全數(shù)字低頻鎖相環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)，尤其涉及一種全數(shù)字低頻鎖相環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]鎖相環(huán)的應(yīng)用越來越廣泛，它經(jīng)歷了模擬鎖相環(huán)路技術(shù)和數(shù)字鎖相環(huán)路技術(shù)時代，直至發(fā)展到今天的智能鎖相環(huán)路技術(shù)。
[0003]模擬鎖相環(huán)的各個部件都是由模擬電路實現(xiàn)，一般由鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器等3部分組成，其中鑒相器用來鑒別輸入信號與輸出信號之間的相位差，并輸出電壓誤差，其噪聲和干擾成分被低通性質(zhì)的環(huán)路濾波器濾除，形成壓控振蕩器的壓控電壓，其作用于壓控振蕩器的結(jié)果是把它的輸出振蕩頻率拉向環(huán)路輸入信號頻率，當二者相等時，即完成鎖定。
[0004]與模擬鎖相環(huán)相比，數(shù)字鎖相環(huán)中的誤差控制信號是離散的數(shù)字信號，而不是模擬電壓，因此受控的輸出電壓的改變是離散的而不是連續(xù)的。另外，環(huán)路組成部件也全用數(shù)字電路實現(xiàn)，改善了模擬鎖相環(huán)穩(wěn)定性差的問題。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了智能鎖相環(huán)路技術(shù)。智能鎖相環(huán)在單片F(xiàn)PGA中就可以實現(xiàn)。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，在低頻率范圍內(nèi)的需求也日益增多，在實際應(yīng)用中輸入信號頻率低于ΙΚΗζ，有的甚至低至1Hz(如GPS秒脈沖的頻率)。在這種情況下，現(xiàn)有的比較成熟的鎖相環(huán)就不能滿足要求了。
[0005]當輸入時鐘脈沖頻率低，鎖相環(huán)追蹤速度就比較慢，這樣就需要利用相位差信息來提高追蹤速度。如GPS秒信號的頻率為1Hz。以最壞的情況下計算，相位差為，即輸入時鐘和本地估算時鐘相差0.5s。如果以鎖相環(huán)每次調(diào)整lus，同相需要500000s。如果每次調(diào)整過多，鎖相時精度達不到要求。
[0006]時鐘抖動在低頻信號中的影響比較明顯。對于ΙΚΗζ的低頻信號，即使時鐘抖動只占信號周期的0.1%，也會出現(xiàn)lus的偏差。這樣的時鐘抖動會導(dǎo)致鎖相環(huán)試圖跟蹤，使鎖相環(huán)的輸出出現(xiàn)抖動。
[0007]低頻信號的鑒相周期較長，很難實現(xiàn)在這么長時間內(nèi)電荷栗存儲的電荷不流失。因此現(xiàn)有的商用鎖相環(huán)無法用于這樣的低頻時鐘信號。另外低頻信號的時鐘抖動可能達到lus以上，這些時鐘抖動是需要濾除的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述問題，本發(fā)明提供一種能夠在較短時間內(nèi)實現(xiàn)對時鐘信號的鎖定并對時鐘信號的時鐘抖動有較強的濾除作用的全數(shù)字低頻鎖相環(huán)。
[0009]本發(fā)明的一種全數(shù)字低頻鎖相環(huán)，包括同時接收參考時鐘和本地時鐘信號并輸出相位差及相位超前滯后信號的數(shù)字鑒相器、與所述數(shù)字鑒相器輸出端相連接收相位差并根據(jù)相位差輸出相應(yīng)加減脈沖串的數(shù)字環(huán)路濾波器、與所述數(shù)字環(huán)路濾波器輸入端相連檢測所述環(huán)路濾波器的隨機徘徊計數(shù)器的進位信號并輸出控制鎖相環(huán)是否鎖定的控制信號的鎖定檢測器、與所述數(shù)字環(huán)路濾波器及所述鎖定檢測器輸出端相連接受加減脈沖串和相位超前滯后控制信號調(diào)節(jié)并輸出時鐘頻率相位的數(shù)字壓控振蕩器。
[0010]其中，所述數(shù)字鑒相器為改進型邊沿控制鑒相器；所述數(shù)字鑒相器包括接收參考時鐘信號的第一數(shù)字觸發(fā)器、接收本地時鐘信號的第二數(shù)字觸發(fā)器、同時與所述第一數(shù)字觸發(fā)器和第二數(shù)字觸發(fā)器相連的邏輯門A、與所述邏輯門A相連并輸出相位差的異或門；所述數(shù)字鑒相器還包括輸入端與所述第一數(shù)字觸發(fā)器相連的邏輯門B以及輸入端與所述第二數(shù)字觸發(fā)器相連的邏輯門C ;所述邏輯門B的輸出端與所述邏輯門C的輸入端相連；所述邏輯門C的輸出端與所述邏輯門B的輸入端相連；所述數(shù)字鑒相器還包括輸入端與所述邏輯門B的輸出端相連并輸出香味超前滯后信號的邏輯門D以及所輸入端與所述邏輯門C的輸出端相連的邏輯門E ;所述邏輯門D的輸出端與所述邏輯門E的輸入端相連；所述邏輯門E的輸出端與所述邏輯門D的輸入端相連。
[0011]此外，所述鎖定檢測器包括檢測所述數(shù)字環(huán)路濾波器的隨機徘徊計數(shù)器的進位信號的計數(shù)器。
[0012]采用本發(fā)明的全數(shù)字低頻鎖相環(huán)，可以明顯的提高追蹤速度，鎖相時也能滿足精度要求，同時，避免鎖相環(huán)的輸出抖動。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的全數(shù)字低頻鎖相環(huán)與時鐘信號連接的組成框圖示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的全數(shù)字低頻鎖相環(huán)采用的數(shù)字鑒相器的組成框圖示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明的全數(shù)字低頻鎖相環(huán)采用的數(shù)字鑒相器輸出超前滯后信號為高時的波形分析圖；
[0016]圖4是本發(fā)明的全數(shù)字低頻鎖相環(huán)采用中的數(shù)字鑒相器輸出超前滯后信號為低時的波形分析圖；
[0017]圖5是本發(fā)明的全數(shù)字低頻鎖相環(huán)采用的鎖定檢測器的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的一種全數(shù)字低頻鎖相環(huán)，包括同時接收參考時鐘和本地時鐘信號并輸出相位差及相位超前滯后信號的數(shù)字鑒相器、與所述數(shù)字鑒相器輸出端相連接收相位差并根據(jù)相位差輸出相應(yīng)加減脈沖串的數(shù)字環(huán)路濾波器、與所述數(shù)字環(huán)路濾波器輸入端相連檢測所述環(huán)路濾波器的隨機徘徊計數(shù)器的進位信號并輸出控制鎖相環(huán)是否鎖定的控制信號的鎖定檢測器、與所述數(shù)字環(huán)路濾波器及所述鎖定檢測器輸出端相連接受加減脈沖串和相位超前滯后控制信號調(diào)節(jié)并輸出時鐘頻率相位的數(shù)字壓控振蕩器。
[0019]其中，如圖2所示，所述數(shù)字鑒相器為改進型邊沿控制鑒相器；所述數(shù)字鑒相器包括接收參考時鐘信號的第一數(shù)字觸發(fā)器、接收本地時鐘信號的第二數(shù)字觸發(fā)器、同時與所述第一數(shù)字觸發(fā)器和第二數(shù)字觸發(fā)器相連的邏輯門A、與所述邏輯門A相連并輸出相位差的異或門；所述數(shù)字鑒相器還包括輸入端與所述第一數(shù)字觸發(fā)器相連的邏輯門B以及輸入端與所述第二數(shù)字觸發(fā)器相連的邏輯門C ;所述邏輯門B的輸出端與所述邏輯門C的輸入端相連；所述邏輯門C的輸出端與所述邏輯門B的輸入端相連；所述數(shù)字鑒相器還包括輸入端與所述邏輯門B的輸出端相連并輸出香味超前滯后信號的邏輯門D以及所輸入端