專利名稱：一種展頻裝置、生成展頻時鐘信號的方法及數(shù)字電路系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及展頻技術，尤其涉及一種展頻裝置、生成展頻時鐘信號的方法及數(shù)字 電路系統(tǒng)。
背景技術：
展頻(spread spectrum clock)技術，能夠有效地抑制電子產品工作時產生的電 磁干擾(EMI)，展頻技術作為一種有效的EMI抑制手段，其原理是將單頻率點的能量分散開 至某一個展頻范圍內的能量，從而降低單點的峰值能量，使得干擾測試結果變小。但是由于展頻后的時鐘信號(以下簡稱為展頻時鐘信號)的頻率會在一定范圍內 漂移也即產生時鐘抖動，例如時鐘頻率在100. OOlMHz到100. 02MHz的范圍內以掃頻移動的 速率反復改變，這種時鐘抖動，嚴重的時候，會對數(shù)字電路系統(tǒng)的可靠性帶來負面影響，甚 至導致系統(tǒng)無法正常地工作?，F(xiàn)有的數(shù)字電路系統(tǒng)中的展頻電路常使用壓控振蕩源實現(xiàn)展頻，一種現(xiàn)有的展頻 電路的例子如圖1所示，包括三角波發(fā)生器和壓控振蕩器，壓控振蕩器接收掃頻電壓控制 信號A和三角波發(fā)生器輸出的三角波信號f (χ)，將掃頻電壓控制信號A與f (X)相乘之后生 成展頻時鐘信號sin(W(1+Af(X)t)并輸出。發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，上述現(xiàn)有的展頻電路，一旦確定了展頻的寬 度及幅度，不論EMI的大小如何，都會產生同樣的展頻時鐘信號，也就是說，其抖動特性是 固定的，實際上，對于數(shù)字電路系統(tǒng)來說，在EMI較小的情況下(例如手機終端處于待機情 況下)，為了保證數(shù)字電路系統(tǒng)的可靠性，需要展頻范圍(幅度和寬度)較小甚至不需要展 頻，現(xiàn)有展頻電路設計顯然無法滿足這一要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供了一種展頻裝置、生成展頻時鐘信號的方法及數(shù)字電路系統(tǒng)， 用以實現(xiàn)按照數(shù)字電路實際產生的EMI的大小對展頻時鐘信號的頻率帶寬進行控制。本發(fā)明實施例提供的一種展頻裝置，包括干擾檢測電路模塊，用于檢測數(shù)字電路系統(tǒng)中至少一路電磁干擾源輸出的電磁干 擾信號，根據(jù)檢測到的電磁干擾信號生成調整信號并輸出；所述調整信號的電壓值表征所 有所述電磁干擾源的電磁干擾信號對所述數(shù)字電路系統(tǒng)的電磁干擾強度；展頻電路模塊，用于接收所述干擾檢測電路模塊的輸出的所述調整信號，使用所 述調整信號的電壓值控制展頻時鐘信號的頻率帶寬，并輸出展頻時鐘信號。本發(fā)明實施例提供的一種生成展頻時鐘信號的方法，包括檢測數(shù)字電路系統(tǒng)中至少一路電磁干擾源輸出的電磁干擾信號，根據(jù)檢測到的電 磁干擾信號生成調整信號，所述調整信號的電壓值表征所有所述電磁干擾源的電磁干擾信 號對所述數(shù)字電路系統(tǒng)的電磁干擾強度；使用所述調整信號的電壓值控制展頻時鐘信號的頻率帶寬，并輸出展頻時鐘信號。本發(fā)明實施例提供的一種數(shù)字電路系統(tǒng)，包括至少一路電磁干擾源和展頻裝置；所述至少一路電磁干擾源，用于向展頻裝置輸出電磁干擾信號；所述展頻裝置，用于檢測所述至少一路電磁干擾源輸出的電磁干擾信號，根據(jù)檢 測到的電磁干擾信號生成調整信號，所述調整信號的電壓值表征所有所述電磁干擾源的電 磁干擾信號對所述數(shù)字電路系統(tǒng)的電磁干擾強度；使用所述調整信號的電壓值控制展頻時 鐘信號的頻率帶寬，并輸出展頻時鐘信號。本發(fā)明實施例的有益效果包括本發(fā)明實施例提供的展頻裝置、生成展頻時鐘信號的方法及數(shù)字電路系統(tǒng)，對數(shù) 字電路系統(tǒng)中的各干擾源的電磁干擾信號進行檢測，根據(jù)檢測到的電磁干擾信號的強度生 成調整信號，使用調整信號對展頻時鐘信號的頻率帶寬進行控制，實現(xiàn)了在數(shù)字電路系統(tǒng) 的EMI較大(也即調整信號的電壓值較大)的情況下，展頻時鐘信號在較寬的頻率范圍內 擺動，使得系統(tǒng)的EMI得到較好的抑制；在數(shù)字電路系統(tǒng)的EMI較小(也即調整信號的電壓 值較小)的情況下，展頻時鐘信號在較窄的頻率范圍內擺動，展頻時鐘信號的頻率抖動對 系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來的影響較小，提升了系統(tǒng)的可靠性。


圖1為現(xiàn)有技術中展頻電路的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的展頻裝置的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種使用該展頻裝置的數(shù)字電路系統(tǒng)的結構示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的生成展頻時鐘信號的方法的流程圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的數(shù)字電路系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，用具體實施例對本發(fā)明提供的一種展頻裝置及生成展頻時鐘信號 的方法進行詳細的說明。本發(fā)明實施例提供的展頻裝置，如圖2所示，該裝置包括干擾檢測電路模塊201 和展頻電路模塊202 ；其中干擾檢測電路模塊201，用于檢測數(shù)字電路系統(tǒng)中至少一路電磁干擾源輸出的電 磁干擾信號，根據(jù)檢測到的電磁干擾信號生成調整信號并輸出至展頻電路模塊202 ；該調 整信號的電壓值表征數(shù)字電路系統(tǒng)所有電磁干擾源的電磁干擾信號對數(shù)字電路系統(tǒng)的電 磁干擾強度；展頻電路模塊202，用于接收干擾檢測電路模塊201的輸出的調整信號，使用調整 信號的電壓值控制展頻時鐘信號的頻率帶寬，并輸出展頻時鐘信號。干擾檢測電路模塊201檢測的電磁干擾源，可以根據(jù)實際電磁干擾的情況選擇檢 測一路或者多路，在數(shù)字電路系統(tǒng)中，常見的電磁干擾源例如時鐘芯片、中央處理器CPU或 應用該時鐘信號的數(shù)字電路模塊等。本發(fā)明實施例提供的干擾檢測電路模塊，可以具體包括加權電路和至少一個積濾波器；為了清楚地表示本發(fā)明實施例提供的展頻裝置的內部結構，在本發(fā)明實施例中， 以兩路電磁干擾源為例，對應地，干擾檢測電路模塊中包含兩個積分濾波器，為了區(qū)分，下 面分別稱為第一積分濾波器和第二積分濾波器。如圖2所示，干擾檢測電路模塊中包括加權電路2011、第一積分濾波器2012和第 二積分濾波器2013;對于第一積分濾波器2012來說，其一端與數(shù)字電路系統(tǒng)中某一路電磁干擾源相 連，其另一端與加權電路2011的輸入端相連，用于接收其連接的電磁干擾源輸出的所有電 磁干擾信號，對接收的所有電磁干擾信號的電壓值進行積分求和運算之后得到第一干擾信 號(用其電壓值h表示)，并且向加權電路2011輸出該第一干擾信號。對于第二積分濾波器2013來說，與第一積分濾波器2011類似，其一端與數(shù)字電路 系統(tǒng)中另一路電磁干擾源相連，其另一端與加權電路2011的輸入端相連，用于接收其連接 的電磁干擾源輸出的所有電磁干擾信號，對接收的所有電磁干擾信號的電壓值進行積分求 和運算之后得到第一干擾信號(用其電壓值b2表示)，并且向加權電路2011輸出該第一干 擾信號。加權電路2011，用于接收第一積分濾波器2012和第二積分濾波器2013分別輸出 的第一干擾信號h和第一干擾信號b2，對兩者的電壓值進行加權求和運算得到調整信號 (用其電壓值y(b1;b2...bn)表示)；并將調整信號輸出至展頻電路模塊202。對各第一干擾信號來說，對其進行加權運算的權值，可以根據(jù)其來源的電磁干擾 源對正常工作信號的影響程度來確定，例如可以使得影響程度較大的電磁干擾源對應的第 一干擾信號的權重值稍大一些，影響程度較小的電磁干擾源對應的第一干擾信號的權重值 稍小些；也可以使得各第一干擾信號的權重值均相等(也就是將各第一干擾信號的電壓值 進行算術平均)。各第一干擾信號的權重值預先通過加權電路的設計來實現(xiàn)，加權電路的具體實現(xiàn) 方式屬于現(xiàn)有技術，在此不再贅述。本發(fā)明實施例提供的展頻電路模塊，如圖2所示，包括三角波發(fā)生器2021和壓控 振蕩器2022 ；其中三角波發(fā)生器2021，與壓控振蕩器2022的輸入端相連，用于向壓控振蕩器2022輸 出三角波信號；壓控振蕩器2022，分別與與干擾檢測電路模塊201的輸出端、三角波發(fā)生器2021 的輸出端和掃頻電壓控制信號相連，用于將掃頻電壓控制信號(其電壓值用A表示)、干 擾檢測電路模塊201輸出的調整信號(其電壓值用y(b1; b2...bn)表示)和三角波發(fā)生 器2022輸出的三角波信號(其電壓值用f(x)表示)的電壓值進行乘積運算，得到電壓 值為Ay(b1; b2...bn)f(x)的中間控制信號，再根據(jù)該中間控制信號進一步生成表達式為 sin(w0t+Ay(b1, b2，· ..bn)f(x)t)的信號作為展頻時鐘信號。上述三角波發(fā)生器2021與現(xiàn)有技術中的三角波發(fā)生器的結構及功能與現(xiàn)有技術 中的三角波發(fā)生器相同，在此不再贅述。上述壓控振蕩器2022，與現(xiàn)有壓控振蕩器的功能類似，其主要工作原理是利用輸 入的控制電壓，控制電路的振蕩頻率與該控制電壓有對應關系，也稱為調頻器，輸出的展頻時鐘信號表達式為sin (w0t+Ay (b1; b2，. . . bn) f (χ) t)，其中:w0為展頻時鐘信號的角頻率；t 為時間變量；A為所述掃頻電壓控制信號的電壓值；y (b1; b2...bn)為所述調整信號的電壓 值；f(x)為所述三角波信號的電壓值。在掃頻電壓控制信號和三角波信號不變的前提下，調整信號的電壓值y (b1; b2...bn)越大，展頻時鐘信號在較寬的頻率范圍內擺動，反之，調整信號的電壓值y(b1; b2... bn)越小，展頻時鐘信號在較窄的頻率范圍內擺動。本發(fā)明實施例提供的展頻裝置，使用數(shù)字電路系統(tǒng)中各電磁干擾源的電磁干擾信 號的強度來控制展頻時鐘信號的頻率帶寬，實現(xiàn)了在數(shù)字電路系統(tǒng)EMI較大的情況下，通 過展頻時鐘信號使得EMI得到較好的抑制；在數(shù)字電路系統(tǒng)EMI較小的情況下，展頻時鐘信 號的頻率抖動對系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來的影響較小，提升了系統(tǒng)的可靠性。圖3是一種是用本發(fā)明實施例提供的展頻裝置的數(shù)字電路系統(tǒng)的實際連接示意 圖，干擾源包括時鐘芯片301和CPU302，分別輸入干擾電平信號(干擾電平信號1和2)至 展頻裝置303，展頻裝置303根據(jù)輸入的干擾電平信號的電壓值，控制輸出的展頻時鐘信號 的頻率帶寬。基于同一發(fā)明構思，本發(fā)明實施例還提供了一種展頻裝置生成展頻時鐘信號的方 法，由于該方法解決問題的原理與前述一種展頻裝置相似，因此該方法的實施可以參見裝 置的實施，重復之處不在贅述。本發(fā)明實施例提供的一種生成展頻時鐘信號的方法，如圖4所示，包括下述步驟S401、檢測數(shù)字電路系統(tǒng)中至少一路電磁干擾源輸出的電磁干擾信號，根據(jù)檢測 到的電磁干擾信號生成調整信號；該調整信號的電壓值表征所有電磁干擾源的電磁干擾信 號對該數(shù)字電路系統(tǒng)的電磁干擾強度；S402、使用調整信號的電壓值控制展頻時鐘信號的頻率帶寬，并輸出該展頻時鐘信號。上述步驟S401中，根據(jù)檢測到的電磁干擾信號生成調整信號，具體包括接收電磁干擾源輸出的電磁干擾信號；對接收的電磁干擾信號的電壓值進行積分 求和運算之后得到第一干擾信號；對各第一干擾信號的電壓值進行加權求和運算得到調整信號。干擾檢測電路模塊檢測至少從下述干擾源之一輸出的電磁干擾信號時鐘芯片、 中央處理器CPU和應用時鐘信號的數(shù)字電路模塊。上述步驟S402中，使用調整信號的電壓值控制展頻時鐘信號的頻率帶寬，具體包 括將干擾檢測電路模塊輸出的調整信號的電壓值、三角波信號的電壓值和給定的掃頻電壓控制信號的電壓值進行乘積運算，得到電壓值為Ay(b1; b2...bn)f(x)的中間控制信 號，根據(jù)中間控制信號，進一步生成表達式為sin (w0t+Ay (b1; b2，. . . bn) f (χ) t)的信號作為 展頻時鐘信號；其中W0為展頻時鐘信號的角頻率；t為時間變量；A為所述掃頻電壓控制信號的電壓值；y (b1; b2. . . bn)為所述調整信號的電壓值；
f(x)為所述三角波信號的電壓值。本發(fā)明實施例還提供了一種數(shù)字電路系統(tǒng)，如圖5所示，包括至少一路電磁干擾 源501和展頻裝置502 ；至少一路電磁干擾源501，用于向展頻裝置輸出電磁干擾信號；展頻裝置502，用于檢測所述至少一路電磁干擾源501輸出的電磁干擾信號，根據(jù) 檢測到的電磁干擾信號生成調整信號，調整信號的電壓值表征所有電磁干擾源的電磁干擾 信號對所述數(shù)字電路系統(tǒng)的電磁干擾強度；使用調整信號的電壓值控制展頻時鐘信號的頻 率帶寬，并輸出展頻時鐘信號。發(fā)明實施例提供的數(shù)字電路系統(tǒng)中的電磁干擾源501包括但不限于時鐘芯片、中 央處理器CPU和應用時鐘信號的數(shù)字電路模塊中的至少一個。本發(fā)明實施例提供的展頻裝置、生成展頻時鐘信號的方法及數(shù)字電路系統(tǒng)，對數(shù) 字電路系統(tǒng)中的各干擾源的電磁干擾信號進行檢測，根據(jù)檢測到的電磁干擾信號的強度生 成調整信號，使用調整信號對展頻時鐘信號的頻率帶寬進行控制，使得在數(shù)字電路系統(tǒng)的 EMI較大(也即調整信號的電壓值較大)的情況下，展頻時鐘信號在較寬的頻率范圍內擺 動，通過展頻時鐘信號使得EMI得到較好的抑制；在數(shù)字電路系統(tǒng)的EMI較小(也即調整信 號的電壓值較小)的情況下，展頻時鐘信號在較窄的頻率范圍內擺動，展頻時鐘信號的頻 率抖動對系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來的影響較小，提升了系統(tǒng)的可靠性。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
一種展頻裝置，其特征在于，包括干擾檢測電路模塊，用于檢測數(shù)字電路系統(tǒng)中至少一路電磁干擾源輸出的電磁干擾信號，根據(jù)檢測到的電磁干擾信號生成調整信號；所述調整信號的電壓值表征所有所述電磁干擾源的電磁干擾信號對所述數(shù)字電路系統(tǒng)的電磁干擾強度；展頻電路模塊，用于接收所述干擾檢測電路模塊的輸出的所述調整信號，使用所述調整信號的電壓值控制展頻時鐘信號的頻率帶寬，并輸出展頻時鐘信號。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述干擾檢測電路模塊，包括加權電路和 至少一個積分濾波器；所述積分濾波器，一端與數(shù)字電路系統(tǒng)中一路電磁干擾源相連，其另一端與所述加權 電路輸入端相連，用于接收所述電磁干擾源輸出的電磁干擾信號；對接收的電磁干擾信號 的電壓值進行積分求和運算之后得到第一干擾信號，向所述加權電路輸出第一干擾信號；所述加權電路，用于對各積分濾波器輸出的各第一干擾信號的電壓值進行加權求和運 算得到所述調整信號；并將所述調整信號輸出。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述展頻電路模塊，包括三角波發(fā)生器和 壓控振蕩器；所述三角波發(fā)生器，用于向所述壓控振蕩器輸出三角波信號； 所述壓控振蕩器，用于接收所述干擾檢測電路模塊輸出的所述調整信號、三角波發(fā)生 器輸出的三角波信號以及給定的掃頻電壓控制信號，并將所述掃頻電壓控制信號的電壓 值、所述調整信號的電壓值和所述三角波信號的電壓值進行乘積運算，得到中間控制信號， 并根據(jù)所述中間控制信號進一步生成展頻時鐘信號。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述展頻時鐘信號的表達式為 <formula>formula see original document page 2</formula>其中為展頻時鐘信號的角頻率； t為時間變量；A為所述掃頻電壓控制信號的電壓值； y他，b2. bn)為所述調整信號的電壓值； f(x)為所述三角波信號的電壓值。
5.如權利要求1-4任一項所述的裝置，其特征在于，所述干擾檢測電路模塊檢測的電 磁干擾源包括時鐘芯片、中央處理器CPU和應用時鐘信號的數(shù)字電路模塊中的至少一個。
6.一種生成展頻時鐘信號的方法，其特征在于，包括檢測數(shù)字電路系統(tǒng)中至少一路電磁干擾源輸出的電磁干擾信號，根據(jù)檢測到的電磁干 擾信號生成調整信號，所述調整信號的電壓值表征所有所述電磁干擾源的電磁干擾信號對 所述數(shù)字電路系統(tǒng)的電磁干擾強度；使用所述調整信號的電壓值控制展頻時鐘信號的頻率帶寬，并輸出展頻時鐘信號。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，根據(jù)檢測到的電磁干擾信號生成調整信號， 包括接收所述電磁干擾源輸出的電磁干擾信號，對接收的電磁干擾信號的電壓值進行積分 求和運算之后得到第一干擾信號；對各第一干擾信號的電壓值進行加權求和運算得到所述調整信號。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，使用所述調整信號的電壓值控制展頻時鐘 信號的頻率帶寬，包括將所述調整信號的電壓值、三角波信號的電壓值以及給定掃頻電壓控制信號的電壓值 進行乘積運算，得到中間控制信號；并根據(jù)所述中間控制信號進一步生成展頻時鐘信號。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述展頻時鐘信號的表達式為 sin(w0t+Ay (b^ b2，. . . bn) f (x) t)，其中W為展頻時鐘信號的角頻率； t為時間變量；A為所述掃頻電壓控制信號的電壓值； y他，b2. bn)為所述調整信號的電壓值； f(x)為所述三角波信號的電壓值。
10.如權利要求6-9任一項所述的方法，其特征在于，所述電磁干擾源包括時鐘芯片、 中央處理器CPU和應用時鐘信號的數(shù)字電路模塊中的至少一個。
11.一種數(shù)字電路系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一路電磁干擾源和展頻裝置； 所述至少一路電磁干擾源，用于向展頻裝置輸出電磁干擾信號；所述展頻裝置，用于檢測所述至少一路電磁干擾源輸出的電磁干擾信號，根據(jù)檢測到 的電磁干擾信號生成調整信號，所述調整信號的電壓值表征所有所述電磁干擾源的電磁干 擾信號對所述數(shù)字電路系統(tǒng)的電磁干擾強度；使用所述調整信號的電壓值控制展頻時鐘信 號的頻率帶寬，并輸出展頻時鐘信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種展頻裝置、生成展頻時鐘信號的方法及數(shù)字電路系統(tǒng)，該裝置包括干擾檢測電路模塊，用于檢測數(shù)字電路系統(tǒng)中至少一路電磁干擾源輸出的電磁干擾信號，根據(jù)檢測到的電磁干擾信號生成調整信號并輸出至展頻電路模塊；調整信號的電壓值表征電磁干擾源對數(shù)字電路系統(tǒng)的電磁干擾信號強度；展頻電路模塊，用于接收干擾檢測電路模塊的輸出的調整信號，使用調整信號的電壓值控制展頻時鐘信號的頻率帶寬，并輸出展頻時鐘信號。本發(fā)明在系統(tǒng)EMI較大時，展頻時鐘信號在較寬的頻率范圍內擺動，使EMI得到較好的抑制；在系統(tǒng)EMI較小時，展頻時鐘信號在較窄的頻率范圍內擺動，使得展頻時鐘信號的頻率抖動對系統(tǒng)可靠性帶來的影響較小。
文檔編號H03K3/027GK101826858SQ20101011717
公開日2010年9月8日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權日2010年2月25日
發(fā)明者狄偉, 鄒杰 申請人:華為終端有限公司