差動時鐘信號特性。以差動信號的理想狀況來說，如圖2中所示意的理想匹配的差動時鐘信號對，應(yīng)該具有對稱、匹配的升/降緣(也就是在兩時鐘中具有相互匹配、一致的信號電平轉(zhuǎn)變速度，或稱slew rate)，才能得到正確的時序。但因傳輸門T0/反相器Q0間的驅(qū)動力差異，時鐘信號K1/K1′無法達成理想的匹配。雖然時鐘信號K1/K1′分別還會經(jīng)由驅(qū)動單元Q1/Q1′與Q2/Q2′的加強驅(qū)動才會形成差動時鐘信號CK/CK′，但由于驅(qū)動單元Q1/Q1′(與Q2/Q2′)是相互匹配的，且對時鐘信號K1/K1′的影響也是一致的，因此無法有效改善原本就存在于時鐘信號K1/K1′中的不匹配。
另一方面，傳輸門T0較弱的驅(qū)動力需要花較長的時間才能驅(qū)動時鐘信號K1中的信號電平產(chǎn)生改變，而在此較長的電平改變時間中，傳輸門T0會引入較多的電源噪聲，使得時鐘信號K1更容易受電源噪聲影響而產(chǎn)生信號抖動。
綜合以上可知，差動時鐘產(chǎn)生裝置10無法有效補償反相器Q0/傳輸門T0間因電路結(jié)構(gòu)/溫度/制程所導(dǎo)致的驅(qū)動力差異，也無法改善所輸出的差動時鐘信號間的不匹配，并帶來更多的信號抖動。
為了克服先前技術(shù)中差動時鐘產(chǎn)生裝置的缺點，本發(fā)明提出了一種具有較佳架構(gòu)的差動時鐘產(chǎn)生裝置；本發(fā)明中特別增設(shè)了交互耦合架構(gòu)，以拉近兩差動時鐘信號間的差異，可以有效減少兩差動時鐘信號間的不匹配。請參考圖3；圖3為本發(fā)明所提供的差動時鐘產(chǎn)生裝置20的示意圖。本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置20可根據(jù)單一參考時鐘信號CLK而產(chǎn)生兩差動時鐘信號CK、CK’。差動時鐘產(chǎn)生裝置20中包含有初階電路22、輔助電路24、及輸出電路26。其中，初階電路22可根據(jù)參考時鐘信號CLK產(chǎn)生兩互為反相的時鐘信號Ka、Ka’；在圖3的實施例中，初階電路22包含反相器M1與導(dǎo)通的傳輸門T1，反相器M1可根據(jù)參考時鐘信號CLK產(chǎn)生時鐘信號Ka’，且時鐘信號Ka’是與參考時鐘信號CLK成反相，傳輸門T1則可根據(jù)參考時鐘信號CLK產(chǎn)生時鐘信號Ka，且時鐘信號Ka是與參考時鐘信號CLK同相。
配合兩時鐘信號Ka/Ka’，差動時鐘產(chǎn)生裝置20所包含的輔助電路24則在節(jié)點Na、Na’上分別形成兩輸入端，并在節(jié)點Nb、Nb’上分別形成兩輸出端。輔助電路24通過節(jié)點Na、Na’分別接收時鐘信號Ka、Ka’，以作為輔助電路24的輸入信號，而輔助電路24由節(jié)點Nb、Nb’輸出的時鐘信號Kb、Kb’是傳輸至輸出電路26，并由輸出電路26根據(jù)時鐘信號Kb、Kb’來產(chǎn)生兩差動時鐘信號CK/CK’。
如圖3所示，輔助電路24內(nèi)特別設(shè)有兩電耦聯(lián)機，以配合兩驅(qū)動單元Qa、Qa’的運作，其中驅(qū)動單元Qa、Qa’分別假設(shè)為兩相互匹配的反相器來形成本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置20的交互耦合架構(gòu)。在此交互耦合架構(gòu)下，一電耦聯(lián)機連接于節(jié)點Na與節(jié)點Nb’之間，以將節(jié)點Na上的時鐘信號Ka傳輸至節(jié)點Nb’；另一電耦聯(lián)機則連接于節(jié)點Na’與節(jié)點Nb之間，用來將節(jié)點Na’上的時鐘信號Ka’傳輸至節(jié)點Nb。
舉例來說，時鐘信號Kb是由時鐘信號Ka經(jīng)過驅(qū)動單元Qa以及時鐘信號Ka’的輔助所產(chǎn)生的。同理，時鐘信號Kb’是由時鐘信號Ka’經(jīng)過驅(qū)動單元Qa’以及時鐘Ka的輔助所產(chǎn)生的。經(jīng)由交互耦合的連接，使得節(jié)點Nb以及Nb’上的信號轉(zhuǎn)換速度提升。利用兩驅(qū)動單元Qa/Qa’的輔助驅(qū)動，本發(fā)明就可拉近兩時鐘信號Kb、Kb’間的差異，減少兩者間的不匹配，以提供較佳的差動時鐘信號對。
至于輸出電路26中則可設(shè)置兩匹配的反相器Qb、Qb’，各反相器分別與輔助電路24連接于節(jié)點Nb、Nb’，以將這兩節(jié)點上的時鐘信號Kb、Kb’反相而產(chǎn)生出兩差動時鐘信號CK、CK’。
為進一步說明本發(fā)明轉(zhuǎn)換電路20的運作原理，請繼續(xù)參考圖4，并同時參考圖3。圖4為差動時鐘產(chǎn)生裝置20運作時各相關(guān)信號時鐘的波形時序的示意圖。圖4的橫軸是代表時間。在差動時鐘產(chǎn)生裝置20的初階電路22中，參考時鐘信號CLK會同時饋入傳輸門T1及反相器M1，產(chǎn)生出兩互為反相的時鐘信號Ka、Ka’。就如前面提到過的，由于傳輸門T1/反相器M1間因電路結(jié)構(gòu)/制程/溫度等因素所導(dǎo)致的驅(qū)動力差異，故兩時鐘信號Ka/Ka’也會不匹配。在圖4的例子中，即是假設(shè)傳輸門T1的驅(qū)動力較低；因圖3所示的傳輸門T1的驅(qū)動力較低，時鐘信號Ka(亦實時鐘信號Kb’)本來應(yīng)該具有較為平緩的升/降緣，如圖4中的虛線波形所示(即標示有「無輔助驅(qū)動」的波形)。不過，由于本發(fā)明差動時鐘產(chǎn)生裝置20的輔助電路24中的交互耦合架構(gòu)，時鐘信號Ka’可通過驅(qū)動單元Qa’的運作協(xié)助增強時鐘信號Kb’(亦實時鐘信號Ka)的升/降緣，將時鐘信號Ka與Ka’間的差異拉近。如圖4所示，在時鐘信號Ka的升緣，原本傳輸門T1的較弱驅(qū)動力只能在節(jié)點Na-Nb’上使時鐘信號Ka以及Kb’的波形平緩地由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?；但在此同時，反相器M1較強的驅(qū)動力會使時鐘信號Ka’快速地由高電平轉(zhuǎn)變低電平；連帶地，驅(qū)動單元Qa’就會因時鐘信號Ka’的降緣觸發(fā)而在節(jié)點Nb’上開始驅(qū)動節(jié)點Nb’的電平上升。而驅(qū)動單元Qa’在節(jié)點Nb’上驅(qū)動電平上升的額外驅(qū)動力等效上就可形成輔助驅(qū)動力，能協(xié)助傳輸門T1快速地將節(jié)點Na上的電平拉高；這樣一來，就能增加時鐘信號Ka(或時鐘信號Kb’)的信號轉(zhuǎn)換速度，使時鐘信號Ka(或時鐘信號Kb’)具有較為陡峭的升緣，讓時鐘信號Ka的升緣能和時鐘信號Ka’的陡峭升緣匹配。
同理，當時鐘信號Ka發(fā)生高電平至低電平的信號電平轉(zhuǎn)變時，傳輸門T1原本較弱的驅(qū)動力只能在節(jié)點Na-Nb’上使時鐘信號Ka(或時鐘信號Kb’)緩慢的下降。不過，在此同時，時鐘信號Ka’的陡峭升緣會快速地觸發(fā)驅(qū)動單元Qa’，而驅(qū)動單元Qa’就會在節(jié)點Nb’上驅(qū)動電平下降，等效上也就是為傳輸門T1提供協(xié)助的輔助驅(qū)動力，使節(jié)點Na上的時鐘Ka會具有陡峭的降緣，能與時鐘信號Ka’匹配。
由以上描述可知，本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置20是利用輔助電路24中的交互耦合架構(gòu)來使兩時鐘信號Ka/Ka’(時鐘信號Kb/Kb’)間的差異能夠拉近，有效減少兩者間的不匹配。只要時鐘信號Ka/Ka’間的匹配程度良好，輸出電路26依據(jù)此兩時鐘Ka/Ka’所產(chǎn)生的差動輸出時鐘CK/CK’自然也就會有良好的匹配程度。
值得強調(diào)的是，在圖4的例子中，雖然是以「傳輸門T1的驅(qū)動力較弱」為例來進行說明，但由圖3所示的輔助電路24的對稱架構(gòu)可知，若是反相器M1的驅(qū)動力較弱而使時鐘信號Ka’(以及時鐘信號Nb)具有較為平緩的升/降緣，時鐘信號Ka自然就會經(jīng)由驅(qū)動單元Qa來協(xié)助反相器M1，使時鐘信號Ka’的升/降緣能通過驅(qū)動單元Qa提供的輔助驅(qū)動力而增強，變的更為快速陡峭。換句話說，不論傳輸門T1或反相器M1之中哪一個具有較強的驅(qū)動力，驅(qū)動力較強(驅(qū)動力較強亦代表升/降緣較陡峭，且信號轉(zhuǎn)換速度也會較快)的元件所產(chǎn)生的時鐘信號都可經(jīng)由本發(fā)明的交互耦合架構(gòu)來增強另一個驅(qū)動力較弱(驅(qū)動力較弱亦代表升/降緣較平緩，且信號轉(zhuǎn)換速度較慢)的元件所產(chǎn)生的時鐘信號，使所產(chǎn)生的兩時鐘信號間的差異能夠拉近，有效增進兩者間的匹配程度，也使本發(fā)明提供的差動時鐘產(chǎn)生裝置能提供出匹配程度更高的差動輸出時鐘信號。
除了能抵抗電路架構(gòu)/制程/溫度所導(dǎo)致的差動時鐘信號不匹配，本發(fā)明提供的差動時鐘產(chǎn)生裝置還能減少差動時鐘信號中的信號抖動。由圖4的例子可知，本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置20會增強較弱的時鐘信號(例如時鐘信號Ka)，使其升/降緣更為陡峭，這也就減少了信號電平轉(zhuǎn)變所需的時間。如前面討論過的，信號電平轉(zhuǎn)變所需的時間越長，越容易引入電源噪聲，時鐘中受抖動影響的程度也就越大。相對地，由于本發(fā)明差動時鐘產(chǎn)生裝置20的輔助電路24是以增強的輔助驅(qū)動力來加速較弱(較為平緩)的時鐘，故本發(fā)明能在時鐘信號中減少信號電平轉(zhuǎn)變所需的時間，也一并減少電源噪聲侵入時鐘信號的機會，使本發(fā)明所產(chǎn)生出來的時鐘信號不易受信號抖動影響。
另外，本發(fā)明差動時鐘產(chǎn)生裝置20的輔助電路24中的交互耦合架構(gòu)也能在圖3所示的參考時鐘信號CLK與差動時鐘信號CK/CK’間減少不必要的時序延遲。在圖1的差動時鐘產(chǎn)生裝置10中，傳輸門T0/反相器Q0所產(chǎn)生的時鐘信號K1/K1’分別要經(jīng)過兩個反相器才能形成最終的差動時鐘信號CK/CK’(譬如說，時鐘信號K1要經(jīng)過反相器Q1、Q2才能形成差動時鐘信號CK)。相較之下，在本發(fā)明差動時鐘產(chǎn)生裝置20中，由傳輸門T1產(chǎn)生的時鐘信號Ka可直接經(jīng)由節(jié)點Na、Nb’與反相器Qb’而形成差動時鐘信號CK’，由反相器M1產(chǎn)生的時鐘信號Ka’可直接經(jīng)由節(jié)點Na’、Nb與反相器Qb而形成差動時鐘信號CK，故由傳輸門T1/反相器M1所產(chǎn)生的時鐘信號Ka/Ka’分別僅需經(jīng)過一個反相器(也就是反相器Qb’/Qb)就可形成差動時鐘信號CK/CK’，減少時鐘轉(zhuǎn)換過程中不必要的延遲。
在本發(fā)明于圖3的實施例中，輸出電路26中的反相器Qb、Qb’會再分別加強時鐘信號Kb、Kb’的升/降緣，產(chǎn)生出升/降緣更陡峭的差動時鐘信號CK、CK’。不過，本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置20也可選擇性地取消輸出電路26的設(shè)置，而直接以時鐘信號Kb、Kb’做為差動時鐘產(chǎn)生裝置20的差動輸出時鐘信號。另外，本發(fā)明也可在差動時鐘產(chǎn)生裝置中配置多級的輔助電路。請參考圖5；圖5即為本發(fā)明的另一實施例中差動時鐘產(chǎn)生裝置30的示意圖。差動時鐘產(chǎn)生裝置30可根據(jù)參考時鐘信號CLK而提供兩差動時鐘信號CK/CK’。類似于圖3中的差動時鐘產(chǎn)生裝置20，圖5中的差動時鐘產(chǎn)生裝置30亦設(shè)有初階電路22，以利用傳輸門T1、反相器M1而產(chǎn)生兩時鐘信號Ka/Ka’。與差動時鐘產(chǎn)生裝置20較為不同的是，差動時鐘產(chǎn)生裝置30中設(shè)置了多級的輔助電路，也就是輔助電路24a及24b。輔助電路24a與24b中分別包含兩匹配的驅(qū)動單元Ma/Ma’與Mb/Mb’，并與兩電耦聯(lián)機形成交互耦和架構(gòu)，其中驅(qū)動單元Ma/Ma’可彼此為匹配的反相器，驅(qū)動單元Mb/Mb’亦然。輔助電路24b輸出的時鐘可直接當作轉(zhuǎn)換電路30的差動時鐘信號CK/CK’。當然，類似于圖3中的差動時鐘產(chǎn)生裝置20，圖5中的差動時鐘產(chǎn)生裝置30也可在輔助電路24b之后再串連一個具有兩匹配反相器的輸出電路，以將輔助電路24b輸出的時鐘信號進一步增強為最終的差動時鐘信號。
總結(jié)來說，相較于先前技術(shù)所提供的差動時鐘產(chǎn)生裝置，本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置可利用交互耦合的架構(gòu)來拉近所輸出的兩差動時鐘信號間的差異，增進兩差動時鐘信號間的匹配程度，抵抗電路結(jié)構(gòu)/制程/溫度所導(dǎo)致的差動時鐘信號之間的不匹配。本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置也能在差動時鐘信號中增強信號電平轉(zhuǎn)換速度，進而減少時鐘信號中的信號抖動，提供出特性更佳的差動時鐘信號。另外，比較圖3與圖1可知，本發(fā)明的差動時鐘產(chǎn)生裝置不需增加元件數(shù)目、不需復(fù)雜的電路布局即可達成上述優(yōu)點，足證明本發(fā)明提供的差動時鐘產(chǎn)生裝置為較佳的差動時鐘產(chǎn)生裝置。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種差動時鐘產(chǎn)生裝置，用以根據(jù)參考時鐘信號產(chǎn)生差動時鐘信號對，該裝置包含有傳輸門，用來接收該參考時鐘并產(chǎn)生第一時鐘信號；第一反相器，用來接收該參考時鐘并產(chǎn)生第二時鐘信號；至少一第二反相器，互相串接并連接至該傳輸門，用來接收該第一時鐘信號以產(chǎn)生第一反相信號；以及至少一第三反相器，互相串接并連接至該第一反相器，用來接收該第二時鐘信號以產(chǎn)生第二反相信號；其中該第二反相器與該第三反相器是交互耦接以產(chǎn)生該差動時鐘信號對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動時鐘產(chǎn)生裝置，其中該第一時鐘信號以及該第二時鐘信號相位相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動時鐘產(chǎn)生裝置，其中該第二反相器的輸入端連接至該第三反相器的輸出端；該第三反相器的輸入端連接至該第二反相器的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動時鐘產(chǎn)生裝置，其中根據(jù)該第二時鐘信號以及該第一反相信號產(chǎn)生第一差動信號，以及根據(jù)該第一時鐘信號以及該第二反相信號產(chǎn)生第二差動信號，且該第一差動信號以及該第二差動信號形成該差動時鐘信號對。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動時鐘產(chǎn)生裝置，還包含第四反相器，連接至該第二反相器；以及第五反相器，連接至該第三反相器；其中該第四反相器與該第五反相器用來輸出該差動時鐘信號對。
6.一種差動時鐘產(chǎn)生裝置，用以接收參考時鐘并產(chǎn)生差動時鐘信號對，該裝置包含有初階電路，用來接收該參考信號并產(chǎn)生第一時鐘信號與第二時鐘信號，且該第一時鐘信號與該第二時鐘信號的相位相反；以及至少一輔助電路，互相串聯(lián)并連接至該初階電路，用來產(chǎn)生該差動時鐘信號對，每一個該輔助電路包含第一輸入端用以接收該第一時鐘信號，第二輸入端用以接收該第二時鐘信號，第一輸出端用以輸出第一反相信號，以及第二輸出端用以輸出第二反相信號，其中該第一輸入端是耦接至該第二輸出端，且該第二輸入端耦接至該第一輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的差動時鐘產(chǎn)生裝置，其中該輔助電路是根據(jù)該第二時鐘信號以及該第一反相信號產(chǎn)生第一差動信號；并根據(jù)該第一時鐘信號以及該第二反相信號產(chǎn)生第二差動信號；其中該第一差動信號以及該第二差動信號形成該差動時鐘信號對。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的差動時鐘產(chǎn)生裝置，其中該初階電路包含有傳輸門，用以產(chǎn)生該第一時鐘信號；以及反相器，用以產(chǎn)生該第二時鐘信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的差動時鐘產(chǎn)生裝置，其中每一個該輔助電路包含有第一驅(qū)動單元，用來接收該第一時鐘信號以產(chǎn)生該第一反相信號；以及第二驅(qū)動單元，接收該第二時鐘信號以產(chǎn)生該第二反相信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的差動時鐘產(chǎn)生裝置，其中該第一驅(qū)動單元以及該第二驅(qū)動單元分別為反相器。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的差動時鐘產(chǎn)生裝置，還包含輸出電路，連接至該輔助電路，用以輸出成該差動時鐘信號對。
12.一種差動時鐘信號產(chǎn)生方法，用以根據(jù)參考時鐘產(chǎn)生差動時鐘信號對，該方法包含有根據(jù)該參考時鐘產(chǎn)生第一時鐘信號以及第二時鐘信號；根據(jù)該第一時鐘信號產(chǎn)生第一反相信號；根據(jù)該第二時鐘信號產(chǎn)生第二反相信號；根據(jù)該第二時鐘信號以及該第一反相信號產(chǎn)生第一差動信號；以及根據(jù)該第一時鐘信號以及該第二反相信號產(chǎn)生第二差動信號；其中該第一差動信號以及該第二差動信號形成該差動時鐘信號對。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的差動時鐘信號產(chǎn)生方法，其中該第一時鐘信號與該第二時鐘信號相位相反。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的差動時鐘信號產(chǎn)生方法，包含將該第一時鐘信號反相以產(chǎn)生該第一差動信號，以及將該第二時鐘信號反相以產(chǎn)生該第二差動信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的差動時鐘信號產(chǎn)生方法，還包含將該第一差動信號以及該第二差動信號反相以輸出該差動時鐘信號對。
全文摘要
差動時鐘產(chǎn)生裝置與相關(guān)方法是根據(jù)參考時鐘信號產(chǎn)生兩差動時鐘信號。該差動時鐘產(chǎn)生裝置包含初階電路與輔助電路；該初階電路會根據(jù)該參考時鐘信號產(chǎn)生兩個互為反相的時鐘信號；該輔助電路會將此兩時鐘信號分別傳輸至兩輸出端以用來產(chǎn)生二差動輸出時鐘信號。該輔助電路設(shè)有交互耦合的架構(gòu)，當要將一時鐘信號傳輸至輸出端時，該輔助電路會在另一時鐘信號的信號電平轉(zhuǎn)換時輔助驅(qū)動該輸出端的電平轉(zhuǎn)變。經(jīng)由此交互耦合架構(gòu)，該差動時鐘產(chǎn)生裝置可有效降低兩差動時鐘信號間的不匹配，并減少差動時鐘信號中的抖動。
文檔編號H03K5/00GK1921306SQ200610151730
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月8日
發(fā)明者謝宜政 申請人:威盛電子股份有限公司