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對(duì)來(lái)自相位控制環(huán)路中的相位檢測(cè)器的低頻噪聲的抑制的制作方法

文檔序號(hào):7521652閱讀:232來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:對(duì)來(lái)自相位控制環(huán)路中的相位檢測(cè)器的低頻噪聲的抑制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及鎖相環(huán),并且特別地涉及一種用于抑制鎖相環(huán)的相位檢測(cè)器中的低頻閃變?cè)肼暤姆椒ê脱b置。
背景技術(shù)
鎖相環(huán)被廣泛用于包括通信器件、集成芯片等的各種現(xiàn)代電子電路中。一般來(lái)說(shuō), 鎖相環(huán)是配置為生成相對(duì)于參考信號(hào)具有固定相位的信號(hào)的反饋系統(tǒng)。更特別地說(shuō),鎖相環(huán)(PLL)是一種控制電路,其包括具有從受控振蕩器接收參考信號(hào)和反饋信號(hào)的相位檢測(cè)器的反饋環(huán)。輸入信號(hào)(例如,參考信號(hào)、反饋信號(hào))的相位由發(fā)生相關(guān)事件(例如,上升沿)時(shí)的時(shí)間點(diǎn)定義。所述相位檢測(cè)器確定所述輸入信號(hào)之間的相位差(例如,上升沿之間的時(shí)間),并基于測(cè)量的相位差來(lái)生成輸出給濾波器(例如,環(huán)路濾波器)的誤差信號(hào)。所述濾波器可以被用來(lái)將所述誤差信號(hào)變換到用來(lái)控制所述受控振蕩器的頻率的振蕩器控制信號(hào)。基于所述振蕩器控制信號(hào),受控振蕩器以較高或較低頻率振蕩,這影響所述反饋信號(hào)的相位和頻率。特別地,所述相位檢測(cè)器誤差信號(hào)被用來(lái)使所述參考信號(hào)與所述反饋信號(hào)的相位一致(align)。當(dāng)使所述反饋信號(hào)和所述參考信號(hào)的所述相位(例如,時(shí)鐘沿) 達(dá)到一致時(shí),認(rèn)為PLL被鎖定。因此,通過(guò)測(cè)量可以用來(lái)改變提供給受控振蕩器的控制信號(hào)的相位差,使得PLL能夠維持相對(duì)于參考信號(hào)具有恒定相位角的穩(wěn)定輸出信號(hào)。


圖1示出了配置為降低噪聲并改善性能的鎖相環(huán)的第一實(shí)施例的框圖。圖2A-2B示出了顯示通過(guò)交換相位檢測(cè)器的物理輸入而從第一頻率到第二較高頻率的上變換的信號(hào)圖。圖3A-;3B示出了在增加的時(shí)間段上延長(zhǎng)以顯示相位差的頻率的上變換的圖2A-2B 的信號(hào)圖。圖4示出了顯示通過(guò)相位檢測(cè)前后的頻率變換的噪聲抑制的圖。圖5示出了如本文提供的數(shù)字鎖相環(huán)的更詳細(xì)實(shí)施例的框圖。圖6示出了顯示如本文提供的上變換器的示意圖的示例性實(shí)施例。圖7示出了顯示如本文提供的上變換器的示意圖的示例性實(shí)施例。圖8示出了用于降低閃變?cè)肼暡⒏纳奇i相環(huán)性能的示例性方法。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明,其中自始至終使用類似的參考數(shù)字來(lái)指代類似的元件,并且其中不必按比例繪制所示出的結(jié)構(gòu)和器件。鎖相環(huán)(PLL)是一種控制系統(tǒng),其生成相對(duì)于參考信號(hào)具有被鎖定或者以其它方式滿足預(yù)定相位關(guān)系的相位的輸出信號(hào)。PLL系統(tǒng)的一個(gè)相關(guān)性能參數(shù)是輸出信號(hào)的相位噪聲。相位檢測(cè)器可能是PLL系統(tǒng)中的大噪聲源,從而影響PLL相位噪聲性能。相位檢測(cè)器內(nèi)的某些噪聲生成機(jī)構(gòu)生成具有不是在頻率上均勻分布(白噪聲)而是作為代替集中在低頻率處的噪聲功率的噪聲。這種噪聲,稱作閃變?cè)肼暬颚?f噪聲,包括大部分的有害系統(tǒng)噪聲并且可能由PLL相位檢測(cè)器內(nèi)的多個(gè)源產(chǎn)生,例如包括導(dǎo)電溝道中的雜質(zhì)和由于基極電流引起的晶體管中的生成及復(fù)合噪聲。因此,隨著半導(dǎo)體器件的最小特征尺寸縮小—— 造成較小的器件溝道長(zhǎng)度,有源器件的閃變?cè)肼晫⒃黾樱瑥亩鴮?dǎo)致相位檢測(cè)器變成增加的性能擾亂噪聲源。根據(jù)控制環(huán)路理論,理解到在環(huán)路帶寬(即,環(huán)增益大于1所在的頻率范圍)內(nèi), 將在PLL輸出處可見來(lái)自所述相位檢測(cè)器的噪聲,但是在所述環(huán)路帶寬外,來(lái)自所述相位檢測(cè)器的噪聲將被環(huán)路濾波器抑制。不幸的是,來(lái)自相位檢測(cè)器的低頻噪聲(例如,閃變?cè)肼?通常落在所述環(huán)路帶寬內(nèi),因此在PLL輸出處可見,造成PLL相位噪聲性能的退化。通常,相位檢測(cè)器的操作頻率——參考頻率f,ef(例如,26MHz)——比環(huán)路帶寬(例如,100kHz)高得多。而且,相位檢測(cè)器的Nyquist (尼奎斯特)帶寬——fMf/2(例如,13MHz)——也比所述環(huán)路帶寬高。在理解這些事實(shí)后,發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種用于通過(guò)降低PLL內(nèi)的閃變?cè)肼晛?lái)改善相位檢測(cè)操作的方法和裝置。在一個(gè)實(shí)施例中,所述方法和裝置包括提供信號(hào)給配置為在為相位檢測(cè)提供信號(hào)前執(zhí)行它們之間的相位差的頻率變換的第一頻率變換器。在相位檢測(cè)前的這個(gè)頻率變換(上變換)期間,把到相位檢測(cè)電路的輸入信號(hào)的相位差中的帶內(nèi)頻率分量(即,環(huán)路帶寬中的頻率分量)從其中相位檢測(cè)電路的相位噪聲性能為差的帶內(nèi)頻率范圍變換到其中相位檢測(cè)電路的相位噪聲性能得以改善的第二(例如,較高)頻率范圍。由相位檢測(cè)產(chǎn)生的誤差信號(hào)然后可以被提供給第二頻率變換器。在相位檢測(cè)后的這個(gè)頻率變換(下變換)期間,把第二頻率范圍中的誤差信號(hào)的信號(hào)分量變換到實(shí)質(zhì)上等于原始帶內(nèi)頻率范圍的(例如,較低)頻率范圍,從而把處于帶內(nèi)頻率范圍的相位檢測(cè)電路產(chǎn)生的噪聲分量變換到環(huán)路濾波器容易過(guò)濾的在環(huán)路帶寬外的另一個(gè)(例如,較高)頻率范圍。因此, 如本文提供的,通過(guò)輸入到相位檢測(cè)器的信號(hào)之間的相位差的頻率變換(上變換)接著是從相位檢測(cè)器輸出的誤差信號(hào)的頻率變換(下變換)來(lái)改善PLL的性能。圖1示出了具有配置為降低低頻噪聲并改善PLL性能的低頻噪聲抑制電路的鎖相環(huán)100的第一實(shí)施例的框圖。如圖1所示,上變換器102配置為在第一輸入節(jié)點(diǎn)IN1處接收反饋信號(hào)^而在第二輸入節(jié)點(diǎn)IN2處接收參考信號(hào)Skef并且生成兩個(gè)輸出信號(hào)‘和 Seef‘。特別地,上變換器102配置為執(zhí)行輸入信號(hào)之間的第一相位差的頻率變換并且輸出此作為第一輸出信號(hào)Sfb‘和第二信號(hào)Skef'之間的第二相位差。在這個(gè)頻率變換期間,處理輸入信號(hào)的第一相位差中的帶內(nèi)頻率分量,使得可以把它們輸出作為輸出信號(hào)的第二相位差中的上變換的信號(hào)分量。具有第二相位差中的上變換的信號(hào)分量的所述輸出信號(hào)被提供給確定誤差信號(hào) Seee‘的相位檢測(cè)器104。然后把具有這些上變換的信號(hào)分量的誤差信號(hào)輸出給配置為下變換所述誤差信號(hào)的下變換器106。在這個(gè)頻率變換期間,誤差信號(hào)中的上變換的信號(hào)分量可以被下變換回到較低頻率(例如,它們的原始、預(yù)上變換的頻率)以形成誤差信號(hào)Sekk(即, 下變換的誤差信號(hào))。下變換器中的誤差信號(hào)的頻率變換內(nèi)在地把第一頻率范圍中的相位檢測(cè)器產(chǎn)生的低頻噪聲從這個(gè)第一頻率范圍變換到環(huán)路帶寬外的另一個(gè)(例如,較高)頻率范圍,從而使低頻噪聲被上變換到可以被下游環(huán)路濾波器108抑制的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中,上變換器102和下變換器106可以耦接到配置為分別為上變換和下變換提供相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)S。m和知^的控制信號(hào)生成器110,導(dǎo)致在相位檢測(cè)器的輸入處被上變換且在來(lái)自下變換器的輸出處被下變換到實(shí)質(zhì)上原始頻率范圍的頻率分量。在一個(gè)實(shí)施例中,具有相同模式(例如,包括scm*、z之間的延遲以補(bǔ)償信號(hào)處理中的延遲)的相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)被用來(lái)控制上變換和下變換,從而使兩個(gè)信號(hào)內(nèi)在地相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施例中,相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)是周期性的。更特別地,如圖1所示,上變換器102可以配置為通過(guò)根據(jù)用于上變換的控制信號(hào)s。m在它的輸入節(jié)點(diǎn)和它的輸出節(jié)點(diǎn)之間交換接收到的輸入信號(hào)來(lái)執(zhí)行接收到的信號(hào)的相位差的頻率變換。例如,在第一控制信號(hào)狀態(tài)期間,可以在第一相位檢測(cè)器輸入節(jié)點(diǎn) IN1'處輸出反饋信號(hào)Sfb并且可以在第二相位檢測(cè)器輸入節(jié)點(diǎn)DV處輸出參考信號(hào)Skef, 而在第二控制信號(hào)狀態(tài)期間,可以在第二相位檢測(cè)器輸入節(jié)點(diǎn)IN2'處輸出反饋信號(hào)Sfb并且可以在第一相位檢測(cè)器輸入節(jié)點(diǎn)IN1'處輸出參考信號(hào)SKEF。從上變換器102輸出的信號(hào)‘和Skef'被提供給相位檢測(cè)器104。相位檢測(cè)器 104可以配置為測(cè)量這些接收到的信號(hào)(例如,Sfb‘和Skef')之間的相位差。在一個(gè)實(shí)施例中,相位檢測(cè)器104可以通過(guò)測(cè)量接收到的信號(hào)的上升沿之間的時(shí)間延遲來(lái)測(cè)量這些信號(hào)的相位差?;谶@個(gè)測(cè)量,相位檢測(cè)器104將輸出與接收到的信號(hào)之間的相位差成比例
的誤差信號(hào)Sekk ‘。由于相位檢測(cè)器測(cè)量在兩個(gè)相位檢測(cè)器輸入IN1'和m2'處接收的信號(hào)之間的相位差,所以上變換器交換接收到的輸入信號(hào)相當(dāng)于反轉(zhuǎn)所述相位差的極性(例如,取決于控制信號(hào)s。m的狀態(tài),把相位檢測(cè)器輸入信號(hào)的相位差乘以具有+1或-ι的極性的信號(hào))。如果使用具有頻率Frav(例如,fref/2)的周期性控制信號(hào),那么上變換器交換本質(zhì)上將把相位檢測(cè)器的輸入信號(hào)的相位差乘以在+1或-ι之間周期性交替的信號(hào)(時(shí)域觀點(diǎn)) 并且因此把相位差信號(hào)中的低頻分量上變換到大約的頻率范圍(頻域觀點(diǎn))。圖2Α和2Β示出了顯示通過(guò)交換(例如,周期性交換)相位檢測(cè)器的物理輸入來(lái)頻率變換相位差的信號(hào)圖。從PLL控制理論觀點(diǎn)來(lái)看,相位檢測(cè)器的相關(guān)輸入信號(hào)不是瞬態(tài)波形(例如,矩形波),反而這些波形的相位例如由在瞬態(tài)波形上發(fā)生相關(guān)事件(例如,上升沿)時(shí)的時(shí)間點(diǎn)定義。這些事件(例如,上升沿)每個(gè)參考時(shí)鐘周期發(fā)生一次,因此輸入信號(hào)的相位是具有每個(gè)參考時(shí)鐘周期一個(gè)采樣的時(shí)間離散信號(hào)。對(duì)于每個(gè)參考時(shí)鐘周期, 相位檢測(cè)器生成與輸入信號(hào)之間的相位差成比例的誤差信號(hào)的一個(gè)采樣,導(dǎo)致也是具有與輸入信號(hào)相同的數(shù)據(jù)速率的時(shí)間離散信號(hào)的輸出信號(hào)。圖2Α示出了顯示在上變換器的輸入處的信號(hào)和Skef之間的相位差的時(shí)間離散信號(hào)。如圖2Α所示,在第一時(shí)鐘周期期間,在206示出了 Sfb 204和Skef202之間的相位差。 圖2B示出了顯示在上變換器的輸出處的信號(hào)‘和Skef'之間的相位差的時(shí)間離散信號(hào)。 如圖2B所示,在第一時(shí)鐘周期210期間,當(dāng)控制信號(hào) 5。ΤΙ^處于第一邏輯狀態(tài)時(shí),輸入信號(hào)Sfb 和Skef被直接映射到輸出節(jié)點(diǎn)/信號(hào)Sfb‘和Skef'并且上變換器的輸出信號(hào)的相位差214 與上變換器的輸入信號(hào)的相位差206等同。在第二時(shí)鐘周期212期間,當(dāng)控制信號(hào)處于第二邏輯狀態(tài)時(shí),交換輸入信號(hào)到輸出節(jié)點(diǎn)/信號(hào)的映射(輸入信號(hào)Skef和Sfb分別被映射到輸出信號(hào)Sfb‘和Skef')并且上變換器的輸出信號(hào)的相位差216和輸入信號(hào)的相位差 208具有反轉(zhuǎn)的極性,如圖2B所示。因此,交換相位檢測(cè)器的物理輸入信號(hào)相當(dāng)于反轉(zhuǎn)相位檢測(cè)器的輸入信號(hào)的相位差。圖3A和;3B示出了在延長(zhǎng)的時(shí)間段上延長(zhǎng)以顯示相位差的頻率上變換的圖2A-2B 的信號(hào)圖。如圖3A-;3B所示,當(dāng)快速時(shí)變控制信號(hào)、&用于信號(hào)交換時(shí),把具有緩慢變化的相位差(例如,從正到負(fù))的輸入信號(hào)Skef和Sfb變換到具有快速變化的相位差(例如,從正到負(fù))的輸出信號(hào)Skef'和‘。例如,圖3A示出了具有相位差的輸入信號(hào),該相位差具有大致是圖3B所示的上變換的信號(hào)的相位差的周期304的5倍長(zhǎng)的周期302。從頻域觀點(diǎn)來(lái)看,輸入信號(hào)Skef和的相位差中的低頻分量將被變換(移動(dòng))到輸出信號(hào)Skef'和 Sfb'的相位差中的高頻(大約控制信號(hào)的頻率)。從圖2B和;3B將理解到上變換器沒有改變信號(hào)‘和Skef'的時(shí)鐘頻率。作為代替,可以在時(shí)間離散相位差信號(hào)(例如,206和214)上而不是在兩個(gè)物理輸入信號(hào)(例如, Sfb'和Skef')上觀測(cè)到基于改變相位極性的頻率變換,如圖2々和W所示。換言之,提供給相位檢測(cè)器的物理輸入信號(hào)的時(shí)鐘頻率將保持在,而由相位檢測(cè)器確定的檢測(cè)到的相位差具有上變換的頻率。誤差信號(hào)Sekk'可以輸出給下變換器106。下變換器106配置為執(zhí)行包括上變換的信號(hào)分量的誤差信號(hào)的頻率變換(下變換)。在一個(gè)實(shí)施例中,下變換器106可以配置為通過(guò)取決于控制信號(hào)SctkJ (例如,被延遲以補(bǔ)償上變換和下變換電路之間的處理延遲的相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào))改變輸出信號(hào)的極性來(lái)執(zhí)行頻率變換。當(dāng)下變換器106把誤差信號(hào) Seee‘中的上變換的信號(hào)分量下變換回到實(shí)質(zhì)上等于原始頻率范圍的頻率范圍時(shí),它將內(nèi)在地把來(lái)自相位檢測(cè)器的處于帶內(nèi)頻率范圍的噪聲上變換到環(huán)路帶寬外的另一個(gè)(例如, 較高)頻率范圍。圖4示出了顯示通過(guò)相位檢測(cè)前后的頻率變換的噪聲抑制的圖。如圖4所示,在 402顯示的輸入信號(hào)之間的相位差包括具有相位差中的低頻范圍(例如,接近0)的帶內(nèi)頻率分量410和具有較高頻率范圍(例如,上至fMf/2)的帶外頻率分量。在上變換期間,用于上變換和下變換(例如,具有頻率fMf/2 = 13MHz)的相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)將把信號(hào)Sfb和 Seef之間的相位差402變換到信號(hào)Sfb‘和Skef'之間的上變換的相位差404,使帶內(nèi)頻率分量410從在上變換器的輸入處的相位差402中的低頻范圍(例如,DC到100kHz)變換到在上變換器的輸出處的相位差404中的上變換的信號(hào)分量(例如,在大約13MHz的頻率范圍中)。在相位檢測(cè)期間,上變換的相位差40將被測(cè)量并輸出作為誤差信號(hào)406,并且(例如,相位檢測(cè)器產(chǎn)生的處于從DC到IkHz的頻率范圍的)低頻噪聲412將被添加到誤差信號(hào) 406。在下變換期間,誤差信號(hào)406將被變換到下變換的誤差信號(hào)408,使誤差信號(hào)406中的上變換的信號(hào)分量410變換回(例如,從大約13MHz)到實(shí)質(zhì)上等于原始頻率范圍(例如, DC到100kHz)的頻率范圍并且使低頻噪聲分量412變換到高頻范圍(例如,大約13MHz)。 當(dāng)具有上變換的噪聲分量412的下變換的誤差信號(hào)SEKK408可以提供給環(huán)路濾波器108時(shí), 環(huán)路濾波器108將從誤差信號(hào)Sekk移除上變換的噪聲分量412,導(dǎo)致提供給可控振蕩器112 的振蕩器控制信號(hào)具有降低的噪聲。在一個(gè)實(shí)施例中,環(huán)路濾波器108可以包括PLL環(huán)路濾波器。在另一個(gè)實(shí)施例中,環(huán)路濾波器108可以包括FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器。
在備選實(shí)施例中,也如圖1所示,相位檢測(cè)電路114(例如,對(duì)于其中把濾波器配置在下變換器下游后面的實(shí)施例)或116(例如,對(duì)于其中把濾波器配置在下變換器上游的實(shí)施例)可以位于振蕩器112和環(huán)路濾波器108之間的鎖相環(huán)內(nèi)并配置為接收反饋信號(hào)Sfb 和參考信號(hào)SKEF。相位檢測(cè)電路114或116可以配置為基于輸入信號(hào)Sfb和Skef的相位差而輸出誤差信號(hào)Sekk或下變換的誤差信號(hào)Sekk'。在這樣的實(shí)施例中,在相位檢測(cè)期間在某個(gè)頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生的噪聲分量和在相同頻率范圍內(nèi)輸入信號(hào)的相位差中固有的信號(hào)分量從相位檢測(cè)電路輸出作為誤差信號(hào)或下變換的誤差信號(hào)中的正交信號(hào)分量,因此它們可以在進(jìn)一步信號(hào)處理中進(jìn)行區(qū)分并允許噪聲抑制。將理解到本文提供的方法和裝置(例如,圖1所示的裝置)可以應(yīng)用于包括數(shù)字 PLL (即,具有數(shù)字誤差輸出的相位檢測(cè)器和數(shù)字環(huán)路濾波器)或模擬PLL的PLL。在一個(gè)實(shí)施例中,其中PLL 100包括數(shù)字PLL,下變換器106可以通過(guò)使用數(shù)字信號(hào)處理部件來(lái)取決于控制信號(hào)把誤差信號(hào)乘以+1或-1,執(zhí)行對(duì)從相位檢測(cè)器104輸出的誤差信號(hào)的頻率變換。在備選實(shí)施例中,其中PLL 100包括模擬PLL,PLL 100可以包括具有用于誤差信號(hào)Sekk'的差分輸出的相位檢測(cè)器104。在這樣的實(shí)施例中,可以通過(guò)交換差分輸出線路的連接性來(lái)反轉(zhuǎn)誤差信號(hào)Sekk'的極性。如果取決于控制信號(hào)來(lái)進(jìn)行這個(gè)反轉(zhuǎn),則這將導(dǎo)致下變換的差分誤差輸出。在一個(gè)特別實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)開關(guān)可以配置為周期性交換相位檢測(cè)器的差分輸出線路的連接性。所述一個(gè)或多個(gè)開關(guān)可以包括一個(gè)或多個(gè)配置為無(wú)源開關(guān)的MOS晶體管。圖5示出了如本文提供的鎖相環(huán)500的更詳細(xì)實(shí)施例。PLL 500包括利用包括時(shí)間數(shù)字變換器(TDC) 504的相位檢測(cè)器的數(shù)字PLL。PLL 500進(jìn)一步包括上變換器502,該上變換器502配置為接收并上變換包括參考信號(hào)Skef和反饋信號(hào)的輸入信號(hào)的相位差。這兩個(gè)輸入信號(hào)可以包括在PLL 500鎖定時(shí)具有等于參考時(shí)鐘頻率的頻率的數(shù)字信號(hào)。分別把參考信號(hào)Skef和反饋信號(hào)提供給上變換器502內(nèi)包括的一個(gè)或多個(gè)脈沖整形電路516。在一個(gè)實(shí)施例中,所述一個(gè)或多個(gè)脈沖整形電路516配置為把接收到的信號(hào)Sfb和Skef從相對(duì)均勻分布的高和低數(shù)據(jù)狀態(tài)(例如,“1”和“0”)改變?yōu)榉謩e移置 (displace)于其中兩個(gè)信號(hào)都為低(“0”)的較長(zhǎng)脈沖之間的多個(gè)短脈沖的高數(shù)據(jù)狀態(tài) (“1”)。從脈沖整形電路516輸出的短脈沖改善了上變換器502執(zhí)行接收到的輸入信號(hào) Sfb和Skef之間的相位差的上變換而不因在交換時(shí)兩個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該具有相同數(shù)據(jù)狀態(tài)(例如, 低)而生成短毛刺(glitch)的能力。例如,如果TDC相位檢測(cè)器504對(duì)接收到的信號(hào)的正沿起作用,則所述一個(gè)或多個(gè)脈沖整形電路516把接收到的信號(hào)的正沿變換到短脈沖,從而使得更容易擁有脈沖具有用于切換的相同數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)的時(shí)間點(diǎn)。把脈沖整形電路516的輸出提供給交叉耦接的多路復(fù)用器518,其配置為基于控制信號(hào)來(lái)交換第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的脈沖整形的信號(hào)。通過(guò)交換所述脈沖整形的信號(hào),多路復(fù)用器518通過(guò)交換輸入到相位檢測(cè)器504的信號(hào)來(lái)造成在相位檢測(cè)器504的輸入處的相位差的時(shí)變反轉(zhuǎn),從而執(zhí)行所述相位差的頻率變換并導(dǎo)致上變換的相位差。例如,在控制信號(hào)S。m的第一狀態(tài)(例如,高數(shù)據(jù)狀態(tài))期間,多路復(fù)用器518可以配置為提供脈沖整形的反饋信號(hào)給第一 TDC節(jié)點(diǎn)并且提供脈沖整形的參考輸入信號(hào)給第二 TDC節(jié)點(diǎn)。在所述控制信號(hào)的第二狀態(tài)(例如,低數(shù)據(jù)狀態(tài))期間,多路復(fù)用器518可以配置為提供脈沖整形的反饋信號(hào)給第二 TDC節(jié)點(diǎn)并且提供脈沖整形的參考輸入信號(hào)給第一 TDC節(jié)點(diǎn)。TDC相位檢測(cè)器504接收從上變換器502輸出的信號(hào)并且從中測(cè)量用來(lái)確定誤差信號(hào)Sekk'的相位差。下變換器506配置為執(zhí)行誤差信號(hào)S·'的頻率變換。在數(shù)字PLL中,下變換器 506可以利用數(shù)字信號(hào)處理來(lái)取決于控制信號(hào)Scm‘把TDC504的數(shù)字誤差信號(hào)Sekk'乘以 +1和-1,以下變換所述信號(hào)。在下變換器506中的頻率變換期間,TDC相位檢測(cè)器504產(chǎn)生的低頻噪聲將在下變換器506的輸出處內(nèi)在地上變換(例如,到環(huán)路帶寬外的頻率)。在下變換后,可以把具有上變換的低頻噪聲的下變換的誤差信號(hào)Sekk提供給濾波器508。濾波器508抑制來(lái)自TDC相位檢測(cè)器504的低頻噪聲分量,其已被移動(dòng)到PLL環(huán)路帶寬外的較高頻率。因此,濾波器508從所述誤差信號(hào)移除低頻噪聲分量。在一個(gè)實(shí)施例中,環(huán)路濾波器508可以包括FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器。在變換頻率f。_ = 處,具有η個(gè)抽頭的HR濾波器可以用來(lái)對(duì)相位檢測(cè)器輸出的η個(gè)采樣進(jìn)行平均,導(dǎo)致在變換頻率處濾波器傳遞函數(shù)為零。因此,通過(guò)使用^R濾波器,有效地消除變換到該變換頻率或大約變換頻率的來(lái)自相位檢測(cè)器504的DC偏移或低頻噪聲。在一個(gè)實(shí)施例中,模式生成器520配置為生成控制信號(hào),該控制信號(hào)可以提供給上變換器502和下變換器506以控制上變換和下變換。在額外實(shí)施例中,模式生成器520配置為生成具有兩個(gè)邏輯狀態(tài)的模式信號(hào)。在一個(gè)備選實(shí)施例中,模式生成器520配置為生成具有周期IAraw的周期性模式信號(hào)。在另一個(gè)備選實(shí)施例中,模式生成器520配置為生成在兩個(gè)邏輯狀態(tài)之間周期性交替的具有frav = fref/2的模式信號(hào)。在再一個(gè)實(shí)施例中, 模式生成器520可以配置為生成用于相位檢測(cè)器前后的頻率變換的、頻譜整形的偽隨機(jī)噪聲序列。在一個(gè)實(shí)施例中,延遲元件522可以用來(lái)補(bǔ)償上變換器502和下變換器506之間的控制環(huán)路信號(hào)路徑中的延遲(例如,時(shí)鐘延遲)。特別地,延遲元件522使用于上變換器 502的控制信號(hào)S。m與上變換器的輸入信號(hào)時(shí)間一致并且使用于下變換器506的控制信號(hào) Sctel'與下變換器的輸入信號(hào)時(shí)間一致。由振蕩器512輸出的信號(hào)的頻率典型地大于參考信號(hào)的頻率,因此可以在鎖相環(huán)的反饋路徑中配置分頻器(diVider)514(例如,除以N分頻器)。如圖5所示,具有配置為從受控振蕩器512接收振蕩器輸出信號(hào)的第一分頻器輸入和配置為接收分頻器值的第二分頻器輸入的分頻器514配置在受控振蕩器512和上變換器502之間以把振蕩器512的頻率分至較低頻率值。在一個(gè)實(shí)施例中,用于分頻器514的分頻器值可以由塊532(例如, MASHA-Σ調(diào)制器)生成。這個(gè)分頻器值將定義與參考時(shí)鐘頻率相關(guān)的振蕩器頻率。在一個(gè)特別實(shí)施例中,TDC 504可以包括不能測(cè)量正負(fù)延遲(即,能夠測(cè)量延遲的單一極性)的非對(duì)稱相位檢測(cè)器。在這個(gè)實(shí)施例中,相位檢測(cè)器的操作點(diǎn)(即,輸入信號(hào)的平均相位差)不同于零以便停留在相位檢測(cè)器的操作范圍內(nèi)。在PLL控制環(huán)路中,在沒有相位檢測(cè)器前后的上變換和/或下變換的情況下,PLL控制環(huán)路本身可以簡(jiǎn)單地通過(guò)在把相位檢測(cè)器的輸出值傳到環(huán)路濾波器之前從其減去用于相位檢測(cè)器的操作點(diǎn)的參考值而用來(lái)設(shè)置所需的相位檢測(cè)器的操作點(diǎn)。PLL控制環(huán)路然后將調(diào)節(jié)相位檢測(cè)器的操作點(diǎn)接近參考值。然而,當(dāng)在相位檢測(cè)器前后使用上變換和/或下變換器時(shí),這個(gè)方法是不適用的, 因?yàn)镻LL控制環(huán)路中的DC (頻率0)由于頻率變換而在相位檢測(cè)器處不是DC。在這種情況下,通過(guò)添加由偏移生成電路5M所生成的額外時(shí)變分頻器值M來(lái)改變分頻器514的分頻器因子可以用來(lái)給上變換器502傳到相位檢測(cè)器504的信號(hào)生成DC相移。取決于所述額外分頻器值,從分頻器514輸出的反饋信號(hào)的沿可以被移動(dòng)到較晚的時(shí)間點(diǎn)(例如,使分頻器值增加正的額外分頻器值)或較早的時(shí)間點(diǎn)(例如,使分頻器值減少負(fù)的額外分頻器值)。 如果使反饋信號(hào)的這個(gè)相移與上變換器中的相位反轉(zhuǎn)適當(dāng)?shù)匾恢?,那么可以在上變換器的輸出處,也就是在相位檢測(cè)器的輸入處,生成DC相移。如果這個(gè)額外時(shí)變分頻器值M的平均值為零,那么振蕩器的平均頻率將不變化。圖5示出了偏移生成電路524的一個(gè)示例性實(shí)施例,該偏移生成電路5M配置為給分頻器514提供額外時(shí)變分頻器值M以設(shè)立(set up)相位檢測(cè)器504的操作點(diǎn)。如圖5 所示,偏移生成電路5M利用來(lái)自模式生成器520的信號(hào),該信號(hào)也用作用于上變換和下變換的控制信號(hào)。所述額外值生成器5 配置為接收操作點(diǎn)輸入信號(hào)PD_0P,其取決于模式信號(hào)而通過(guò)乘法器528與值(例如,+1或-1)相乘。然后確定相乘信號(hào)與延遲元件530中延遲一個(gè)時(shí)鐘循環(huán)的相乘信號(hào)之間的差,并且然后把這個(gè)額外時(shí)變分頻器值M經(jīng)由具有連接到分頻器(frequency divider) 514的輸出的加法器5;34而添加到塊532(例如,MASH生成器)的輸出。通過(guò)這種方式,所述額外時(shí)變分頻器值M配置為給上變換器的輸出信號(hào)的相位差造成靜態(tài)移動(dòng),其提供給相位檢測(cè)器504。這個(gè)相移與操作點(diǎn)輸入信號(hào)PD_0P成比例。 據(jù)此,所述偏移生成電路5M允許在操作期間對(duì)相位檢測(cè)器的操作點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)改變而不造成任何干擾。將理解到圖5示出了可以用來(lái)改變相位檢測(cè)器504的操作點(diǎn)的電路(例如,額外值生成器526)的一個(gè)示例性實(shí)施例。然而,發(fā)明人理解到備選電路也可以用來(lái)改變相位檢測(cè)器504的操作點(diǎn)(例如,包括在相位檢測(cè)器的一個(gè)輸入處的延遲元件的電路)。將理解到通過(guò)調(diào)整本文提供(例如,圖5所示)的PLL系統(tǒng)的參數(shù),可以進(jìn)一步改善所述PLL系統(tǒng)的性能。例如,在其中用于上變換和下變換二者的控制信號(hào)是周期性的并且具有m個(gè)參考時(shí)鐘循環(huán)的周期的一個(gè)實(shí)施例中,基于具有m個(gè)抽頭的HR濾波器的抽取 (decimation)濾波器可以用來(lái)使從相位檢測(cè)器輸出的誤差信號(hào)的數(shù)據(jù)速率降低為1/m(例如,至fKEF/m)。如果據(jù)此給所述控制信號(hào)選擇抽頭系數(shù)的極性,那么可以在HR濾波器計(jì)算過(guò)程中實(shí)現(xiàn)所述誤差信號(hào)的下變換。如果所有抽頭系數(shù)的和為零,那么濾波器將抑制來(lái)自相位檢測(cè)器的任何DC偏移和來(lái)自相位檢測(cè)器的低頻噪聲。在其中m = 2 ( S卩,fC0NV = fEEF/2) 的一個(gè)實(shí)施例中,這種計(jì)算包括減去所述誤差信號(hào)的兩個(gè)連續(xù)的輸出值以計(jì)算抽取的誤差信號(hào)的一個(gè)值。如果使用誤差輸出信號(hào)的抽取,那么把抽取后的數(shù)據(jù)速率減少為1/2,從而允許可以以降低的數(shù)據(jù)速率fKEF/2進(jìn)行PLL環(huán)路濾波器中的進(jìn)一步信號(hào)處理。如果在參考信號(hào)的上升時(shí)鐘沿和下降時(shí)鐘沿上操作上變換器和/或相位檢測(cè)器, 則可以實(shí)現(xiàn)額外PLL性能改善。在這樣的實(shí)施例中,用于相位檢測(cè)的參考信號(hào)的頻率被加倍并且這除了去除低頻噪聲之外還可以提供白噪聲/抖動(dòng)性能中的3dB改善。在一個(gè)實(shí)施例中,相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)的頻率可以等于(在頻率加倍之前)參考信號(hào)的頻率。在這個(gè)實(shí)施例中,參考信號(hào)的占空比離50%的任何偏離將在相位檢測(cè)器處生成DC相位偏移,并且正如低頻噪聲那樣可以在環(huán)路濾波器中得以抑制。在另一個(gè)實(shí)施例中,可以為下變換執(zhí)行從數(shù)字相位檢測(cè)器輸出的誤差信號(hào)按因子為2的抽取。在這個(gè)實(shí)施例中,抽取后的數(shù)據(jù)速率將相當(dāng)于在頻率加倍之前參考信號(hào)的原始頻率。在其中模擬相位檢測(cè)器利用來(lái)自相位檢測(cè)器的復(fù)位信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例(未顯示) 中,所述復(fù)位信號(hào)可以除以2并且用作用于上變換器和下變換器的控制信號(hào)。特別地,在相位檢測(cè)器內(nèi)可用的復(fù)位或“測(cè)量完成信號(hào)”可以被用來(lái)獲取用于上變換器中的多路復(fù)用器 (例如,518)的控制信號(hào),其在用于當(dāng)前延遲測(cè)量的輸入信號(hào)的最晚脈沖之后和用于下一測(cè)量的兩個(gè)輸入信號(hào)的最早脈沖之前改變狀態(tài)。圖6示出了如本文提供的上變換器600的更詳細(xì)實(shí)施例。如圖6所示,上變換器 600包括脈沖整形電路606和608,其配置為把接收到的信號(hào)(例如,脈沖Sfb和Skef)的脈沖整形為包括允許上變換器避免毛刺的短脈沖的整形信號(hào)。上變換器600還包括配置為在相位檢測(cè)器的輸入之間交換短脈沖的交換電路604。在一個(gè)實(shí)施例中,圖6中示出的脈沖整形電路606、608可以分別包括兩條配置為給數(shù)字邏輯門612(例如,與(AND)門)提供信號(hào)(例如,參考輸入信號(hào)Skef、反饋信號(hào)^b) 的信號(hào)路徑。第一信號(hào)路徑把所述信號(hào)直接耦接到邏輯門612。包括一串一個(gè)或多個(gè)延遲元件610(例如,緩沖器)的第二信號(hào)路徑配置為給所述信號(hào)提供延遲。因此,通過(guò)所述第一和第二路徑接收的信號(hào)將包括彼此相對(duì)的偏移,使得在邏輯門612處接收的信號(hào)的上升沿被在時(shí)間上偏移。如圖6所示,數(shù)字邏輯門612包括具有反轉(zhuǎn)輸入的與門。當(dāng)所述與門接收具有高數(shù)據(jù)狀態(tài)的第一信號(hào)和具有低數(shù)據(jù)狀態(tài)的第二信號(hào)時(shí),它將輸出具有高數(shù)據(jù)狀態(tài)的信號(hào)。否則,對(duì)于所有其它的信號(hào)組合(例如,具有低數(shù)據(jù)狀態(tài)的第一及第二信號(hào)),與門612將輸出具有低數(shù)據(jù)狀態(tài)的信號(hào)。據(jù)此,與門612將輸出包括被具有低數(shù)據(jù)狀態(tài)的較長(zhǎng)脈沖包圍的具有高數(shù)據(jù)狀態(tài)的短脈沖的信號(hào),其中脈沖的長(zhǎng)度由延遲元件610中的延遲確定。在一個(gè)實(shí)施例中,交換電路604可以配置為在相位檢測(cè)器的第一端子IN1'和第二端子之間交換脈沖生成的反饋信號(hào)和參考輸入信號(hào),使得在相位檢測(cè)器輸入處不生成人工沿(即,毛刺)。例如,提供給交換電路604的信號(hào)在相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)S。m造成交換時(shí)的時(shí)間具有相同的邏輯狀態(tài)。通常,如果PLL被鎖定,則用于相位比較的兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)沿之間的時(shí)間差與參考時(shí)鐘周期相比是小的。如果可以把兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)沿變換到相同邏輯狀態(tài)的短脈沖,那么脈沖信號(hào)將在參考周期的高部分期間具有相同的邏輯狀態(tài)。這使得易于使用于交換電路604 (例如,多路復(fù)用器)的控制信號(hào)適當(dāng)?shù)匾恢?延遲到其中兩個(gè)信號(hào)都具有相同邏輯狀態(tài)的周期。備選地,在PLL操作的開始時(shí),如果PLL沒被鎖定,則使上變換和下變換去激活并且然后在PLL穩(wěn)定下來(lái)(settle)后激活上變換和下變換可能是有益的,并且用于相位比較的兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)沿之間的時(shí)間差足夠小以確保在交換電路 604處的無(wú)毛刺切換。圖7示出了包括第一脈沖整形電路702和第二脈沖整形電路704的上變換器700 的備選實(shí)施例。如圖7所示,所述第二脈沖整形電路704配置為執(zhí)行脈沖整形和頻率加倍二者。特別地,所述第二脈沖整形電路704包括兩條配置為給數(shù)字邏輯門706(例如,異或 (XOR)門)提供信號(hào)的電流路徑。所述第一路徑把信號(hào)直接耦接到邏輯門706。包括一串一個(gè)或多個(gè)延遲元件708(例如,緩沖器)的所述第二路徑配置為給所述信號(hào)提供延遲。因此,通過(guò)所述第一和第二路徑接收的信號(hào)將包括相對(duì)延遲,使得在邏輯門706處接收的信號(hào)的沿將在時(shí)間上被偏移,導(dǎo)致當(dāng)在所述脈沖整形電路的輸入信號(hào)上發(fā)生上升或下降沿時(shí)在輸出處的短脈沖。圖8示出了一種用于降低鎖相環(huán)中的低頻閃變?cè)肼暤氖纠苑椒?00。該方法包括執(zhí)行輸入信號(hào)之間的相位差的頻率變換,導(dǎo)致所述相位差中的噪聲性能相關(guān)頻率分量從第一頻率范圍變換到第二(例如,較高)頻率范圍。由相位檢測(cè)產(chǎn)生的誤差信號(hào)的頻率然后被頻率下變換到實(shí)質(zhì)上等于原始頻率范圍的(例如,較低)頻率范圍,從而內(nèi)在地把在相位檢測(cè)期間產(chǎn)生的低頻噪聲變換到另一個(gè)(例如,較高)容易過(guò)濾的頻率范圍。當(dāng)下面把方法800示出并描述為一系列動(dòng)作或事件時(shí),將理解到不要以限制的意義解釋這些動(dòng)作或事件的所示出次序。例如,某些動(dòng)作可以以不同次序和/或與除本文示出和/或描述的那些動(dòng)作或事件之外的其它動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。此外,可能不需要所有示出的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)本文公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)方面或?qū)嵤├?。而且,可以以一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)動(dòng)作和/或階段來(lái)實(shí)施本文敘述的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。在802,生成一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中,所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)可以包括使用實(shí)質(zhì)上相同的模式(例如,包括其間的延遲以補(bǔ)償信號(hào)處理中的延遲)來(lái)控制上變換(例如,806)和下變換(例如,810) 二者的相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)。在另一個(gè)額外實(shí)施例中,所述一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)可以包括用于上變換和下變換的具有等于一半?yún)⒖紩r(shí)鐘頻率fref/2( S卩,Nyquist頻率)的頻率fC0NV的交替信號(hào)。 在804,接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)。所述輸入信號(hào)可以包括從PLL外的源接收的參考信號(hào)和從PLL反饋環(huán)路接收的反饋信號(hào)。在806,上變換接收到的輸入信號(hào)之間的相位差的噪聲性能相關(guān)頻率分量。在一個(gè)實(shí)施例中,上變換可以包括把接收到的輸入信號(hào)的相位差的信號(hào)分量從(例如,其中相位檢測(cè)器的噪聲性能為差的PLL環(huán)路帶寬內(nèi)的)第一頻率范圍頻率變換到另一個(gè)(例如,較高)頻率范圍,導(dǎo)致輸出信號(hào)具有基于接收到的輸入信號(hào)的噪聲性能相關(guān)頻率分量的、輸出信號(hào)的相位差中的上變換的信號(hào)分量。在其中在PLL中執(zhí)行方法800的一個(gè)實(shí)施例中,上變換包括把輸入信號(hào)之間的相位差的帶內(nèi)頻率分量從其中相位檢測(cè)器的相位噪聲性能為差的帶內(nèi)頻率范圍變換到其中相位檢測(cè)器的相位噪聲性能得以改善的另一個(gè)頻率范圍。在一個(gè)實(shí)施例中,可以根據(jù)(例如,在802生成的)控制信號(hào)或時(shí)鐘信號(hào)來(lái)上變換(一個(gè)或多個(gè))接收到的信號(hào)(例如,參考信號(hào)和反饋信號(hào))的相位差。在一個(gè)實(shí)施例中,可以通過(guò)以頻率 ·ωΝν周期性反轉(zhuǎn)接收到的輸入信號(hào)之間的相位差的極性來(lái)執(zhí)行輸入信號(hào)之間的相位差的頻率變換。例如,在其中把上變換的信號(hào)提供給相位檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例中,這可以通過(guò)在相位檢測(cè)器的第一和二輸入節(jié)點(diǎn)之間以頻率 fcONV交換接收到的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在808,執(zhí)行相位檢測(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中,相位檢測(cè)可以包括測(cè)量由上變換產(chǎn)生的信號(hào)之間的相位差(例如,反饋信號(hào)和參考信號(hào)的上升沿之間的時(shí)間差)以及生成與測(cè)量的所述差的值成比例的誤差信號(hào)。在810,執(zhí)行所述誤差信號(hào)的下變換。所述誤差信號(hào)的下變換可以包括把所述誤差信號(hào)的上變換的頻率分量頻率變換到實(shí)質(zhì)上等于原始的、預(yù)上變換的頻率范圍的(例如,較低)頻率范圍。在所述誤差信號(hào)的下變換期間,相位檢測(cè)期間產(chǎn)生的低頻噪聲分量將被上變換到另一個(gè)(例如,較高)頻率范圍。在一個(gè)實(shí)施例中,把低頻噪聲上變換到容易過(guò)濾的環(huán)路帶寬外的頻率范圍。將理解到所述誤差信號(hào)的下變換可以包括經(jīng)受相位檢測(cè)和下變換之間的中間處理的誤差信號(hào)的下變換。例如,所述誤差信號(hào)的下變換可以包括在相位檢測(cè)之后和在下變換之前過(guò)濾的誤差信號(hào)的下變換。在一個(gè)實(shí)施例中,可以通過(guò)以頻率周期性反轉(zhuǎn)誤差信號(hào)的極性來(lái)執(zhí)行誤差信號(hào)的下變換。例如,在一個(gè)實(shí)施例中,下變換可以包括根據(jù)用來(lái)執(zhí)行上變換(例如,動(dòng)作 804)和下變換二者的相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)或時(shí)鐘信號(hào)而周期性交換PLL相位檢測(cè)器的差分輸出節(jié)點(diǎn)。在備選實(shí)施例中,可以通過(guò)使用數(shù)字信號(hào)處理部件把誤差信號(hào)周期性乘以+1 和-ι來(lái)執(zhí)行下變換。在812,過(guò)濾具有上變換的低頻噪聲的下變換的誤差信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中,過(guò)濾所述下變換的誤差信號(hào)從所述誤差信號(hào)移除環(huán)路帶寬外的上變換的低頻噪聲分量,導(dǎo)致具有降低的噪聲的誤差信號(hào)。盡管關(guān)于一種或多種實(shí)現(xiàn)方式示出和描述了本發(fā)明,但是可以對(duì)所示出的示例進(jìn)行更改或修改而不偏離附加的權(quán)利要求的精神和范圍。例如,本領(lǐng)域的一位普通技術(shù)人員將容易理解到環(huán)路濾波器可以放置在下變換器前而不更改本發(fā)明的操作(例如,配置為接收下變換器前的相位檢測(cè)器的輸出的帶通濾波器可以替代圖1和4所示的下變換器后的低通濾波器)。而且,關(guān)于由上述組件或結(jié)構(gòu)(配件、器件、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的各種操作,除非另有說(shuō)明,用來(lái)描述這些組件的術(shù)語(yǔ)(包括對(duì)“部件”的引用)旨在對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所述組件的指定功能的任何組件或結(jié)構(gòu)(例如,其是功能上相當(dāng)?shù)?,即使結(jié)構(gòu)上不相當(dāng)于執(zhí)行本文示出的本發(fā)明示例性實(shí)現(xiàn)方式中的功能的所公開結(jié)構(gòu)。此外,盡管可能僅關(guān)于若干實(shí)現(xiàn)方式中的一種來(lái)公開本發(fā)明的特別特征,但是這樣的特征可以與其它實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)或多個(gè)其它特征組合,這可能對(duì)于任何給定或特別應(yīng)用而言是所需的和有利的。而且,就在任一詳細(xì)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中使用術(shù)語(yǔ)“包含”、“含有”、“具有”、“擁有”、“帶有”及其變體而言,這些術(shù)語(yǔ)以類似于術(shù)語(yǔ)“包括”的方式旨在是包括的。
權(quán)利要求
1.一種噪聲抑制電路,包括相位檢測(cè)電路,配置為接收其間具有第一相位差的反饋信號(hào)和參考信號(hào)并且輸出誤差信號(hào)或下變換的誤差信號(hào),其中在相位檢測(cè)期間產(chǎn)生的在頻率范圍內(nèi)的噪聲分量和在相同頻率范圍內(nèi)的所述第一相位差中的信號(hào)分量從所述相位檢測(cè)電路輸出作為所述誤差信號(hào)中的可區(qū)別正交分量。
2.權(quán)利要求1的所述電路,其中所述相位檢測(cè)電路包括上變換器,配置為接收其間具有所述第一相位差的所述反饋信號(hào)和所述參考信號(hào),并且進(jìn)一步配置為執(zhí)行所述第一相位差的頻率變換以從所述第一相位差生成第一輸出信號(hào)與第二輸出信號(hào)之間的第二相位差,從而把所述第一相位差的噪聲性能相關(guān)頻率分量變換到所述第二相位差的上變換的頻率分量;以及相位檢測(cè)器,配置為從所述上變換器接收第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)并且測(cè)量其間的所述第二相位差,并且進(jìn)一步配置為基于測(cè)量的第二相位差來(lái)確定所述誤差信號(hào)。
3.權(quán)利要求2的所述電路,其中通過(guò)基于時(shí)變控制信號(hào)而備選地如下操作來(lái)執(zhí)行所述上變換器中的頻率變換提供所述反饋信號(hào)給第一上變換器輸出節(jié)點(diǎn)并且提供所述參考信號(hào)給第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn);或者提供所述反饋信號(hào)給所述第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn)并且提供所述參考信號(hào)給所述第一上變換器輸出節(jié)點(diǎn)。
4.權(quán)利要求1的所述電路,其中所述相位檢測(cè)電路被包括在鎖相環(huán)內(nèi),并且其中所述相位檢測(cè)電路包括上變換器,配置為接收其間具有所述第一相位差的所述反饋信號(hào)和參考信號(hào),并且進(jìn)一步配置為執(zhí)行所述第一相位差的頻率變換以從所述第一相位差生成第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)之間的第二相位差,從而把所述第一相位差的帶內(nèi)頻率分量上變換到所述第二相位差中的較高頻率;相位檢測(cè)器,配置為從所述上變換器接收第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)并且測(cè)量其間的所述第二相位差,并且進(jìn)一步配置為基于測(cè)量的第二相位差來(lái)確定所述誤差信號(hào);以及下變換器,配置為執(zhí)行頻率變換以基于從所述相位檢測(cè)器輸出的所述誤差信號(hào)來(lái)提供所述下變換的誤差信號(hào),從而下變換所述上變換的帶內(nèi)頻率分量并且把處于帶內(nèi)頻率的所述誤差信號(hào)中的由所述相位檢測(cè)器產(chǎn)生的低頻噪聲分量變換成所述下變換的誤差信號(hào)中的較高頻率。
5.權(quán)利要求4的所述電路,進(jìn)一步包括配置為生成相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)的控制信號(hào)生成器,所述相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)被所述上變換器用來(lái)執(zhí)行所述第一相位差的頻率變換以生成第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)之間的所述第二相位差;以及被所述下變換器用于所述頻率變換以基于從所述相位檢測(cè)器輸出的所述誤差信號(hào)來(lái)提供所述下變換的誤差信號(hào)。
6.權(quán)利要求5的所述電路,其中所述上變換器配置為基于相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)之一來(lái)反轉(zhuǎn)所述第一相位差的極性。
7.權(quán)利要求6的所述電路,其中基于相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)之一,所述上變換器配置為備選地提供所述反饋信號(hào)給第一上變換器輸出節(jié)點(diǎn)并且提供所述參考信號(hào)給第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn);或提供所述反饋信號(hào)給所述第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn)并且提供所述參考信號(hào)給所述第一上變換器輸出節(jié)點(diǎn)。
8.權(quán)利要求5的所述電路,其中所述下變換器配置為基于相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)之一來(lái)反轉(zhuǎn)從所述相位檢測(cè)器輸出的所述誤差信號(hào)的極性。
9.權(quán)利要求8的所述電路,其中所述相位檢測(cè)器配置為提供差分誤差輸出,使得所述下變換器通過(guò)交換所述差分誤差輸出的信號(hào)來(lái)反轉(zhuǎn)所述誤差信號(hào)的極性。
10.權(quán)利要求7的所述電路,其中所述上變換器進(jìn)一步包括配置為接收所述參考信號(hào)并輸出整形信號(hào)的脈沖整形電路,所述整形信號(hào)具有被具有第二數(shù)據(jù)狀態(tài)的較長(zhǎng)脈沖包圍的具有第一數(shù)據(jù)狀態(tài)的短脈沖。
11.權(quán)利要求5的所述電路,進(jìn)一步包括HR濾波器,所述HR濾波器配置為接收所述下變換的誤差信號(hào)并且過(guò)濾從所述相位檢測(cè)器產(chǎn)生的所述低頻噪聲分量,其在所述下變換器中執(zhí)行的頻率變換期間已被上變換到較高頻率。
12.權(quán)利要求5的所述電路,進(jìn)一步包括受控振蕩器,具有控制輸入和提供振蕩器輸出信號(hào)的輸出;位于鎖相環(huán)的反饋路徑中的分頻器,該分頻器包括第一分頻器輸入,配置為從所述受控振蕩器接收所述振蕩器輸出信號(hào),第二分頻器輸入,配置為接收分頻器值,以及分頻器輸出,配置為提供所述反饋信號(hào)給所述上變換器;偏移生成電路,配置為提供額外時(shí)變偏移值給所述分頻器值,其中所述額外時(shí)變偏移值給所述上變換器的第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)之間的所述第二相位差造成靜態(tài)移動(dòng)。
13.權(quán)利要求12的所述電路,其中所述偏移生成電路包括額外值生成器,包括乘法器,配置為取決于所述相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)之一而把操作點(diǎn)輸入信號(hào)乘以+1 或-1的值,以及連接到所述乘法器的輸出的延遲元件;具有連接到所述分頻器的輸出的加法器,其中所述加法器配置為計(jì)算所述乘法器的輸出和所述延遲元件的輸出之間的差。
14.權(quán)利要求5的所述電路,其中所述相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)包括周期性信號(hào)。
15.權(quán)利要求5的所述電路,其中所述上變換器和所述相位檢測(cè)器配置為對(duì)所述參考信號(hào)的上升沿和下降時(shí)鐘沿起作用。
16.權(quán)利要求15的所述電路,其中在所述下變換器的輸出處的數(shù)據(jù)速率按2的因子進(jìn)行抽取。
17.一種用于降低鎖相環(huán)中的閃變?cè)肼暤姆椒?,包括通過(guò)執(zhí)行參考信號(hào)和反饋信號(hào)之間的第一相位差的頻率變換來(lái)上變換所述第一相位差以生成上變換的相位差,其中所述上變換的相位差包括從所述第一相位差的噪聲性能相關(guān)頻率分量上變換的頻率分量;測(cè)量所述上變換的相位差并且基于所述上變換的相位差來(lái)生成誤差信號(hào);以及通過(guò)執(zhí)行所述誤差信號(hào)的頻率變換來(lái)下變換所述誤差信號(hào)以生成下變換的誤差信號(hào), 并且其中在測(cè)量所述上變換的相位差期間所產(chǎn)生的低頻噪聲將被頻率變換到較高頻率并且輸出作為所述下變換的誤差信號(hào)中的上變換的低頻噪聲。
18.權(quán)利要求17的所述方法,進(jìn)一步包括生成相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào),所述相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)被用來(lái)執(zhí)行所述第一相位差的頻率變換和用于下變換所述誤差信號(hào)的頻率變換二者。
19.權(quán)利要求18的所述方法,其中上變換所述第一相位差包括基于所述相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)之一來(lái)反轉(zhuǎn)所述參考信號(hào)和所述反饋信號(hào)之間的所述第一相位差的極性以生成所述上變換的相位差。
20.權(quán)利要求19的所述方法,其中基于所述相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)之一,上變換所述第一相位差包括提供所述反饋信號(hào)給第一上變換器輸出節(jié)點(diǎn)并且提供參考信號(hào)給第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn);或提供所述反饋信號(hào)給所述第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn)并且提供參考信號(hào)給所述第一上變換器輸出節(jié)點(diǎn),其中第一和第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn)之間的所述相位差是所述上變換的相位差。
21.權(quán)利要求18的所述方法,其中下變換所述誤差信號(hào)包括基于所述相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)之一來(lái)反轉(zhuǎn)所述誤差信號(hào)的極性以生成所述下變換的誤差信號(hào)。
22.權(quán)利要求17的所述方法,進(jìn)一步包括從所述下變換的誤差信號(hào)過(guò)濾所述上變換的低頻噪聲。
23.一種低頻噪聲抑制電路,包括上變換器,配置為接收反饋信號(hào)和參考信號(hào)并且基于兩個(gè)或更多相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)之一而備選地提供所述反饋信號(hào)給第一上變換器輸出節(jié)點(diǎn)并且提供所述參考信號(hào)給第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn);或者提供所述反饋信號(hào)給所述第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn)并且提供所述參考信號(hào)給所述第一上變換器輸出節(jié)點(diǎn)相位檢測(cè)器,配置為接收第一或第二上變換器輸出節(jié)點(diǎn)處的信號(hào)并且測(cè)量其間的相位差,并且進(jìn)一步配置為基于測(cè)量的相位差來(lái)確定誤差信號(hào);以及下變換器,配置為通過(guò)如下操作來(lái)執(zhí)行頻率變換以提供下變換的誤差信號(hào)基于所述兩個(gè)或更多相關(guān)聯(lián)的時(shí)變控制信號(hào)之一來(lái)反轉(zhuǎn)從所述相位檢測(cè)器輸出的所述誤差信號(hào)的極性并且從而把處于帶內(nèi)頻率的所述誤差信號(hào)中的由所述相位檢測(cè)器產(chǎn)生的低頻噪聲變換到所述下變換的誤差信號(hào)中的較高頻率。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)來(lái)自相位控制環(huán)路中的相位檢測(cè)器的低頻噪聲的抑制。公開的發(fā)明提供了一種用于通過(guò)抑制由相位檢測(cè)器產(chǎn)生的低頻噪聲來(lái)改善鎖相環(huán)性能的結(jié)構(gòu)和方法。這是通過(guò)把參考信號(hào)和反饋信號(hào)之間的相位差中的帶內(nèi)頻率分量上變換到其中相位檢測(cè)器的噪聲性能被改善的較高頻率范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)的。把上變換的相位差提供給配置為基于這個(gè)相位差來(lái)確定誤差信號(hào)的相位檢測(cè)器。把所述誤差信號(hào)輸出給配置為下變換所述誤差信號(hào)(例如,回到原始頻率范圍)的下變換器,從而在被提供給配置為過(guò)濾上變換的噪聲的濾波器之前內(nèi)在地上變換(由所述相位檢測(cè)器產(chǎn)生的)所述誤差信號(hào)的低頻噪聲,從而導(dǎo)致改善的PLL噪聲性能。
文檔編號(hào)H03L7/085GK102291126SQ20111013767
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
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