專利名稱：數(shù)字鎖相回路中的累積相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字鎖相回路(DPLL)的設(shè)計(jì)，且更具體來(lái)說(shuō)，涉及用于DPLL中的累積 相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代通信電路中，數(shù)字鎖相回路(DPLL)用以通過(guò)鎖相到具有已知頻率的參考 信號(hào)來(lái)產(chǎn)生任意頻率的信號(hào)。為了以數(shù)字方式比較DPLL輸出信號(hào)的相位與參考信號(hào)的相 位，DPLL可使用被稱作累積相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(APDC)的混合信號(hào)塊。APDC產(chǎn)生DPLL輸出 信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示。在常規(guī)DPLL中，可使用與時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC)組合的計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)施APDC。計(jì) 數(shù)器可在輸出信號(hào)的循環(huán)中對(duì)累積輸出信號(hào)相位的整數(shù)部分進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)TDC可測(cè)量累 積輸出信號(hào)相位的分?jǐn)?shù)部分。可組合計(jì)數(shù)器輸出與TDC輸出以產(chǎn)生總累積輸出信號(hào)相位。對(duì)于產(chǎn)生高頻輸出信號(hào)的DPLL來(lái)說(shuō)，可能要求計(jì)數(shù)器和TDC兩者均在對(duì)應(yīng)高頻率 下操作。舉例來(lái)說(shuō)，要求計(jì)數(shù)器在輸出信號(hào)的頻率下對(duì)所經(jīng)過(guò)循環(huán)的總數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)可 能還要求TDC的延遲線中的緩沖器在輸出信號(hào)的頻率下切換。DPLL組件電路的高頻操作通 常導(dǎo)致DPLL的較高功率消耗。此外，為了將累積輸出信號(hào)相位的分?jǐn)?shù)部分與對(duì)應(yīng)整數(shù)部分 匹配，應(yīng)將計(jì)數(shù)器與TDC中的信號(hào)路徑延遲精確地匹配。此要求進(jìn)一步使APDC的設(shè)計(jì)變復(fù)
ο將需要提供一種提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)APDC的改進(jìn)的功率效率和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易性兩者的 新穎的APDC。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供一種用于產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的方法， 所述方法包含將目標(biāo)信號(hào)的頻率除以除法器比率(divider ratio)N以產(chǎn)生被除信號(hào) (divided signal)；將除法器比率N累積為累積整數(shù)相位；產(chǎn)生被除信號(hào)中的事件與參考 信號(hào)中的對(duì)應(yīng)事件之間的相位差的數(shù)字表示；以及組合累積整數(shù)相位與數(shù)字相位差以產(chǎn)生 目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示。本發(fā)明的另一方面提供一種用于產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的設(shè)備，所 述設(shè)備包含除以N模塊(divide-by-N module)，其經(jīng)配置以將目標(biāo)信號(hào)的頻率除以除法 器比率N以產(chǎn)生被除信號(hào)；累積器，其用于將除法器比率N累積為累積整數(shù)相位；德耳塔 (delta)相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其用于產(chǎn)生被除信號(hào)中的事件與參考信號(hào)中的對(duì)應(yīng)事件之間 的相位差的數(shù)字表示；以及組合器，其用于組合累積整數(shù)相位與數(shù)字相位差以產(chǎn)生目標(biāo)信 號(hào)的累積相位的數(shù)字表示。本發(fā)明的又一方面提供一種用于產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的設(shè)備，所 述設(shè)備包含用于將目標(biāo)信號(hào)的頻率除以除法器比率N以產(chǎn)生被除信號(hào)的裝置；用于產(chǎn)生 被除信號(hào)與參考信號(hào)之間的相位差的數(shù)字表示的裝置；以及用于組合累積整數(shù)相位與數(shù)字相位差以產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的裝置。本發(fā)明的又一方面提供一種用于產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的計(jì)算機(jī) 程序產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包含計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述計(jì)算機(jī)可讀媒體包含用于致使計(jì)算機(jī)將目 標(biāo)信號(hào)的頻率除以除法器比率N以產(chǎn)生被除信號(hào)的代碼；用于致使計(jì)算機(jī)將除法器比率N 累積為累積整數(shù)相位的代碼；用于致使計(jì)算機(jī)產(chǎn)生被除信號(hào)中的事件與參考信號(hào)中的對(duì)應(yīng) 事件之間的相位差的數(shù)字表示的代碼；以及用于致使計(jì)算機(jī)組合累積整數(shù)相位與數(shù)字相位 差以產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的代碼。


圖1描繪現(xiàn)有技術(shù)DPLL 10的實(shí)施方案。圖2說(shuō)明在操作期間存在于現(xiàn)有技術(shù)DPLL 10中的信號(hào)的例子。圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的APDC的實(shí)施例190. 2。圖4說(shuō)明在操作期間存在于APDC 190. 2中的信號(hào)的例子。圖5說(shuō)明圖3所描繪的APDC 320的示范性轉(zhuǎn)移函數(shù)。圖6描繪用于APDC 190. 2中的APDC的示范性實(shí)施例。圖7描繪根據(jù)本發(fā)明的方法的示范性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖而闡述的具體實(shí)施方式
希望作為本發(fā)明的示范性實(shí)施例的描述，且 不希望表示可實(shí)踐本發(fā)明的僅有示范性實(shí)施例。貫穿此描述所使用的術(shù)語(yǔ)“示范性”意味 著“充當(dāng)實(shí)例、例子或說(shuō)明”，且未必應(yīng)被視為比其它示范性實(shí)施例優(yōu)選或有利。所述具體實(shí) 施方式包括出于提供對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的徹底理解的目的的特定細(xì)節(jié)。所屬領(lǐng)域的 技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)，可在無(wú)這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在一些 例子中，以框圖形式來(lái)展示眾所周知的結(jié)構(gòu)和裝置，以免混淆本文中所呈現(xiàn)的示范性實(shí)施 例的新穎性。在本說(shuō)明書和權(quán)利要求書中，將理解，當(dāng)一元件被稱作“連接到”或“耦合到”另一 元件時(shí)，其可直接連接到或耦合到所述另一元件或可能存在介入元件。對(duì)比來(lái)說(shuō)，當(dāng)一元件 被稱作“直接連接到”或“直接耦合到”另一元件時(shí)，不存在介入元件。圖1描繪現(xiàn)有技術(shù)DPLL 10的實(shí)施方案。DPLL 10包括數(shù)字相位比較器102、數(shù)字 回路濾波器106、數(shù)字控制振蕩器(DCO) 114，和累積相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(APDC) 190. 1。APDC 190. 1進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)器118、時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器120、校準(zhǔn)乘法器124，和組合器126。在操作期間，DCO 114產(chǎn)生具有受數(shù)字輸入信號(hào)112a控制的頻率的輸出信號(hào) 114a。同時(shí)將信號(hào)114a提供到APDC 190. 1的計(jì)數(shù)器118和TDC 120兩者。將參考信號(hào) 130a進(jìn)一步提供到TDC 120。在一實(shí)施方案中，參考信號(hào)130a的頻率(Fref)可低于DCO 輸出信號(hào)114a的頻率。計(jì)數(shù)器118和TDC 120可經(jīng)配置以共同地對(duì)在參考信號(hào)130a的每 一循環(huán)時(shí)所經(jīng)過(guò)的DCO輸出信號(hào)114a的循環(huán)的累積數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，其中計(jì)數(shù)器118對(duì)循環(huán) 的所經(jīng)過(guò)數(shù)目的整數(shù)部分進(jìn)行計(jì)數(shù)，且TDC 120計(jì)算殘余分?jǐn)?shù)部分。在組合(126)TDC輸出 信號(hào)120a與計(jì)數(shù)器輸出118a以形成組合器輸出信號(hào)126a之前，將TDC輸出信號(hào)120a進(jìn) 一步乘以(124)校準(zhǔn)因數(shù)kc 122。組合器輸出信號(hào)126a表示DCO輸出信號(hào)114a的累積相位。如圖1進(jìn)一步所示，比較(102)組合器輸出信號(hào)126a與累積目標(biāo)相位IOOa以產(chǎn) 生相位比較器輸出102a，接著將相位比較器輸出102a提供到回路濾波器106。將回路濾波 器輸出106a提供到增益元件112以產(chǎn)生信號(hào)112a，又提供信號(hào)112a以控制DCO輸出信號(hào) 114a的頻率。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將了解，圖1所描繪的現(xiàn)有技術(shù)DPLL 10產(chǎn)生經(jīng)鎖相到 參考信號(hào)130a的輸出信號(hào)114a。應(yīng)注意，僅出于說(shuō)明性目的而展示圖1中的DPLL 10。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將 了解，可容易地將本發(fā)明的技術(shù)應(yīng)用于未展示的替代DPLL架構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，DPLL 10可并入 有圖1未展示的額外濾波元件或增益元件。此外，DPLL 10可并入有用于使用(例如)此項(xiàng) 技術(shù)中眾所周知的兩點(diǎn)調(diào)制技術(shù)來(lái)調(diào)制DCO輸出信號(hào)的頻率、振幅或相位的另外元件。預(yù) 期此類示范性實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖2說(shuō)明在操作期間存在于DPLL 10中的信號(hào)的例子。在圖2中，展示DCO輸出 信號(hào)114a的例子連同參考信號(hào)130a的例子。應(yīng)注意，圖2所示的信號(hào)希望僅用于說(shuō)明，且 并不意圖將本發(fā)明的范圍限于所展示的輸出信號(hào)114a與參考信號(hào)130a的任何特定關(guān)系。 在替代示范性實(shí)施例(未圖示)中，輸出信號(hào)114a與參考信號(hào)130a之間的相對(duì)頻率可高 于或低于圖2所示的相對(duì)頻率。預(yù)期此類示范性實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在圖2中，可見(jiàn)計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)118a對(duì)從參考時(shí)間t = t0以來(lái)所經(jīng)過(guò)的DCO輸 出信號(hào)114a的循環(huán)的累積整數(shù)數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。同時(shí)，可見(jiàn)經(jīng)校準(zhǔn)的TDC輸出信號(hào)124a在 參考信號(hào)130a的上升沿上產(chǎn)生在參考信號(hào)130a的上升沿與DCO輸出信號(hào)114a的緊接前 一上升沿之間經(jīng)過(guò)的時(shí)間(以信號(hào)114a的循環(huán)表達(dá))。通過(guò)在參考信號(hào)130a的上升沿上 組合計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)118a與經(jīng)校準(zhǔn)的TDC輸出信號(hào)124a來(lái)產(chǎn)生組合器輸出信號(hào)126a。組 合器輸出信號(hào)126a表示從時(shí)間t = t0以來(lái)信號(hào)114a的總累積相位。舉例來(lái)說(shuō)，在時(shí)間t = tl，組合器輸出信號(hào)126a具有根據(jù)計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)118a 的整數(shù)部分3和根據(jù)經(jīng)校準(zhǔn)的TDC輸出信號(hào)124a的分?jǐn)?shù)部分0. 25，針對(duì)為3. 25個(gè)循環(huán)的 總輸出信號(hào)組合。類似地，在時(shí)間t = t2，組合器輸出信號(hào)126a具有根據(jù)計(jì)數(shù)器輸出信號(hào) 118a的整數(shù)部分6和根據(jù)經(jīng)校準(zhǔn)的TDC輸出信號(hào)124a的分?jǐn)?shù)部分0. 5，針對(duì)為6. 5個(gè)循環(huán) 的總輸出信號(hào)組合。應(yīng)注意，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將了解，可以任何任意單位來(lái)表達(dá)圖1和圖2所 示的組合器輸出信號(hào)126a和其它信號(hào)，且本發(fā)明的范圍不限于所使用的任何特定單位。舉 例來(lái)說(shuō)，可以參考信號(hào)130a的循環(huán)或以圖2所示或未展示的任何單位的任何定標(biāo)版本來(lái)表 達(dá)信號(hào)126a。預(yù)期此類示范性實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。并入有計(jì)數(shù)器118和TDC 120的現(xiàn)有技術(shù)APDC 190. 1展現(xiàn)通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)而 解決的至少兩個(gè)缺點(diǎn)。第一，APDC 190. 1中的計(jì)數(shù)器118和TDC 120兩者均直接在DCO輸出信號(hào)114a的 頻率下操作。因此，當(dāng)DCO輸出信號(hào)114a為高頻信號(hào)時(shí)，在計(jì)數(shù)器118和TDC 120內(nèi)部切 換的信號(hào)可能消耗對(duì)應(yīng)高功率電平。舉例來(lái)說(shuō)，通常要求計(jì)數(shù)器118記住和輸出針對(duì)DCO 輸出信號(hào)114a的每一循環(huán)的累積循環(huán)計(jì)數(shù)。這是即使當(dāng)計(jì)數(shù)器118的輸出可在相對(duì)低頻 參考信號(hào)130a的每一循環(huán)期間僅被取樣一次時(shí)的狀況，如參考圖2所描述。此外，可能還要求TDC 120內(nèi)的延遲線的個(gè)別緩沖器在DCO輸出信號(hào)114a的頻率下雙態(tài)切換。第二，現(xiàn)有技術(shù)APDC 190. 1中的計(jì)數(shù)器118和TDC 120兩者均接受DCO輸出信號(hào) 114a作為輸入信號(hào)，從而要求將DCO輸出信號(hào)114a的單獨(dú)例子提供于APDC 190. 1內(nèi)。DCO 輸出信號(hào)114a的此類單獨(dú)例子的延遲中的失配可能導(dǎo)致對(duì)DCO輸出信號(hào)114a的循環(huán)的錯(cuò) 誤計(jì)數(shù)。因此，在設(shè)計(jì)用于APDC 190. 1的電路時(shí)，通常要求謹(jǐn)慎地匹配APDC 190. 1中的信 號(hào)路徑延遲。根據(jù)本發(fā)明，描述一種并入有除以N模塊和德耳塔相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(APDC)的 新穎的APDC。所述新穎的APDC可消耗比現(xiàn)有技術(shù)APDC 190. 1低的功率且可比現(xiàn)有技術(shù) APDC 190. 1易于設(shè)計(jì)。圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的新穎APDC的實(shí)施例190. 2。在圖3中，DCO輸出信號(hào)114a 耦合到除以N模塊318，除以N模塊318將DCO輸出信號(hào)114a的頻率除以除法器比率N或 316a以產(chǎn)生被除信號(hào)318a。在所展示的示范性實(shí)施例中，除法器比率N 316a由西格瑪-德 耳塔(sigma-delta)調(diào)制器316產(chǎn)生，但本發(fā)明無(wú)需限于除法器比率N由西格瑪-德耳塔 調(diào)制器產(chǎn)生的實(shí)施例。累積器317在參考信號(hào)130a的上升沿上累積除法器比率N316a以 產(chǎn)生累積整數(shù)相位317a。在操作期間，通過(guò)除以N模塊318在頻率方面除DCO輸出信號(hào)114a以產(chǎn)生被除信 號(hào)318a。在示范性實(shí)施例中，除以N模塊318經(jīng)配置以針對(duì)DCO輸出信號(hào)114a的每N個(gè) 循環(huán)而輸出一個(gè)脈沖，其中N為整數(shù)除法器比率。除法器比率N 316a通常經(jīng)選擇以近似地 對(duì)應(yīng)于DCO輸出信號(hào)114a的所要頻率與參考信號(hào)130a的頻率之間的比率。為了產(chǎn)生信號(hào) 114a與信號(hào)130a之間的非整數(shù)(S卩，分?jǐn)?shù))比率，除法器比率N 316a可隨著時(shí)間而變化 (例如，基于每一參考循環(huán))，使得除法器比率N在多個(gè)此類參考循環(huán)上的平均值對(duì)應(yīng)于所 要分?jǐn)?shù)比率。在示范性實(shí)施例中，可以偽隨機(jī)方式來(lái)執(zhí)行除法器比率N隨著時(shí)間的變化以避免 量得的累積相位中的周期性誤差偏置。這可通過(guò)使用(例如)西格瑪_德耳塔調(diào)制器316 而實(shí)現(xiàn)。應(yīng)注意，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將了解，也可使用不同于西格瑪-德耳塔調(diào)制器 316的裝置來(lái)產(chǎn)生偽隨機(jī)除法器比率N。預(yù)期此類替代示范性實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。將除法器輸出信號(hào)318a提供到德耳塔相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Δ PDC) 320，德耳塔相 位-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(APDC)320產(chǎn)生除法器輸出信號(hào)318a與參考信號(hào)130a之間的相位差的數(shù) 字表示320a。組合(326)累積整數(shù)相位317a與相位差320a以產(chǎn)生組合器輸出信號(hào)126a。為了進(jìn)步闡明APDC 190. 2的操作，圖4使用圖2所描繪的DCO輸出信號(hào)114a和 參考信號(hào)130a的相同例子來(lái)說(shuō)明存在于APDC 190. 2中的信號(hào)的例子。在圖4中，通過(guò)除 以N模塊318來(lái)處理DCO輸出信號(hào)114a以產(chǎn)生信號(hào)318a。在所展示的示范性實(shí)施例中，根 據(jù)前文所描述的用于變化除法器比率N的原理，首先將除法器比率配置成具有值m = 3，且 隨后將其配置成具有值N2 = 4。因此，除法器輸出信號(hào)318a包括針對(duì)所展示的DCO輸出信 號(hào)114a的最初三個(gè)循環(huán)的一個(gè)脈沖，以及針對(duì)DCO輸出信號(hào)114a的其次四個(gè)循環(huán)的個(gè)脈 沖。在所展示的示范性實(shí)施例中，APDC輸出信號(hào)320a通過(guò)比較除法器輸出信號(hào)318a 的上升沿與參考信號(hào)130a的對(duì)應(yīng)上升沿而產(chǎn)生。舉例來(lái)說(shuō)，在時(shí)間t = tl，APDC輸出信 號(hào)320a指示除法器輸出信號(hào)318a的上升沿比參考信號(hào)130a的對(duì)應(yīng)上升沿領(lǐng)先(S卩，APDC輸出信號(hào)320a為正)達(dá)信號(hào)114a的0.25個(gè)循環(huán)。在時(shí)間t = t2，Δ PDC輸出信號(hào)320a 指示除法器輸出信號(hào)318a的上升沿比參考信號(hào)130a的對(duì)應(yīng)上升沿落后(即，APDC輸出 信號(hào)320a為負(fù))達(dá)信號(hào)114a的0. 5個(gè)循環(huán)。應(yīng)注意，所展示的APDC輸出信號(hào)320a的例子僅出于說(shuō)明性目的，且不意圖將本 發(fā)明的范圍限于用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間的相位差的任何特定技術(shù)。在替代示范性實(shí)施例 (未圖示)中，兩個(gè)信號(hào)之間的相位差可從所述信號(hào)中不同于上升沿的事件(例如，下降沿 或任何其它周期性信號(hào)特性)導(dǎo)出。預(yù)期此類替代實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。如圖4進(jìn)一步所示，累積整數(shù)相位317a在參考信號(hào)130a的上升沿上累積除法器 比率m、N2等，以提供從t = to以來(lái)所經(jīng)過(guò)的累積DCO循環(huán)的運(yùn)行計(jì)數(shù)。組合器輸出信號(hào) 126a組合累積整數(shù)相位317a與Δ PDC輸出信號(hào)320a以在參考信號(hào)130a的上升沿上產(chǎn)生 DCO輸出信號(hào)114a的總累積相位。舉例來(lái)說(shuō)，在時(shí)間t = tl，將為3的累積整數(shù)相位317a 與為0. 25的Δ PDC輸出信號(hào)320a加以組合以產(chǎn)生DCO輸出信號(hào)114a的總累積相位的3. 25 個(gè)總循環(huán)。在時(shí)間t = t2，將為7的累積整數(shù)相位317a與為-0. 5的Δ PDC輸出信號(hào)320a 加以組合以產(chǎn)生DCO輸出信號(hào)114a的總累積相位的6. 5個(gè)總循環(huán)。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將了解，APDC 190. 2的設(shè)計(jì)提供若干優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù) APDC190. 1的設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。第一，APDC 190. 2中的除以N模塊318的輸出信號(hào)318a通常在比DCO輸出信號(hào) 114a的頻率小N倍的頻率下轉(zhuǎn)變，同時(shí)APDC 320內(nèi)的延遲線的緩沖器對(duì)應(yīng)地在較低的被 除頻率下切換。因此，APDC 190. 2通常可消耗比對(duì)應(yīng)APDC 190. 1 (其組件需要直接在DCO 輸出信號(hào)114a的頻率下操作)少的功率。第二，APDC 190. 2僅要求將DCO輸出信號(hào)114a的單一例子提供到除以N模塊318， 因此避免由信號(hào)延遲失配引起的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)問(wèn)題。這使APDC 190. 2通常比要求前文所描述 的謹(jǐn)慎信號(hào)路徑延遲匹配的APDC 190. 1易于設(shè)計(jì)。為了進(jìn)一步闡明APDC 320的功能性，圖5說(shuō)明針對(duì)圖3所描繪的APDC 320的 示范性轉(zhuǎn)移函數(shù)(transfer function) 0在圖5中，可見(jiàn)ΔPDC將除法器輸出信號(hào)318a的 上升沿與參考信號(hào)130a的上升沿之間的時(shí)間間隔Atl轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)數(shù)字相位差ΔΡ1。在所 展示的示范性實(shí)施例中，數(shù)字相位差ΔΡ1在信號(hào)318a的上升沿領(lǐng)先于信號(hào)130a的上升沿 時(shí)為正，且在信號(hào)130a的上升沿領(lǐng)先于信號(hào)318a的上升沿時(shí)為負(fù)。在替代示范性實(shí)施例 (未圖示)中，可使數(shù)字相位差ΔΡ1的極性顛倒。圖5所描繪的APDC可適應(yīng)在從負(fù)時(shí)間間隔Tmin(即，其中信號(hào)130a的上升沿 領(lǐng)先于信號(hào)318a的上升沿)到正時(shí)間間隔Tmax(即，其中信號(hào)318a的上升沿領(lǐng)先于信號(hào) 318a的上升沿)的范圍內(nèi)的時(shí)間間隔Atl。這些時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)于在從負(fù)相位差Pmin到正 相位差Pmax的范圍內(nèi)的數(shù)字相位差ΔΡ1。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將了解，要求APDC適 應(yīng)的時(shí)間/相位范圍可視(例如)用以近似DCO輸出信號(hào)114a的頻率與參考信號(hào)130a的 頻率之間的比率的除法器比率N的預(yù)期精確度而定。應(yīng)注意，僅出于說(shuō)明性目的而展示圖5中的轉(zhuǎn)移函數(shù)，且其不意圖將本發(fā)明的范 圍限于用于相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換的任何特定技術(shù)。圖6描繪用于APDC 190. 2中的Δ PDC的示范性實(shí)施例320. 1。在圖6中，可見(jiàn) Δ PDC320. 1并入有差分時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器600 ( Δ TDC)。Δ TDC 600測(cè)量圖5所描繪的信號(hào)130a與信號(hào)318a之間的時(shí)間間隔Atl的量值，且還提供關(guān)于信號(hào)130a的上升沿是領(lǐng)先于 還是滯后于信號(hào)318a的上升沿的信息。在ATDC 600之后，提供時(shí)間-相位校準(zhǔn)模塊610 以將ATDC 600輸出信號(hào)的單位正規(guī)化為DCO輸出信號(hào)114a的單位。舉例來(lái)說(shuō)，時(shí)間-相 位校準(zhǔn)模塊610可將信號(hào)從TDC緩沖器延遲的單位轉(zhuǎn)換為DCO輸出信號(hào)114a的循環(huán)。應(yīng)注意，僅出于說(shuō)明性目的而展示圖6中的Δ PDC實(shí)施例，且其不意圖將本發(fā)明的 范圍限于明確展示的APDC的任何特定示范性實(shí)施例。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可基于 參考圖5所描述的特性而容易地導(dǎo)出APDC的實(shí)施方案。在示范性實(shí)施例中，可根據(jù)2008 年4月18日申請(qǐng)的第12/102，768號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案“全數(shù)字鎖相回路中的相位-數(shù)字 轉(zhuǎn)換器(Phase to digital converter in all digital phase locked loop)，，禾口 2008 年1月4日申請(qǐng)的第11/969，364號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案“具有自動(dòng)校正相位_數(shù)字轉(zhuǎn)移函數(shù) 的鎖相回路(Phase-locked loop with self-correcting phase-to-digital transfer function」”(兩者均被轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)案的受讓人，其全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中) 中所揭示的原理來(lái)設(shè)計(jì)APDC。圖7描繪根據(jù)本發(fā)明的方法的示范性實(shí)施例。應(yīng)注意，圖7所描繪的方法意圖僅 用于說(shuō)明，且不意圖將本發(fā)明的范圍限于一方法的任何特定實(shí)施例。在圖7中，在步驟700 處，將目標(biāo)信號(hào)的頻率除以除法器比率N。在步驟710處，累積除法器比率N以產(chǎn)生累積整 數(shù)相位。在步驟720處，產(chǎn)生參考信號(hào)與被除信號(hào)之間的相位差的數(shù)字表示。在步驟730 處，組合累積整數(shù)相位與數(shù)字相位差以產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可使用多種不同技術(shù)和技藝中的任一者來(lái)表示信息 和信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁性粒子、光場(chǎng)或光學(xué)粒子或其任何 組合來(lái)表示可能貫穿以上描述而參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)和碼片。技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，結(jié)合本文中所揭示的示范性實(shí)施例所描述的各種說(shuō)明性 邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可被實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為了清楚 地說(shuō)明硬件與軟件的此互換性，已在上文大體上按照其功能性描述了各種說(shuō)明性組件、塊、 模塊、電路和步驟。將此類功能性實(shí)施為硬件還是軟件視特定應(yīng)用和強(qiáng)加于整個(gè)系統(tǒng)上的 設(shè)計(jì)約束而定。熟練的技術(shù)人員可針對(duì)每一特定應(yīng)用而以變化的方式來(lái)實(shí)施所描述的功能 性，但不應(yīng)將此類實(shí)施決策解釋為導(dǎo)致脫離本發(fā)明的示范性實(shí)施例的范圍?？赏ㄟ^(guò)經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、 專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管 邏輯、離散硬件組件或其任何組合來(lái)實(shí)施或執(zhí)行結(jié)合本文中所揭示的示范性實(shí)施例而描述 的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可 為任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可被實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例 如DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合DSP核心的一個(gè)或一個(gè)以上微處理器，或任 何其它此類配置。結(jié)合本文中所揭示的示范性實(shí)施例所描述的方法或算法的步驟可直接以硬件、 以由處理器執(zhí)行的軟件模塊或以所述兩者的組合來(lái)體現(xiàn)。軟件模塊可駐存于隨機(jī)存取 存儲(chǔ)器(RAM)、快閃存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程 ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸盤、CD-ROM或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒 體中。示范性存儲(chǔ)媒體耦合到處理器，使得處理器可從存儲(chǔ)媒體讀取信息和將信息寫入到存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可與處理器成一體式。處理器和存儲(chǔ)媒體可駐存于ASIC 中。ASIC可駐存于用戶終端中。在替代方案中，處理器和存儲(chǔ)媒體可作為離散組件而駐存 于用戶終端中。在一個(gè)或一個(gè)以上示范性實(shí)施例中，所描述的功能可以硬件、軟件、固件或其任何 組合來(lái)實(shí)施。如果以軟件實(shí)施，那么所述功能可作為一個(gè)或一個(gè)以上指令或代碼而存儲(chǔ)于 計(jì)算機(jī)可讀媒體上或經(jīng)由計(jì)算機(jī)可讀媒體發(fā)射。計(jì)算機(jī)可讀媒體包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體和 通信媒體兩者，通信媒體包括促進(jìn)計(jì)算機(jī)程序從一處到另一處的傳送的任何媒體。存儲(chǔ)媒 體可為可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用媒體。借助實(shí)例而非限制，此類計(jì)算機(jī)可讀媒體可包含 RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲(chǔ)裝置、磁盤存儲(chǔ)裝置或其它磁性存儲(chǔ)裝置，或可用 以載運(yùn)或存儲(chǔ)呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的所要程序代碼且可由計(jì)算機(jī)存取的任何其它媒體。 并且，將任何連接恰當(dāng)?shù)胤Q為計(jì)算機(jī)可讀媒體。舉例來(lái)說(shuō)，如果使用同軸電纜、光纖電纜、 雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)或例如紅外線、無(wú)線電和微波等無(wú)線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它 遠(yuǎn)程源發(fā)射軟件，那么同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或例如紅外線、無(wú)線電和微波等無(wú) 線技術(shù)包括于媒體的定義中。如本文中所使用，磁盤(disk)和光盤(disc)包括緊密光盤 (CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字化通用光盤(DVD)、軟性磁盤和藍(lán)光光盤，其中磁盤通常以 磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤通過(guò)激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述各項(xiàng)的組合也應(yīng)包括于計(jì) 算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。提供所揭示的示范性實(shí)施例的先前描述以使所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制造 或使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解對(duì)這些示范性實(shí)施例的各種修改，且在 不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本文中所界定的一般原理可應(yīng)用于其它示范性實(shí)施 例。因此，本發(fā)明不希望限于本文中所展示的示范性實(shí)施例，而是應(yīng)被賦予與本文中所揭示 的原理和新穎特征一致的最廣泛范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的方法，所述方法包含將所述目標(biāo)信號(hào)的頻率除以除法器比率N以產(chǎn)生被除信號(hào)；將所述除法器比率N累積為累積整數(shù)相位；產(chǎn)生所述被除信號(hào)中的事件與參考信號(hào)中的對(duì)應(yīng)事件之間的相位差的數(shù)字表示；以及組合所述累積整數(shù)相位與所述數(shù)字相位差，以產(chǎn)生所述目標(biāo)信號(hào)的所述累積相位的所 述數(shù)字表示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述被除信號(hào)中的所述事件為上升沿，所述參考信號(hào) 中的所述對(duì)應(yīng)事件為對(duì)應(yīng)上升沿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述將所述目標(biāo)信號(hào)的所述頻率除以除法器比率N包 含產(chǎn)生針對(duì)所述目標(biāo)信號(hào)的每N個(gè)脈沖的單一脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含選擇所述除法器比率N以近似地對(duì)應(yīng)于 所述目標(biāo)信號(hào)的所述頻率與所述參考信號(hào)的頻率的比率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其進(jìn)一步包含使用西格瑪_德耳塔調(diào)制器來(lái)變化所述 除法器比率N。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述目標(biāo)信號(hào)為數(shù)字鎖相回路(DPLL)中的數(shù)字控制振 蕩器(DCO)的輸出信號(hào)，所述目標(biāo)信號(hào)的所述累積相位的所述數(shù)字表示與所述DPLL中的累 積參考相位比較。
7.一種用于產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的設(shè)備，所述設(shè)備包含除以N模塊，其經(jīng)配置以將所述目標(biāo)信號(hào)的頻率除以除法器比率N以產(chǎn)生被除信號(hào)；累積器，其用以將所述除法器比率N累積為累積整數(shù)相位；德耳塔相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其用以產(chǎn)生所述被除信號(hào)中的事件與參考信號(hào)中的對(duì)應(yīng)事 件之間的相位差的數(shù)字表示；以及組合器，其用以組合所述累積整數(shù)相位與所述數(shù)字相位差以產(chǎn)生所述目標(biāo)信號(hào)的所述 累積相位的所述數(shù)字表示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，所述被除信號(hào)中的所述事件為上升沿，所述參考信號(hào) 中的所述對(duì)應(yīng)事件為對(duì)應(yīng)上升沿。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，所述除以N模塊經(jīng)配置以產(chǎn)生針對(duì)所述目標(biāo)信號(hào)的每 N個(gè)脈沖的單一脈沖。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，所述除法器比率N經(jīng)選擇以近似地對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)信 號(hào)的所述頻率與所述參考信號(hào)的頻率的比率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含經(jīng)配置以變化所述除法器比率N的西 格瑪-德耳塔調(diào)制器。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，所述目標(biāo)信號(hào)為數(shù)字鎖相回路(DPLL)中的數(shù)字控制 振蕩器(DCO)的輸出信號(hào)，所述目標(biāo)信號(hào)的所述累積相位的所述數(shù)字表示與所述DPLL中的 累積參考相位比較。
13.一種用于產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的設(shè)備，所述設(shè)備包含用于將所述目標(biāo)信號(hào)的頻率除以除法器比率N以產(chǎn)生被除信號(hào)的裝置；用于將所述除法器比率N累積為累積整數(shù)相位的裝置；用于產(chǎn)生所述被除信號(hào)與參考信號(hào)之間的相位差的數(shù)字表示的裝置；以及用于組合所述累積整數(shù)相位與所述數(shù)字相位差以產(chǎn)生所述目標(biāo)信號(hào)的所述累積相位 的所述數(shù)字表示的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含用于以偽隨機(jī)方式調(diào)制所述除法器比率N的裝置。
15.一種用于產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)的累積相位的數(shù)字表示的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包含計(jì)算機(jī)可讀媒體，其包含用于致使計(jì)算機(jī)將所述目標(biāo)信號(hào)的頻率除以除法器比率N以產(chǎn)生被除信號(hào)的代碼； 用于致使計(jì)算機(jī)將所述除法器比率N累積為累積整數(shù)相位的代碼； 用于致使計(jì)算機(jī)產(chǎn)生所述被除信號(hào)中的事件與參考信號(hào)中的對(duì)應(yīng)事件之間的相位差 的數(shù)字表示的代碼；以及用于致使計(jì)算機(jī)組合所述累積整數(shù)相位與所述數(shù)字相位差以產(chǎn)生所述目標(biāo)信號(hào)的所 述累積相位的所述數(shù)字表示的代碼。
全文摘要
本發(fā)明揭示用于在數(shù)字鎖相回路(DPLL)中將信號(hào)的累積相位轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的技術(shù)。在示范性實(shí)施例中，將信號(hào)耦合到將所述信號(hào)的頻率除以除法器比率N的除以N模塊。將所述被除信號(hào)輸入到德耳塔相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述德耳塔相位-數(shù)字轉(zhuǎn)換器測(cè)量所述被除信號(hào)的上升沿與參考信號(hào)的上升沿之間的相位差。組合累積除法器比率與所述測(cè)得的相位差以給出累積數(shù)字相位。本發(fā)明揭示用于使用西格瑪-德耳塔調(diào)制器來(lái)變化所述除法器比率N的進(jìn)一步技術(shù)。
文檔編號(hào)H03L7/085GK102113217SQ200980130269
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者張剛 申請(qǐng)人:高通股份有限公司