本公開(kāi)涉及數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)，并且具體涉及使用基于雙dtc的相關(guān)雙采樣來(lái)校準(zhǔn)dtc的方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)是用于諸如數(shù)字極性發(fā)射器、小數(shù)分頻(fractional-n)時(shí)鐘或其它的許多應(yīng)用的非常有希望的解決方案。由于改進(jìn)的系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)(kpi)，dtc能夠?qū)崿F(xiàn)更多應(yīng)用，諸如提高無(wú)線電發(fā)射器效率、支持寬帶寬調(diào)制、生成多個(gè)載波頻率而不需要電感器、提高免疫性、易于移植到新的過(guò)程技術(shù)節(jié)點(diǎn)等。雖然dtc被廣泛使用，但是dtc具有與其相關(guān)聯(lián)的積分非線性(inl)和差分非線性(dnl)，其在dtc的輸出處產(chǎn)生失真、頻譜再生長(zhǎng)和雜散。因此，dtc電路需要被線性化以便實(shí)現(xiàn)最佳性能并滿足當(dāng)前和未來(lái)通信標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求。
附圖說(shuō)明
下面將僅通過(guò)示例來(lái)描述電路、裝置和/或方法的一些示例。在本文中，將參考附圖。
圖1描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)的框圖。
圖2描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)的示例實(shí)施方式。
圖3a示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的第一dtc電路的非線性曲線和具有兩個(gè)dtc之間的時(shí)間差的第二dtc電路的非線性曲線。
圖3b描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于圖2中的系統(tǒng)的搜索和平均算法的時(shí)序圖。
圖4描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)的示例實(shí)施方式。
圖5示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的在校準(zhǔn)圖4系統(tǒng)中的dtc轉(zhuǎn)換器中的曲線端問(wèn)題。
圖6描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)的框圖。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)圖6中的數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)的控制和時(shí)序圖。
圖8示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器的方法的流程圖。
圖9示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器的方法的流程圖。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括dtc電路，該dtc電路包括：第一dtc，被配置為接收第一數(shù)字輸入代碼并且基于第一數(shù)字輸入代碼生成第一dtc輸出信號(hào)；以及第二dtc，被配置為接收第二數(shù)字輸入代碼并且基于第二數(shù)字輸入代碼生成第二dtc輸出信號(hào)，其中第一dtc和第二dtc通過(guò)接收相同的輸入時(shí)鐘信號(hào)而彼此同步。此外，該系統(tǒng)包括：延遲電路，其耦合到第一dtc的輸出路徑并且被配置為向第一dtc輸出信號(hào)施加第一延遲以生成第一延遲dtc輸出信號(hào)；以及相位檢測(cè)器電路，其被配置為確定第一延遲dtc輸出信號(hào)與第二dtc輸出信號(hào)之間的相位差，從而生成相位檢測(cè)器輸出。此外，該系統(tǒng)包括校準(zhǔn)電路，其被配置為將第一dtc的第一數(shù)字輸入代碼調(diào)整為使相位檢測(cè)器輸出最小化的經(jīng)調(diào)整的第一代碼，其中經(jīng)調(diào)整的第一代碼與第二輸入數(shù)字代碼具有預(yù)定的關(guān)系。
在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的方法。該方法包括步驟：基于第一數(shù)字輸入代碼在第一dtc的輸出處生成第一dtc輸出信號(hào)，和基于第二數(shù)字輸入代碼在第二dtc的輸出處生成第二dtc輸出信號(hào)，其中第一dtc和第二dtc彼此耦合。該方法還包括步驟：使用延遲電路對(duì)第一dtc輸出信號(hào)施加第一延遲，以生成第一延遲dtc輸出信號(hào)，并且在相位檢測(cè)器電路處確定第一延遲dtc輸出信號(hào)與第二dtc輸出信號(hào)之間的相位差，從而產(chǎn)生相位檢測(cè)器輸出。此外，該方法包括步驟：使用校準(zhǔn)電路將第一dtc的第一數(shù)字輸入代碼調(diào)整為使相位檢測(cè)器輸出最小化的經(jīng)調(diào)整的第一代碼，其中經(jīng)調(diào)整的第一代碼與第二輸入數(shù)字代碼具有預(yù)定的關(guān)系。
在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括dtc電路，該dtc電路包括第一dtc和第二dtc，它們彼此耦合并且被配置為在第一dtc和第二dtc處交替地接收遞增的數(shù)字代碼，同時(shí)保持另一dtc處于恒定代碼，并且響應(yīng)于遞增的數(shù)字代碼而生成第一輸出并響應(yīng)于未遞增的先前數(shù)字代碼而生成第二輸出。該系統(tǒng)還包括時(shí)間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(tdc)電路，其經(jīng)由第一連接耦合到第一dtc并且經(jīng)由第二連接耦合到第二dtc，并且被配置為：基于遞增的數(shù)字代碼而接收第一輸出并且基于未遞增的先前數(shù)字代碼而接收第二輸出；生成對(duì)應(yīng)于遞增的數(shù)字代碼的第一dtc和第二dtc的輸出的第一時(shí)間差；并且生成對(duì)應(yīng)于先前數(shù)字代碼的第一dtc和第二dtc的輸出的第二時(shí)間差。此外，該系統(tǒng)包括校準(zhǔn)電路，其被配置為基于第一時(shí)間差和第二時(shí)間差來(lái)確定與第一dtc和第二dtc的非線性相關(guān)聯(lián)的測(cè)量；并且被配置為將遞增的數(shù)字代碼交替地提供給第一dtc和第二dtc。在該實(shí)施例中，tdc電路用于確定第一dtc和第二dtc的輸出邊緣之間的時(shí)間差。然而，為了給出更寬的深度，在本公開(kāi)中，使用相位檢測(cè)器電路代替tdc來(lái)確定第一dtc和第二dtc的輸出邊緣之間的相位差或時(shí)間差以生成基于其的時(shí)間差。在一些實(shí)施例中，相位檢測(cè)器電路包括與tdc類似的元件。
在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的方法。該方法包括步驟：在通過(guò)校準(zhǔn)電路彼此耦合的第一dtc和第二dtc處交替地接收遞增的數(shù)字代碼，同時(shí)保持另一dtc處于恒定代碼，并響應(yīng)于遞增的數(shù)字代碼產(chǎn)生第一輸出，以及響應(yīng)于未遞增的先前數(shù)字代碼而產(chǎn)生第二輸出。該方法還包括步驟：在tdc電路處基于遞增的數(shù)字代碼接收第一輸出，并且基于未遞增的先前數(shù)字代碼接收第二輸出，以及生成對(duì)應(yīng)于遞增的數(shù)字代碼的第一dtc和第二dtc的輸出的第一時(shí)間差，和生成對(duì)應(yīng)于先前數(shù)字代碼的第一dtc和第二dtc的輸出的第二時(shí)間差。此外，該方法包括步驟：基于第一時(shí)間差和第二時(shí)間差確定與第一dtc和第二dtc的非線性相關(guān)聯(lián)的測(cè)量。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖描述本公開(kāi)，其中相同的附圖標(biāo)記用于指代文中相同的元件，并且其中所示的結(jié)構(gòu)和設(shè)備不一定按比例繪制。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“組件”、“系統(tǒng)”、“接口”等旨在表示計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)體、硬件、軟件(例如，執(zhí)行中)和/或固件。例如，組件可以是處理器(例如，微處理器、控制器或其他處理設(shè)備)、在處理器上運(yùn)行的進(jìn)程、控制器、對(duì)象、可執(zhí)行程序、程序、存儲(chǔ)設(shè)備、計(jì)算機(jī)、平板pc和/或具有處理設(shè)備的用戶設(shè)備(例如，移動(dòng)電話等)。作為說(shuō)明，在服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用和服務(wù)器也可以是組件。一個(gè)或多個(gè)組件可以駐留在進(jìn)程內(nèi)，并且組件可以位于一個(gè)計(jì)算機(jī)上和/或分布在兩個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)之間。在此可以描述一組元件或一組其他組件，其中術(shù)語(yǔ)“組”可以被解釋為“一個(gè)或多個(gè)”。
此外，這些組件可以從例如其上存儲(chǔ)有各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如，諸如具有模塊)的各種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中執(zhí)行。組件可以經(jīng)由本地和/或遠(yuǎn)程過(guò)程來(lái)通信，例如根據(jù)具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組的信號(hào)(例如，來(lái)自一個(gè)組件的數(shù)據(jù)，所述組件經(jīng)由信號(hào)與本地系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)中的另一個(gè)組件交互，和/或跨越網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)或其他系統(tǒng)的類似網(wǎng)絡(luò)通信)。
作為另一示例，組件可以是具有由通過(guò)電或電子電路操作的機(jī)械部件提供的特定功能的裝置，其中電子或電子電路可以由軟件應(yīng)用或由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的固件應(yīng)用來(lái)操作。一個(gè)或多個(gè)處理器可以在裝置內(nèi)部或外部，并且可以執(zhí)行軟件或固件應(yīng)用的至少一部分。作為又一示例，組件可以是通過(guò)電子部件而不需要機(jī)械部件提供特定功能的裝置；電子組件可以在其中包括一個(gè)或多個(gè)處理器以執(zhí)行至少部分地實(shí)現(xiàn)電子組件的功能的軟件和/或固件。
詞語(yǔ)“示例性”的使用旨在以具體方式呈現(xiàn)概念。如本申請(qǐng)中所使用的，術(shù)語(yǔ)“或”旨在表示包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是說(shuō)，除非另有規(guī)定或從上下文清楚，否則“x使用a或b”旨在表示任何自然的包括性排列。也就是說(shuō)，如果x使用a；x使用b；或x使用a和b兩者，則在任何前述情況下滿足“x使用a或b”。此外，除非另有說(shuō)明或從上下文中清楚地指示單數(shù)形式，否則本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求中使用的冠詞“一”和“一個(gè)”通常應(yīng)被解釋為意指“一個(gè)或多個(gè)”。此外，在詳細(xì)描述和權(quán)利要求書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包括”、“包括了”、“具有”、“有”，“帶有”或其變體的范圍內(nèi)，此類術(shù)語(yǔ)旨在是包括性的，類似于術(shù)語(yǔ)“包括”的方式。
在下面的描述中，闡述了多個(gè)細(xì)節(jié)以提供對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施例的更徹底的解釋。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本公開(kāi)的實(shí)施例。在其他情況下，以框圖形式而不是詳細(xì)地示出公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以避免模糊本公開(kāi)的實(shí)施例。另外，除非另有具體說(shuō)明，否則下文描述的不同實(shí)施例的特征可以彼此組合。
如上所述，dtc電路需要被線性化以便實(shí)現(xiàn)最佳性能并滿足當(dāng)前和未來(lái)通信標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求。沒(méi)有校準(zhǔn)，電路的非線性便不夠好，這限制了實(shí)現(xiàn)802.11ac或802.11ax等高要求標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范的能力。用于校準(zhǔn)inl和dnl的dtc的先前校準(zhǔn)方案通?；赿tc的互補(bǔ)電路，即時(shí)間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(tdc)。由于tdc本質(zhì)上是非線性的，因此需要首先校準(zhǔn)tdc，以便使用tdc來(lái)校準(zhǔn)dtc。tdc可以進(jìn)一步將一些錯(cuò)誤引入dtc校準(zhǔn)。此外，作為大電路的tdc占用大的硅面積并具有許多數(shù)字接口，這使得從成本角度來(lái)看這種解決方案不是有利的。在一些情況下，tdc解決方案比dtc解決方案差，這導(dǎo)致更多的校準(zhǔn)誤差。在本公開(kāi)中，提出了一種用于dtc校準(zhǔn)的方法，其使用2個(gè)dtc之間的相對(duì)相位變化以便學(xué)習(xí)dtc的非線性曲線。
具體地，提出了對(duì)兩個(gè)dtc使用差分相關(guān)雙采樣的dtc的兩個(gè)校準(zhǔn)方案。在第一實(shí)施例中，使用了使用在dtc之一的輸出處具有恒定延遲的兩個(gè)dtc的校準(zhǔn)方案。然后實(shí)現(xiàn)代碼搜索算法以使兩個(gè)dtc的輸出相位相等，并在非線性曲線的每個(gè)部分處計(jì)算代碼導(dǎo)數(shù)(dcode/dt)。對(duì)結(jié)果進(jìn)行積分，給出dtc的完整非線性曲線。在第二實(shí)施例中，采用了使用2個(gè)dtc(沒(méi)有任何添加的延遲)的校準(zhǔn)方案，這兩個(gè)dtc以交疊方式交替遞增，一次一個(gè)代碼。還提供了非常小的tdc，其可捕獲dtc輸出之間的時(shí)間差。時(shí)間差測(cè)量(二階差分)的差異對(duì)每個(gè)代碼將代碼給到時(shí)間值，并且將允許同時(shí)校準(zhǔn)兩個(gè)dtc。
在一些實(shí)施例中，所提出的校準(zhǔn)方案允許tdc消除或tdc的大規(guī)模減小，從而節(jié)省tdc面積，并且允許校準(zhǔn)和數(shù)字支持塊。在一些實(shí)施例中，所提出的用于dtc的校準(zhǔn)方案消除相關(guān)噪聲，例如來(lái)自dtc測(cè)量的閃爍噪聲，因?yàn)閐tc上的所有測(cè)量被區(qū)別地執(zhí)行。此外，由于dtc之間的區(qū)別測(cè)量，與dtc測(cè)量相關(guān)聯(lián)的任何誤差被抵消。在一些實(shí)施例中，可以使用簡(jiǎn)單電路(例如，bang-bang相位檢測(cè)器、隨機(jī)tdc或允許低面積利用率和低功耗的非常短的隨機(jī)閃存tdc)來(lái)完成dtc之間的相位比較。在一些實(shí)施例中，基于2個(gè)dtc之間的相對(duì)相位變化的校準(zhǔn)方案使得具有多于一個(gè)dtc的系統(tǒng)能夠重復(fù)使用其他dtc用于dtc校準(zhǔn)，而不需要增加更多的校準(zhǔn)硬件。
圖1描繪了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)100的框圖。該系統(tǒng)包括dtc電路102、延遲電路104，相位檢測(cè)器電路106和校準(zhǔn)電路108。dtc電路102包括第一dtc102a和第二dtc102b，它們被從本地振蕩器109饋送以相同的輸入時(shí)鐘信號(hào)103。在一些實(shí)施例中，第一dtc102a包括要校準(zhǔn)的dtc，并且第二dtc102b包括參考dtc。在一些實(shí)施例中，第一dtc102a被配置為接收第一數(shù)字輸入代碼110a，并基于第一數(shù)字輸入代碼110a在第一dtc102a的輸出路徑112a中生成第一dtc輸出信號(hào)111a。此外，在一些實(shí)施例中，第二dtc102b被配置為接收第二數(shù)字輸入代碼110b，并且基于第二數(shù)字輸入代碼110在第二dtc102b的輸出路徑112b中生成第二dtc輸出信號(hào)111b。
延遲電路104耦合到dtc電路102，并且被配置為向第一dtc輸出信號(hào)111a或第二dtc輸出信號(hào)111b或兩者提供延遲。在一些實(shí)施例中，延遲電路104可以包括在第一dtc102a的輸出路徑112a中的第一延遲電路(未示出)，其被配置為向第一dtc輸出信號(hào)111a施加第一延遲。此外，在一些實(shí)施例中，延遲電路104可以包括在第二dtc102b的輸出路徑112b中的第二延遲電路(未示出)，其被配置為向第二dtc輸出信號(hào)111b施加第二延遲。在一些實(shí)施例中，施加到第一dtc輸出信號(hào)111a的第一延遲和施加到第二dtc輸出信號(hào)111b的第二延遲相同。
在一些實(shí)施例中，延遲電路104還可以包括被配置為選擇性地將第一延遲施加到第一dtc輸出信號(hào)111a的第一多路復(fù)用器電路，和被配置為選擇性地將第二延遲施加到第二dtc輸出信號(hào)111b的第二多路復(fù)用器電路。相位檢測(cè)器電路106耦合到延遲電路104并且被配置為確定延遲電路104的第一輸出信號(hào)113a和第二輸出信號(hào)113b之間的相位差。在一些實(shí)施例中，延遲電路104的第一輸出信號(hào)113a可以包括第一dtc輸出信號(hào)111a或第一dtc輸出信號(hào)111a的延遲版本。類似地，在一些實(shí)施例中，延遲電路104的第二輸出信號(hào)113b可以包括第二dtc輸出信號(hào)111b或第二dtc輸出信號(hào)111b的延遲版本。
校準(zhǔn)電路108耦合到相位檢測(cè)器電路106且被配置為接收相位檢測(cè)器輸出114。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路108被配置為基于搜索觸發(fā)器116將第一dtc102a的第一數(shù)字輸入代碼110a調(diào)整為使相位檢測(cè)器輸出114最小化的值。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路108可以包括搜索算法，當(dāng)通過(guò)給出搜索觸發(fā)116觸發(fā)時(shí)，該搜索算法將第一dtc102a的第一數(shù)字輸入代碼110a調(diào)整為使延遲電路104的第一輸出信號(hào)113a的相位等于延遲電路104的第二輸出信號(hào)113b的相位的經(jīng)調(diào)整的代碼。在一些實(shí)施例中，在校準(zhǔn)電路108處確定第一dtc102a處的經(jīng)調(diào)整的代碼與第二dtc102b處的參考代碼110b之間的代碼差異。在一些實(shí)施例中，代碼差異對(duì)應(yīng)于圖1中的輸出115。在一些實(shí)施例中，代碼差異給出時(shí)間延遲到要應(yīng)用于第一dtc102a的所需代碼的映射。在一些實(shí)施例中，通過(guò)在整個(gè)可允許范圍內(nèi)改變參考代碼110b，而在參考dtc102b的整個(gè)輸入代碼范圍測(cè)量代碼差異。例如，在使用于特定第二輸入數(shù)字代碼110b的相位檢測(cè)器輸出114最小化時(shí)，遞增第二數(shù)字輸入代碼110b，并且再次觸發(fā)校準(zhǔn)電路108內(nèi)的搜索算法。在參考dtc的整個(gè)輸入代碼范圍重復(fù)代碼差異測(cè)量允許跟蹤第一dtc102a的非線性。
在一些實(shí)施例中，可以基于沿著整個(gè)代碼范圍的代碼差異測(cè)量來(lái)生成數(shù)據(jù)的表或直方圖，以提供用于校正非線性的失真或預(yù)失真映射表。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以被配置為用于測(cè)量和跟蹤dtc的非線性，而不中斷第一dtc102a的正常操作。在一個(gè)方面，可以在開(kāi)機(jī)時(shí)序(poweronsequence)期間測(cè)量或跟蹤dtc非線性(例如，靜態(tài)或動(dòng)態(tài)非線性)。另選地或除此之外，當(dāng)?shù)谝籨tc102a在主動(dòng)傳輸中操作時(shí)，可以跟蹤dtc的非線性。在一些實(shí)施例中，可以基于一些預(yù)定的操作條件，例如，超過(guò)預(yù)定閾值的系統(tǒng)的溫度，來(lái)啟動(dòng)第一dtc102a的非線性或校準(zhǔn)的跟蹤(通過(guò)將搜索觸發(fā)器115應(yīng)用于校準(zhǔn)電路108內(nèi)的搜索算法)。在一些實(shí)施例中，在校準(zhǔn)電路內(nèi)監(jiān)測(cè)預(yù)定操作條件?；蛘?，在其它實(shí)施例中，使用外部控制器監(jiān)測(cè)預(yù)定操作條件。
圖2描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)200的示例實(shí)施方式。系統(tǒng)200類似于圖1中的系統(tǒng)100，其中延遲電路104被第一dtc202的輸出路徑中的延遲電路204替代。系統(tǒng)200包括第一dtc電路202a、第二dtc電路202b、延遲電路204、相位檢測(cè)器電路206和校準(zhǔn)電路208。在一些實(shí)施例中，第一dtc202a被配置為接收第一數(shù)字輸入代碼210a，并且基于第一數(shù)字輸入代碼210a而在第一dtc202a的輸出路徑211a中生成第一dtc輸出信號(hào)212a。此外，在一些實(shí)施例中，第二dtc202b被配置為接收第二數(shù)字輸入代碼210b，并且基于第二數(shù)字輸入代碼210b而在第二dtc202b的輸出路徑211b中生成第二dtc輸出信號(hào)212b。在一些實(shí)施例中，第一dtc電路202a包括要校準(zhǔn)的dtc，并且第二dtc電路202b包括參考dtc。在一些實(shí)施例中，第一dtc電路202a和第二dtc電路202b是相同的。
延遲電路204耦合到第一dtc電路202a的輸出路徑211a，并且被配置為例如向第一dtc輸出信號(hào)212a提供延遲，從而在延遲電路204的輸出處生成第一延遲dtc輸出信號(hào)213a。相位檢測(cè)器206被配置為確定第一延遲dtc輸出信號(hào)213a與第二dtc輸出信號(hào)212b之間的相位差，從而生成相位檢測(cè)器輸出214。為了校準(zhǔn)第一dtc電路202a，在一些實(shí)施例中，參考代碼210b，例如圖2中的代碼2，被提供給參考dtc，例如第二dtc電路202b。首先，在一些實(shí)施例中，第一數(shù)字輸入代碼210a可以與參考代碼210b相同。對(duì)于在第二dtc電路202b處的給定參考代碼，校準(zhǔn)電路208內(nèi)的搜索算法將提供給第一dtc電路202a的第一數(shù)字輸入代碼210a調(diào)整為一值，該值在被提供給第一dtc電路202a時(shí)，將使來(lái)自參考dtc202b的輸出時(shí)鐘的相位等于第一dtc電路202a+延遲的相位。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路208內(nèi)的搜索算法將第一數(shù)字輸入代碼210a調(diào)整為使相位檢測(cè)器輸出214最小化的經(jīng)調(diào)整的第一代碼，例如，將相位檢測(cè)器輸出設(shè)為零。在一些實(shí)施例中，搜索算法被配置成在校準(zhǔn)電路208處接收到搜索觸發(fā)器216時(shí)調(diào)整第一數(shù)字輸入代碼210a。在一些實(shí)施例中，經(jīng)調(diào)整的第一代碼與參考代碼之間的差異δcode指示用于給定參考代碼210b的第一dtc電路202a的非線性。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路208還被配置為確定δcode。在一些實(shí)施例中，δcode對(duì)應(yīng)于圖2中的輸出215。
在一些實(shí)施例中，如果dtc的代碼延遲傳遞函數(shù)(假設(shè)相同的dtc)由函數(shù)f(code)給出，則校準(zhǔn)的目的是構(gòu)造f-1(t)，逆映射表。在一些實(shí)施例中，構(gòu)造逆映射表對(duì)應(yīng)于確定δcode。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝谎舆tdtc輸出信號(hào)213a和第二dtc輸出信號(hào)212b(t1和t2)的輸出邊緣在時(shí)間上對(duì)準(zhǔn)時(shí)，相位檢測(cè)器輸出214為0。在這種情況下，滿足以下等式：
f-1(t1)-f-1(t2)＝code2-code1……(1)
f-1(t1)-f-1(t1-τ)＝δcode……(2)
2個(gè)dtc之間的代碼差異(δcode)給出了逆?zhèn)鬟f函數(shù)的斜率，即，時(shí)間延遲相對(duì)dtc(例如，第一dtc電路202a)上的所需代碼的函數(shù)映射的斜率。在一些實(shí)施例中，對(duì)于被提供給第二dtc電路202b的參考代碼210b，等于參考代碼210b+δcode的第一數(shù)字輸入代碼在被應(yīng)用于第一dtc電路202a時(shí)使兩個(gè)dtc的相位對(duì)齊。在其他實(shí)施例中，δcode對(duì)應(yīng)于當(dāng)被應(yīng)用于參考代碼210b時(shí)給出2個(gè)dtc之間的時(shí)間增量τ的代碼差異。對(duì)參考dtc202b處的每個(gè)輸入代碼重復(fù)相同的測(cè)量，可以對(duì)給出沿著dtc非線性的延遲τ的代碼增量進(jìn)行跟蹤。在一些實(shí)施例中，跟蹤沿著dtc非線性的δcode對(duì)應(yīng)于確定在dtc的非線性曲線的不同部分上給出恒定延遲的δcode。
圖3a示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的第一dtc電路202a的非線性曲線302和第二dtc電路202b的非線性曲線304，該非線性曲線304具有兩個(gè)dtc之間的時(shí)間增量τ。δx306和δy308表示在2個(gè)不同的測(cè)量點(diǎn)處給出2個(gè)dtc之間的時(shí)間增量τ的δcode。從圖2可以看出，δcode(即，δx306和δy308)與測(cè)量點(diǎn)處的逆非線性曲線的斜率直接相關(guān)。也就是說(shuō)，由于dtc的非線性，δcode沿著dtc的非線性曲線變化，例如，δx306不同于δy308。如上所述，校準(zhǔn)的目的是確定沿著dtc非線性曲線的各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的δcode。
圖3b描繪了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于圖2中的系統(tǒng)200的搜索和平均算法的時(shí)序圖300。代碼2表示圖2的參考代碼210b，并且代碼1表示圖2的第一數(shù)字輸入代碼210a。在一個(gè)實(shí)施例中，參考代碼，代碼2首先改變?yōu)閥1，并且向系統(tǒng)提供搜索觸發(fā)器352。作為響應(yīng)，搜索算法在反饋dtc(即，圖2中的第一dtc電路202a)收斂反饋dtc代碼之前，搜索要應(yīng)用于該反饋dtc的代碼1，也就是說(shuō)，代碼1收斂到y(tǒng)2。這里，y1-y2對(duì)應(yīng)于作為測(cè)量結(jié)果的δcode。
圖4描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)400的示例實(shí)施方式。系統(tǒng)400中的校準(zhǔn)方案是方案200中的校準(zhǔn)方案的變型。在一些實(shí)施例中，在系統(tǒng)200中，由于對(duì)一個(gè)dtc的增加的延遲，不能測(cè)量非線性曲線的端部處的區(qū)域。此外，由于兩個(gè)dtc中的差異而導(dǎo)致的誤差出現(xiàn)在系統(tǒng)200中。為了克服系統(tǒng)200的限制，提出了用于校準(zhǔn)dtc的系統(tǒng)400。系統(tǒng)400類似于圖2中的系統(tǒng)200，其中延遲電路204被代替為經(jīng)配置在第一dtc電路402a和第二dtc電路402b的輸出路徑中選擇性地施加延遲τ的延遲電路404。系統(tǒng)400包括第一dtc電路402a、第二dtc電路402b、延遲電路404、相位檢測(cè)器電路406和校準(zhǔn)電路408。
在一些實(shí)施例中，第一dtc電路402a被配置為接收第一數(shù)字輸入代碼410a，并且基于第一數(shù)字輸入代碼410a在第一dtc電路402a的輸出路徑411a中生成第一dtc輸出信號(hào)412a。此外，在一些實(shí)施例中，第二dtc電路402b被配置為接收第二數(shù)字輸入代碼410b，并且基于第二數(shù)字輸入代碼410b在第二dtc402b的輸出路徑411b中生成第二dtc輸出信號(hào)412b。在一些實(shí)施例中，第一dtc電路402a包括要校準(zhǔn)的dtc，并且第二dtc電路402b包括參考dtc。
延遲電路404包括第一dtc電路402a的輸出路徑411a中的第一延遲電路404a和第二dtc電路402b的輸出路徑中的第二延遲電路404b。延遲電路404還包括第一多路復(fù)用器電路405a，其被配置為基于來(lái)自校準(zhǔn)電路408的控制信號(hào)407從第一dtc電路402a的輸出路徑411a選擇性地應(yīng)用或繞過(guò)第一延遲電路404a。此外，延遲電路404還包括第二多路復(fù)用器電路405b，其被配置為基于來(lái)自校準(zhǔn)電路408的控制信號(hào)407從第二dtc電路402b的輸出路徑411b選擇性地應(yīng)用或繞過(guò)第二延遲電路404b。多路復(fù)用器電路405a和405b連同來(lái)自校準(zhǔn)電路408的控制信號(hào)407使系統(tǒng)400能夠在第一模式、第二模式、第三模式和第四模式下操作，如下面更詳細(xì)地給出。
相位檢測(cè)器406被配置為確定第一多路復(fù)用器電路405a的輸出信號(hào)413a和第二多路復(fù)用器電路405b的輸出信號(hào)413b之間的相位差，從而生成相位檢測(cè)器輸出414。校準(zhǔn)電路408耦合到相位檢測(cè)器電路406，并且被配置為調(diào)整使相位檢測(cè)器輸出414最小化的第一dtc電路402a的第一數(shù)字輸入代碼410a。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路408還被配置為生成控制信號(hào)407，該控制信號(hào)被配置為在第一模式、第二模式、第三模式或第四模式下操作系統(tǒng)。
為了消除由于系統(tǒng)400中的第一dtc電路402a和第二dtc電路402b之間的差異而引起的誤差，在一些實(shí)施例中，在相同的dtc上測(cè)量給定參考代碼410b的δcode，例如，第一dtc電路402a，一次具有添加的延遲并且一次沒(méi)有。在這樣的實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路408內(nèi)的搜索算法對(duì)于每個(gè)參考代碼410b運(yùn)行兩次，例如，一次在第一dtc電路402a的輸出路徑411a中具有延遲τ，并且一次在第一dtc電路402a的輸出路徑411a中沒(méi)有延遲τ。為了啟用該功能，在一些實(shí)施例中，對(duì)于被應(yīng)用于第二dtc電路402b的每個(gè)參考代碼410b，系統(tǒng)400被配置為在第一模式和第二模式下操作。在一些實(shí)施例中，在第一模式下，延遲τ被施加到第一dtc電路402a的輸出路徑411a，并且沒(méi)有延遲被施加到第二dtc電路402b的輸出路徑411b。此外，在第二模式下，沒(méi)有延遲施加到第一dtc電路402a的輸出路徑411a，并且沒(méi)有延遲施加到第二dtc電路402b的輸出路徑411b。
如果第一dtc電路402a具有由f(code)給出的傳遞函數(shù)，并且第二dtc電路402b具有由g(code)給出的傳遞函數(shù)，則對(duì)應(yīng)于第一模式的第一δcode由下式給出：
g-1(t1)-f-1(t1-τ)＝code2-code1a……(4)
此外，對(duì)應(yīng)于第二模式的第二δcode由下式給出：
g-1(t1)-f-1(t1-0)＝code2-code1b……(5)
(4)減去(5)得到最終的δcode：
f-1(t1-0)-f(t1-τ)＝code1b-code1a＝δcode……(6)
在code2是參考代碼410b的情況下，當(dāng)延遲τ被包括在第一dtc電路402a的輸出路徑中(即，在第一模式下)時(shí)，code1a是第一dtc電路402a的經(jīng)調(diào)整的第一代碼，并且當(dāng)延遲τ不包括在第一dtc電路402a的輸出路徑中(即，在第二模式下)時(shí)，code1b是第一dtc電路402a的經(jīng)調(diào)整的第一代碼。此外，最終δcode給出了逆?zhèn)鬟f函數(shù)的斜率，如上面關(guān)于圖2所示。
在一些實(shí)施例中，最終代碼δcode對(duì)應(yīng)于將第一dtc電路402a的輸出延遲τ值所需的代碼差異，在相應(yīng)的參考代碼code2周圍。在一些實(shí)施例中，δcode是校準(zhǔn)輸出，其指示用于第二dtc電路402b處的給定參考代碼410b的第一dtc電路402a的非線性。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路408還被配置為確定最終δcode。在一些實(shí)施例中，最終δcode對(duì)應(yīng)于圖4中的輸出415。此外，從上面的等式(6)可以看出，通過(guò)取相同dtc上的兩個(gè)時(shí)間誤差測(cè)量(在等式(4)和(5)中給出)的差值來(lái)確定最終δcode。因此，在這樣的實(shí)施例中，任何相關(guān)的誤差，例如失配、緩慢供應(yīng)、溫度變化、閃爍噪聲等，對(duì)于在等式(4)和(5)中給出的時(shí)間誤差測(cè)量將是共同的，且將被等式(6)中的差運(yùn)算抑制，類似于相關(guān)雙采樣。
此外，如上所述，如果延遲僅被添加到dtc中的一個(gè)，例如第一dtc電路402a，以確定最終δcode，則在一些實(shí)施例中，不能測(cè)量在非線性曲線的端部處的區(qū)域。圖5示出圖500，其示出dtc轉(zhuǎn)換器的校準(zhǔn)中的曲線端問(wèn)題。參考圖4解釋圖5。在圖5中，曲線502表示參考dtc402b的非線性曲線，并且線506表示第一dtc電路402a和第二dtc電路402b的最大可允許延遲范圍。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)延遲τ僅被添加到第一dtc電路402a的輸出路徑411a時(shí)，第一dtc電路402a的非線性曲線由曲線504給出(基于系統(tǒng)400在第一模式和第二模式下的操作)。從圖5中可以看出，當(dāng)參考代碼(例如，圖4中的代碼2)從代碼0增加到代碼n時(shí)，由于第一dtc電路402a的延遲在代碼n-k處達(dá)到最大允許延遲，所以只能對(duì)代碼0至代碼n-k的代碼范圍執(zhí)行δcode測(cè)量。因此，在這樣的實(shí)施例中，不能執(zhí)行代碼n-k到代碼n的參考代碼范圍的δcode測(cè)量。
為了測(cè)量代碼n-k到代碼n的參考代碼范圍的δcode，附加延遲τ被加到第二dtc電路402b的輸出路徑411b。在這種情況下，第一dtc電路402a的非線性曲線由曲線506給出。如圖5所示，對(duì)于每個(gè)參考代碼，代碼n-k到代碼n，第一dtc電路402a的延遲低于第二dtc電路402b(即參考dtc)的延遲，給出了代碼n的最大可允許延遲506-τ的延遲。這允許測(cè)量代碼n-k到代碼n的代碼范圍的δcode測(cè)量。
為了實(shí)現(xiàn)該功能，在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)400被配置為以第三模式操作，其中延遲τ被施加到第一dtc電路402a的輸出路徑411a和第二dtc電路402b的輸出路徑411b。此外，系統(tǒng)400被配置為以第四模式操作，其中沒(méi)有延遲被施加到第一dtc電路402a的輸出路徑411a，而延遲τ被施加到第二dtc電路402b的輸出路徑411b。在一些實(shí)施例中，在第一dtc電路402a的整個(gè)代碼范圍內(nèi)的第一dtc電路402a的校準(zhǔn)可以通過(guò)在第一模式和第二模式下操作系統(tǒng)400，并且根據(jù)等式(6)獲取整個(gè)參考代碼范圍的第一代碼范圍內(nèi)的多個(gè)參考代碼的最終δcode來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，第一代碼范圍對(duì)應(yīng)于圖5中的參考代碼范圍，代碼0至代碼n-k。
在代碼n-k處，第一dtc電路402a中的延遲達(dá)到最大可允許延遲范圍，例如圖5中的506，并且因此不能確定對(duì)于參考代碼范圍中的剩余代碼的校準(zhǔn)測(cè)量。因此，在此類情況下，為了獲得對(duì)于第二dtc電路402b的丟失代碼范圍的校準(zhǔn)測(cè)量，例如，圖5中的代碼n-k到代碼n，系統(tǒng)400在第三模式和第四模式下操作，并且對(duì)于在整個(gè)參考代碼范圍內(nèi)的第二代碼范圍中的參考代碼中的每個(gè)，獲得根據(jù)等式(6)的最終δcode。在一些實(shí)施例中，第二代碼范圍對(duì)應(yīng)于圖5中的參考代碼范圍，代碼n-k到代碼n。
在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路408還被配置為當(dāng)在第一dtc電路402a的輸出處的延遲達(dá)到或超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，將系統(tǒng)400的操作從第一代碼范圍中的第一模式和第二模式切換到第二代碼范圍中的第三模式和第四模式。在一些實(shí)施例中，預(yù)定閾值包括第一dtc電路402a的最大可允許延遲范圍。
圖6描繪根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)600的框圖。系統(tǒng)600包括第一dtc電路602a、第二dtc電路602b、相位檢測(cè)器電路604和校準(zhǔn)電路606。第一dtc電路602a被配置為接收第一代碼603a并產(chǎn)生第一dtc輸出信號(hào)605a，第二dtc電路602b被配置為接收第二代碼603b并且生成第二dtc輸出信號(hào)605b。在一些實(shí)施例中，第一dtc電路602a和第二dtc電路602b彼此耦合。為了測(cè)量動(dòng)態(tài)行為并且然后校準(zhǔn)dtc(例如，dtc602a和602b)，測(cè)量dtc靜態(tài)積分非線性(inl)。為了測(cè)量dtc非線性，在一些實(shí)施例中，第一dtc電路602a和第二dtc電路602b被配置為交替地接收遞增的數(shù)字代碼，同時(shí)將另一dtc保持在恒定代碼。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)600可以同時(shí)校準(zhǔn)第一dtc電路602a和第二dtc電路602b。
相位檢測(cè)器電路604耦合到第一dtc電路602a和第二dtc電路602b，并且被配置為基于接收采樣脈沖607而測(cè)量第一dtc電路602a和第二dtc電路602b的輸出的多個(gè)時(shí)間差，其指示dtc非線性度。在一些實(shí)施例中，相位檢測(cè)器電路604包括時(shí)間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(tdc)。校準(zhǔn)電路606耦合到相位檢測(cè)器電路604并且被配置為每次獨(dú)立地遞增第一dtc電路602a的第一代碼603a和第二dtc電路602b的第二代碼603b。在一些實(shí)施例中，代碼轉(zhuǎn)換被應(yīng)用于兩個(gè)dtc602a和602b，每次允許一個(gè)dtc(例如，dtc602a)在將遞增的代碼應(yīng)用于另一個(gè)dtc(例如，dtc602b)之前穩(wěn)定。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路606還被配置為以確保dtc輸出(605a和605b)足夠接近以在相位檢測(cè)器電路604的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的方式來(lái)選擇應(yīng)用于dtc602a和602b的代碼。在一些實(shí)施例中，基于在校準(zhǔn)電路606內(nèi)確定的靜態(tài)inl測(cè)量610，在校準(zhǔn)電路606處選擇應(yīng)用于2個(gè)dtc602a和602b的代碼。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路606包括校準(zhǔn)有限狀態(tài)機(jī)(fsm)。
在一個(gè)示例實(shí)施例中，系統(tǒng)600可操作以基于開(kāi)環(huán)相關(guān)雙采樣來(lái)測(cè)量靜態(tài)inl或動(dòng)態(tài)非線性。兩個(gè)dtc602a和602b可以由校準(zhǔn)有限狀態(tài)機(jī)(fsm)606控制，其每次獨(dú)立地遞增每個(gè)dtc602a，602b。例如，為了確定靜態(tài)inl，最初向dtc1提供代碼x0并向dtc2提供代碼y0。例如，再次假設(shè)dtc602a和602b分別由傳遞函數(shù)g(·)和f(·)給出，則相位檢測(cè)器604(例如，tdc)測(cè)量在輸出處的時(shí)間差，其由下式給出給出：
τ00＝g(x0)-f(y0)……(8)
在一些實(shí)施例中，τ00對(duì)應(yīng)于圖6中的相位檢測(cè)器電路604的輸出608?，F(xiàn)在，校準(zhǔn)fsm606將dtc2遞增到代碼y1(y1＝y(tǒng)0+1)。dtc604測(cè)量與遞增的代碼y1相關(guān)聯(lián)的時(shí)間差，其由下式給出給出：
τ01＝g(x0)-f(y1)……(9)
然后，系統(tǒng)400將dtc1遞增到代碼x1(x1＝x0+1)。新的測(cè)量由下式給出給出：
τ11＝g(x1)-f(y1)……(10)
如果觀察到測(cè)量的差異，可以看出，在代碼x0和y0周圍提取延遲步驟的幅度，其表示dtc的靜態(tài)非線性。例如，等式(8)和(9)之間的差異給出：
τ00-τ01＝f(y1)-f(y0)……(11)
在一些實(shí)施例中，τ00-τ01給出對(duì)于第二dtc電路602b的與先前代碼y0的代碼增量y1相關(guān)聯(lián)的時(shí)間δ或時(shí)間延遲。類似地，等式(9)和(10)之間的差異給出：
τ11-τ01＝g(x1)-g(y0)……(12)
在一些實(shí)施例中，τ11-τ01給出對(duì)于第一dtc電路602a的與先前代碼x0的代碼增量x1相關(guān)聯(lián)的時(shí)間δ或時(shí)間延遲。
在一些實(shí)施例中，在校準(zhǔn)電路606內(nèi)，測(cè)量τ00-τ01和τ11-τ01由的相位檢測(cè)器電路604的輸出處的時(shí)間差的差運(yùn)算確定。在一些實(shí)施例中，測(cè)量τ00-τ01和τ11-τ01對(duì)應(yīng)于圖6中校準(zhǔn)電路606的輸出610。在一些實(shí)施例中，校準(zhǔn)電路606還被配置為重復(fù)交替遞增兩個(gè)不同dtc602a和602b的序列以覆蓋第一dtc電路602a和第二dtc電路602b的整個(gè)代碼范圍。因此，第一dtc電路602a和602b的非線性(例如，靜態(tài)非線性或靜態(tài)inl)可以通過(guò)對(duì)分別在第一dtc電路602a和第二dtc電路602b的整個(gè)代碼范圍確定的測(cè)量進(jìn)行平均來(lái)精確地測(cè)量。
在一些實(shí)施例中，由于測(cè)量τ00-τ01和τ11-τ01是基于相同dtc的兩個(gè)時(shí)間誤差測(cè)量之差，因此任何相關(guān)的噪聲源，例如閃爍噪聲、偏移、來(lái)自pvt變化的漂移等將在系統(tǒng)600中被抑制或高通濾波，類似于相關(guān)雙采樣。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)噪聲n(t)與相位檢測(cè)器電路(例如，圖6中的pd604)的輸出處的時(shí)間差測(cè)量相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，噪聲n(t)包括相關(guān)分量nc(t)和不相關(guān)分量nu(t)。以下等式描述系統(tǒng)600中的相關(guān)雙采樣。在時(shí)間t，相位檢測(cè)器電路604的輸出處的時(shí)間誤差測(cè)量由下式給出：
τxy(t)＝g(x(t))-f(y(t))+nc(t)+nu(t)……(12)
在時(shí)間t+δt，相位檢測(cè)器電路604的輸出處的時(shí)間誤差測(cè)量由下式給出：
τxy(t+δt)＝g(x(t+δt))-f(y(t+δt))+nc(t+δt)+nu(t+δt)……(13)
在該時(shí)間轉(zhuǎn)換期間，如果假設(shè)代碼y保持恒定，即，y(t+δt)＝y(tǒng)(t)，那么與兩個(gè)時(shí)間誤差測(cè)量的差值相關(guān)聯(lián)的測(cè)量由下式給出：
τxy(t+δt)-τxy(t)＝g(x(t+δt))-g(x(t))+nc(t+δt)-nc(t)+nu(t+δt)-nu(t)……(14)
項(xiàng)g(x(t+δt))-g(x(t))為期望的測(cè)量。如果δt很小，則相關(guān)噪聲nc(t+δt)將與相關(guān)噪聲nc(t)相同。因此，相關(guān)噪聲被高通濾波或抑制，如從項(xiàng)nc(t+δt)-nc(t)可以看到的。通過(guò)高通濾波，意味著只有快速變化的噪聲信號(hào)在測(cè)量期間被高通濾波或未被抵消。不相關(guān)噪聲增加3db，但可以通過(guò)平均來(lái)抑制。
系統(tǒng)600分別確定兩個(gè)dtc的傳遞函數(shù)。例如，如果dtc1具有傳遞函數(shù)g(x)，即dtc1的輸出邊緣作為所應(yīng)用的數(shù)字代碼的函數(shù)g(code)從輸入邊緣延遲。類似地，如果我們假設(shè)dtc2由傳遞函數(shù)f(x)描述，則dtc2的輸出邊沿作為所應(yīng)用的數(shù)字代碼的函數(shù)f(code)從輸入邊緣延遲。響應(yīng)于交替地且每次一個(gè)地遞增數(shù)字代碼，提取每個(gè)dtc，dtc1602a和dtc2602b的延遲步驟的幅度。在一些實(shí)施例中，這使得系統(tǒng)600能夠在一個(gè)dtc上確定和應(yīng)用特定數(shù)字代碼并且預(yù)測(cè)在另一個(gè)dtc上應(yīng)用什么以使兩個(gè)邊緣對(duì)準(zhǔn)。
圖7示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)600的控制和時(shí)序圖。時(shí)序圖710是提供給圖6中的dtc1的代碼，并且時(shí)序圖720是提供給圖6中的dtc2的代碼?？梢钥闯?，代碼轉(zhuǎn)換被應(yīng)用于兩個(gè)dtc602a和602b，每次允許一個(gè)dtc(例如，dtc602a)在將遞增的代碼應(yīng)用于另一個(gè)dtc(例如，dtc602b)之前穩(wěn)定，例如，在時(shí)間間隔ts之后。
圖8示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器的方法800的流程圖。本文參考圖4中的系統(tǒng)400描述方法800。在802，基于第一數(shù)字輸入代碼在第一dtc(例如，dtc402a)的輸出處生成第一dtc輸出信號(hào)，并且基于第二數(shù)字輸入代碼在第二dtc(例如，dtc402b)的輸出處生成第二dtc輸出信號(hào)。在804，使用延遲電路(例如，延遲404a)將第一延遲施加到第一dtc輸出信號(hào)以生成第一延遲dtc信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法可以包括在第一模式和第三模式下選擇性地將第一延遲施加到第一dtc(例如，dtc402a)的輸出路徑，并且在第二模式和第四模式下選擇性地在第一dtc(例如，dtc402a)的輸出路徑處繞過(guò)第一延遲。另選地或除此之外，該方法可以包括在第一模式和第二模式下選擇性地在第二dtc的輸出路徑處繞過(guò)第二延遲，并且在第三模式和第四模式下選擇性地將第二延遲施加到第二dtc的輸出路徑。
在806，在相位檢測(cè)器電路(例如，406)處確定第一延遲dtc輸出信號(hào)與第二dtc輸出信號(hào)之間的相位差，從而生成相位檢測(cè)器輸出(例如，414)。在808，使用校準(zhǔn)電路(例如408)將第一dtc的第一數(shù)字輸入代碼調(diào)整為使相位檢測(cè)器輸出最小化的經(jīng)調(diào)整的第一代碼。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法可以包括對(duì)于第二dtc的可允許代碼范圍的第一代碼范圍中的多個(gè)第二數(shù)字輸入代碼確定用于第一模式和第二模式的第一經(jīng)調(diào)整代碼，以及對(duì)于第二dtc的可允許代碼范圍的第二不同代碼范圍中的多個(gè)第二數(shù)字輸入代碼確定用于第三模式和第四模式的第一經(jīng)調(diào)整代碼。
在810，通過(guò)在校準(zhǔn)電路處確定第一dtc的經(jīng)調(diào)整第一代碼與第二數(shù)字輸入代碼之間的差異來(lái)形成差異代碼，其是指示第一dtc的非線性的測(cè)量。在一些實(shí)施例中，該方法還可以包括確定多個(gè)第二數(shù)字代碼的差異代碼以生成多個(gè)差異代碼來(lái)覆蓋第一dtc的整個(gè)頻譜。另選地，在其他實(shí)施例中，對(duì)于在第二dtc的可允許代碼范圍的第一代碼范圍中的多個(gè)第二數(shù)字輸入代碼，確定第一模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼與第二模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼之間的第一代碼差異，以生成第一dtc的第一校準(zhǔn)輸出。另外，對(duì)于在第二dtc的可允許代碼范圍的第二不同代碼范圍中的多個(gè)第二數(shù)字輸入代碼，確定第三模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼與第四模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼之間的第二代碼差異，以生成第一dtc的第二校準(zhǔn)輸出。在一些實(shí)施例中，第一代碼范圍的第一校準(zhǔn)輸出和第二代碼范圍的第二校準(zhǔn)結(jié)果一起描繪第一dtc的非線性。
圖9示出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器的方法900的流程圖。方法900在本文中參考圖6中的系統(tǒng)600來(lái)描述。在902，在第一dtc處接收第一代碼，并在第二dtc處接收第二代碼。在904，交替遞增第一dtc處的第一代碼和第二dtc處的第二代碼，以響應(yīng)于遞增的數(shù)字代碼而生成第一輸出，并且響應(yīng)于未遞增的先前數(shù)字代碼而生成第二輸出。例如，對(duì)于圖6中的第二dtc602b，第一輸出對(duì)應(yīng)于等式(9)中的f(y1)，并且第二輸出對(duì)應(yīng)于等式(8)中的f(y0)。在一些實(shí)施例中，第二輸出在第一輸出之前生成。在一些實(shí)施例中，該方法包括為第一dtc602a和第二dtc602b兩者生成第一輸出和第二輸出。在一些實(shí)施例中，該方法還包括在多個(gè)周期中從校準(zhǔn)電路在第一dtc和第二dtc處接收遞增的數(shù)字代碼，以覆蓋第一dtc和第二dtc的整個(gè)數(shù)字代碼范圍。
在906，基于遞增的數(shù)字代碼的第一輸出(例如，f(y1))和基于未遞增的先前數(shù)字代碼的第二輸出(例如，f(y0))在相位檢測(cè)器電路(例如604)處被接收，并且生成對(duì)應(yīng)于遞增的數(shù)字代碼(等式(9)中的τ01)的第一dtc和第二dtc的輸出的第一時(shí)間差以及對(duì)應(yīng)于先前數(shù)字代碼(等式(9)中的τ00)的第一dtc和第二dtc的輸出的第二時(shí)間差。在一些實(shí)施例中，該方法包括為第一dtc602a和第二dtc602b兩者的每個(gè)代碼增量生成第一時(shí)間差和第二時(shí)間差。在908，確定第一和第二時(shí)間差之間的時(shí)間差以生成指示第一dtc和第二dtc的dtc非線性的測(cè)量。
雖然這些方法在上面被示出和描述為一系列動(dòng)作或事件，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些動(dòng)作或事件的所示順序不應(yīng)被解釋為限制意義。例如，一些動(dòng)作可以以不同的順序發(fā)生和/或與除本文所示和/或所述的動(dòng)作或事件之外的其他動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。另外，并非所有所示的動(dòng)作都可能需要來(lái)實(shí)現(xiàn)本文的公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面或?qū)嵤├?。此外，本文描繪的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作可以在一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的動(dòng)作和/或階段中執(zhí)行。
雖然已經(jīng)關(guān)于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式示出和描述了系統(tǒng)和方法，但是在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對(duì)所示示例進(jìn)行改變和/或修改。特別地，除非另外指明，關(guān)于由上述組件或結(jié)構(gòu)(組件、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的各種功能，用于描述這些組件的術(shù)語(yǔ)(包括對(duì)“裝置”的引用)對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所述組件(例如，在功能上等同)的指定功能的任何組件或結(jié)構(gòu)，即使在結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行本發(fā)明的此處所示示例性實(shí)施方式中的功能的所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)，也是如此。
示例可以包括主題，諸如方法，用于執(zhí)行方法的動(dòng)作或塊的裝置，包括指令的至少一個(gè)機(jī)器可讀介質(zhì)，其中所述指令當(dāng)由機(jī)器執(zhí)行時(shí)使得機(jī)器執(zhí)行方法或裝置或系統(tǒng)的動(dòng)作，所述方法或裝置或系統(tǒng)用于根據(jù)本文描述的實(shí)施例和示例使用多種通信技術(shù)進(jìn)行并發(fā)通信。
示例1是用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)，其包括dtc電路，該dtc電路包括：第一dtc，被配置為接收第一數(shù)字輸入代碼并基于第一數(shù)字輸入代碼生成第一dtc輸出信號(hào)；以及第二dtc，被配置為接收第二數(shù)字輸入代碼并且基于第二數(shù)字輸入代碼生成第二dtc輸出信號(hào)，其中第一dtc和第二dtc通過(guò)接收相同的輸入時(shí)鐘信號(hào)而彼此同步；延遲電路，耦合到第一dtc的輸出路徑并且被配置為向第一dtc輸出信號(hào)施加第一延遲以生成第一延遲dtc輸出信號(hào)；相位檢測(cè)器電路，被配置為確定第一延遲dtc輸出信號(hào)與第二dtc輸出信號(hào)之間的相位差，從而生成相位檢測(cè)器輸出；以及校準(zhǔn)電路，被配置為將第一dtc的第一數(shù)字輸入代碼調(diào)整為使相位檢測(cè)器輸出最小化的經(jīng)調(diào)整的第一代碼，其中經(jīng)調(diào)整的第一代碼與第二輸入數(shù)字代碼具有預(yù)定關(guān)系。
示例2是包括示例1的主題的系統(tǒng)，其中，校準(zhǔn)電路還被配置為確定調(diào)整的第一代碼與第二數(shù)字輸入代碼之間的差異，形成指示第一dtc的非線性的差異代碼。
示例3是包括示例1-2的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中校準(zhǔn)電路還被配置為在最小化對(duì)應(yīng)于未遞增的先前第二數(shù)字輸入代碼的相位檢測(cè)器輸出時(shí)，將第二dtc的第二數(shù)字輸入代碼遞增為遞增的第二代碼。
示例4是包括示例1-3的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中校準(zhǔn)電路還被配置為當(dāng)遞增的第二代碼被應(yīng)用于第二dtc以便生成與其相關(guān)聯(lián)的差異代碼時(shí)，調(diào)整將相位檢測(cè)器輸出最小化的第一數(shù)字輸入代碼或遞增的第一代碼或應(yīng)用于第一dtc的任何其他代碼。
示例5是包括示例1-4的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中校準(zhǔn)電路還被配置為確定多個(gè)遞增的第二代碼的差異代碼，以生成多個(gè)差異代碼來(lái)覆蓋第一dtc的整個(gè)頻譜。
示例6是包括示例1-5的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中延遲電路還耦合到第二dtc的輸出路徑，并且被配置為向第二dtc輸出施加第二延遲以生成第二延遲dtc輸出信號(hào)。
示例7是包括示例1-6的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中校準(zhǔn)電路還被配置為在第一模式和第三模式下選擇性地將第一延遲施加到第一dtc的輸出路徑，并且在第二模式和第四模式下選擇性地繞過(guò)在第一dtc的輸出路徑處的第一延遲。
示例8是包括示例1-7的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中，校準(zhǔn)電路還被配置為
在第一模式和第二模式下選擇性地繞過(guò)第二dtc的輸出路徑處的第二延遲，并且在第三模式和第四模式下選擇性地將第二延遲施加到第二dtc的輸出路徑。
示例9是包括示例1-8的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中校準(zhǔn)電路還被配置為向第一dtc的輸出路徑中的第一多路復(fù)用器電路以及第二dtc的輸出路徑中的第二多路復(fù)用器電路提供控制信號(hào)，以選擇性地將第一延遲和第二延遲分別施加到第一dtc和第二dtc的輸出路徑。
示例10是包括示例1-9的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中，校準(zhǔn)電路還被配置為
對(duì)于第二dtc的可允許代碼范圍的第一代碼范圍中的第二數(shù)字輸入代碼中的每個(gè)，在第一模式和第二模式下對(duì)延遲電路進(jìn)行操作，并且基于在第二dtc的輸出處的延遲，對(duì)于在第二dtc的可允許代碼范圍的不同的第二代碼范圍中的第二數(shù)字輸入代碼中的每個(gè)，在第三模式和第四模式下對(duì)延遲電路進(jìn)行操作。
示例11是包括示例1-10的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中校準(zhǔn)電路還被配置為對(duì)于在第二dtc的可允許代碼范圍的第一代碼范圍中的第二數(shù)字輸入代碼中的每個(gè)，確定第一模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼與第二模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼之間的第一代碼差異，以生成用于第一dtc的第一校準(zhǔn)輸出；以及對(duì)于在第二dtc的可允許代碼范圍的第二代碼范圍中的第二數(shù)字輸入代碼中的每個(gè)，確定第三模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼與第四模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼之間的第二代碼差異。
示例12是一種用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的方法，其包括：基于第一數(shù)字輸入代碼在第一dtc的輸出處生成第一dtc輸出信號(hào)；基于第二數(shù)字輸入代碼在第二dtc的輸出處生成第二dtc輸出信號(hào)，其中第一dtc和第二dtc彼此耦合；使用延遲電路將第一延遲施加到第一dtc輸出信號(hào)，以生成第一延遲dtc輸出信號(hào)；在相位檢測(cè)器電路處確定第一延遲dtc輸出信號(hào)和第二dtc輸出信號(hào)之間的相位差，從而生成相位檢測(cè)器輸出；以及使用校準(zhǔn)電路將第一dtc的第一數(shù)字輸入代碼調(diào)整為使相位檢測(cè)器輸出最小化的經(jīng)調(diào)整的第一代碼，其中經(jīng)調(diào)整的第一代碼與第二輸入數(shù)字代碼具有預(yù)定關(guān)系。
示例13是包括示例12的主題的方法，其還包括確定調(diào)整的第一代碼與第二數(shù)字輸入代碼之間的差異，形成指示第一dtc的非線性的差異代碼。
示例14是包括示例12-13的主題的方法，其包括或省略元素，還包括在第一模式和第三模式下選擇性地將第一延遲施加到第一dtc的輸出路徑，并且在第二模式和第四模式下選擇性地繞過(guò)第一dtc的輸出路徑處的第一延遲。
示例15是包括示例12-14的主題的方法，其包括或省略元件，還包括在第一模式和第二模式下選擇性地繞過(guò)第二dtc的輸出路徑處的第二延遲，以及在第三模式和第四模式中選擇性地將第二延遲施加到第二dtc的輸出路徑。
示例16是包括示例12-15的主題的方法，其包括或省略元件的方法，還包括對(duì)于在第二dtc的可允許代碼范圍的第一代碼范圍中的多個(gè)第二數(shù)字輸入代碼，在第一模式和第二模式下對(duì)延遲電路進(jìn)行操作，以及對(duì)于在第二dtc的允許代碼范圍的不同的第二代碼范圍中的多個(gè)第二數(shù)字輸入代碼，基于第二dtc的輸出處的延遲，在第三模式和第四模式下操作延遲電路。
示例17是包括示例12-16的主題的方法，其包括或省略元件，還包括對(duì)于在第二dtc的可允許代碼范圍的第一代碼范圍中的多個(gè)第二數(shù)字輸入代碼，確定在第一模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼與在第二模式下的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼之間的第一代碼差異，以生成用于第一dtc的第一校準(zhǔn)輸出；以及對(duì)于在第二dtc的允許代碼范圍的不同的第二代碼范圍中的多個(gè)第二數(shù)字輸入代碼，確定在第三模式中的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼與第四模式中的第一dtc處的第一經(jīng)調(diào)整代碼之間的第二代碼差異，以生成用于第一dtc的第二校準(zhǔn)輸出。
示例18是一種用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的系統(tǒng)，其包括dtc電路，該dtc電路包括：第一dtc和第二dtc，彼此耦合并且被配置為在第一dtc和第二dtc處交替地接收遞增的數(shù)字代碼，同時(shí)保持另一個(gè)dtc處于恒定代碼，并響應(yīng)于遞增的數(shù)字代碼生成第一輸出，并響應(yīng)于未遞增的先前數(shù)字代碼生成第二輸出；相位檢測(cè)器電路，經(jīng)由第一連接耦合到第一dtc并且經(jīng)由第二連接耦合到第二dtc，且被配置為基于遞增數(shù)字代碼接收第一輸出并且基于未遞增的先前數(shù)字代碼接收第二輸出，生成對(duì)應(yīng)于遞增的數(shù)字代碼的第一dtc和第二dtc的輸出的第一時(shí)間差，并且生成對(duì)應(yīng)于先前數(shù)字代碼的第一dtc和第二dtc的輸出的第二時(shí)間差；以及校準(zhǔn)電路，被配置為基于第一時(shí)間差和第二時(shí)間差來(lái)確定與第一dtc和第二dtc的非線性相關(guān)聯(lián)的測(cè)量；并且交替地將遞增的數(shù)字代碼提供給第一dtc和第二dtc。
示例19是包括示例18的主題的系統(tǒng)，其中確定與dtc的非線性相關(guān)聯(lián)的測(cè)量包括確定第一時(shí)間差和第二時(shí)間差之間的時(shí)間差，其中該時(shí)間差對(duì)應(yīng)于與未遞增的先前數(shù)字代碼周圍的代碼增量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間延遲。
示例20是包括示例18-19的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中校準(zhǔn)電路還被配置為基于相位檢測(cè)器電路的動(dòng)態(tài)范圍確定要應(yīng)用于第一dtc和第二dtc的遞增的數(shù)字代碼。
示例21是包括示例18-20的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中校準(zhǔn)電路還被配置為分步向第一dtc和第二dtc提供遞增的數(shù)字代碼，以覆蓋第一dtc和第二dtc的整個(gè)數(shù)字代碼范圍。
示例22是包括示例18-21的主題的系統(tǒng)，其包括或省略元件，其中相位檢測(cè)器電路包括時(shí)間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(tdc)。
示例23是一種用于校準(zhǔn)數(shù)字到時(shí)間轉(zhuǎn)換器(dtc)的方法，其包括在彼此耦合的第一dtc和第二dtc處從校準(zhǔn)電路交替地接收遞增的數(shù)字碼，同時(shí)保持另一個(gè)dtc在恒定代碼，并響應(yīng)于遞增的數(shù)字代碼生成第一輸出，并響應(yīng)于未遞增的先前數(shù)字代碼生成第二輸出；在相位檢測(cè)器電路處，基于遞增的數(shù)字代碼接收第一輸出，并基于未遞增的先前數(shù)字代碼接收第二輸出，并且產(chǎn)生與遞增的數(shù)字代碼相對(duì)應(yīng)的第一dtc和第二dtc的輸出的第一時(shí)間差，并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于先前數(shù)字碼的第一dtc和第二dtc的輸出的第二時(shí)間差；以及基于第一時(shí)間差和第二時(shí)間差在校準(zhǔn)電路處確定與第一dtc和第二dtc的非線性相關(guān)聯(lián)的測(cè)量。
示例24是包括示例23的主題的方法，其中確定與dtc的非線性相關(guān)聯(lián)的測(cè)量包括確定第一時(shí)間差和第二時(shí)間差之間的時(shí)間差，其中該時(shí)間差對(duì)應(yīng)于與在未遞增的先前數(shù)字代碼周圍的代碼增量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間延遲。
示例25是包括示例23-24的主題的方法，其包括或省略元件，還包括在多個(gè)周期中從校準(zhǔn)電路在第一dtc和第二dtc處接收遞增的數(shù)字代碼，以覆蓋第一dtc和第二dtc的整個(gè)數(shù)字代碼范圍。
結(jié)合本文所公開(kāi)的方面描述的各種說(shuō)明性邏輯、邏輯塊、模塊和電路可以用通用處理器、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)或其它可編程邏輯器件、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)現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但是另選地，處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。
本主題公開(kāi)的所示實(shí)施例的上述描述，包括摘要中描述的內(nèi)容，并不旨在窮舉或?qū)⑺_(kāi)的實(shí)施例限制為所公開(kāi)的精確形式。雖然為了說(shuō)明的目的在此描述了具體實(shí)施例和示例，但是如相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到的，被認(rèn)為在這些實(shí)施例和示例的范圍內(nèi)的各種修改是可能的。
在這方面，雖然已經(jīng)結(jié)合各種實(shí)施例和相應(yīng)的附圖描述了所公開(kāi)的主題，但是在可應(yīng)用的情況下，應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其他類似的實(shí)施例，或者可以對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修改和添加以執(zhí)行所公開(kāi)主題的相同的、類似的、另選的或替代的功能，而不脫離所公開(kāi)的主題。因此，所公開(kāi)的主題不應(yīng)限于本文所描述的任何單個(gè)實(shí)施例，而應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求在寬度和范圍內(nèi)進(jìn)行解釋。
特別是關(guān)于由上述部件(組件、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的各種功能，除非另有說(shuō)明，用于描述這些部件的術(shù)語(yǔ)(包括對(duì)“工具”的引用)旨在對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所述部件(例如，在功能上等同)的特定功能的任何部件或結(jié)構(gòu)，即使在結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行本公開(kāi)的本文所示示例性實(shí)施方式中的功能的所公開(kāi)結(jié)構(gòu)。另外，盡管可以僅關(guān)于若干實(shí)施方式中的一個(gè)公開(kāi)特定特征，但是該特征可以與其他實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其他特征相組合，如對(duì)于任何給定或特定應(yīng)用可能期望和有利的。