專利名稱：低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)分?jǐn)?shù)除法器的技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器。
習(xí)知的分?jǐn)?shù)除法器是用以對一時(shí)鐘訊號的頻率除以一分?jǐn)?shù)值b/a，其中b＞a，其工作方式是以一累加器進(jìn)行運(yùn)算以每次加a，再將加完的結(jié)果與b比較，如果較大，則累加值減b再放回累加器，并輸出一溢位旗標(biāo)，否則即將累加值存回累加器，而此溢位旗標(biāo)即為分?jǐn)?shù)除法器的輸出，圖4顯示此種分?jǐn)?shù)除法器41用以將一時(shí)鐘訊號ck除以5/3以獲致另一時(shí)鐘訊號ck’，而依據(jù)前述的工作方式，其工作時(shí)序圖顯示該時(shí)鐘訊號ck的連續(xù)五個(gè)脈沖在經(jīng)過該分?jǐn)?shù)除法器41的除頻運(yùn)算之后所產(chǎn)生的時(shí)鐘訊號ck’即對應(yīng)具有三個(gè)脈沖，因此可以達(dá)到除以5/3的效果，惟經(jīng)過該分?jǐn)?shù)除法器41所產(chǎn)生的脈沖并非均勻分布而會(huì)有抖動(dòng)(jitter)的現(xiàn)象，此種抖動(dòng)的現(xiàn)象在低頻時(shí)更為明顯，因此，習(xí)知的技術(shù)是以一個(gè)很高的基頻及累加器來實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)除法器，以得到一個(gè)低抖動(dòng)率的時(shí)鐘，惟當(dāng)累加器的級數(shù)很多且基頻的頻率很高時(shí)，累加器的動(dòng)作因受限于集成電路制程技術(shù)，將難在一極短的周期完成累加的運(yùn)算，而將造成速度的瓶頸，又若將高頻的時(shí)鐘降頻后再進(jìn)行分?jǐn)?shù)除法，又會(huì)導(dǎo)致抖動(dòng)率的增大，因此，前述的分?jǐn)?shù)除法器實(shí)有予以改進(jìn)的必要。
發(fā)明人爰因于此，本于積極發(fā)明的精神，亟思一種可以解決上述問題的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，幾經(jīng)研究實(shí)驗(yàn)終至完成此項(xiàng)新穎進(jìn)步的發(fā)明。
本發(fā)明的目的是在提供一種低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，其可在較低頻時(shí)鐘觸發(fā)下進(jìn)行分?jǐn)?shù)除法，以免除速度的瓶頸，并可保有在高頻時(shí)進(jìn)行分?jǐn)?shù)除法的低抖動(dòng)率。
為達(dá)前述的目的，本發(fā)明的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，是以一除法器將一輸入時(shí)鐘訊號除以一整數(shù)c以獲致一降頻時(shí)鐘訊號；一分?jǐn)?shù)除法器將該降頻時(shí)鐘訊號除以一分?jǐn)?shù)b/a以獲致一輸出電位訊號；一補(bǔ)償電路接收該輸出電位訊號以產(chǎn)生一低抖動(dòng)率的輸出時(shí)鐘訊號，該補(bǔ)償電路包括一調(diào)整緩沖器及一向下計(jì)數(shù)器，該調(diào)整緩沖器是依據(jù)該輸出電位訊號及反饋的該輸出時(shí)鐘訊號以產(chǎn)生一調(diào)整訊號，其中，該調(diào)整緩沖器的值是在該輸出電位訊號的脈沖發(fā)生時(shí)遞減，直至一預(yù)設(shè)最小值，并在該輸出時(shí)鐘訊號的脈沖發(fā)生時(shí)遞增，直至一預(yù)設(shè)最大值，該向下計(jì)數(shù)器是由該輸入時(shí)鐘訊號推動(dòng)計(jì)數(shù)以產(chǎn)生該輸出時(shí)鐘訊號，該向下計(jì)數(shù)器于計(jì)數(shù)至零時(shí)是依據(jù)該調(diào)整訊號及反饋的該輸出時(shí)鐘訊號以載入一由該除法器的c值及該分?jǐn)?shù)除法器的a、b值所決定的計(jì)數(shù)值，據(jù)以調(diào)整該輸出時(shí)鐘訊號而減小抖動(dòng)的發(fā)生。
其中該調(diào)整緩沖器的調(diào)整訊號是當(dāng)該調(diào)整緩沖器的值為該預(yù)設(shè)最小值時(shí)為第一邏輯準(zhǔn)位，否則為第二邏輯準(zhǔn)位。
其中該向下計(jì)數(shù)器是產(chǎn)生內(nèi)部的已調(diào)整及計(jì)數(shù)零訊號以分別表示該輸出時(shí)鐘訊號已經(jīng)過調(diào)整及該向下計(jì)數(shù)器已計(jì)數(shù)至零，并當(dāng)該計(jì)數(shù)零訊號為第二邏輯準(zhǔn)位、該調(diào)整訊號為第二邏輯準(zhǔn)位、該輸出時(shí)鐘訊號為第一邏輯準(zhǔn)位且該已調(diào)整訊號為第一邏輯準(zhǔn)位時(shí)，使該向下計(jì)數(shù)器載入零并將該已調(diào)整訊號設(shè)為第二邏輯準(zhǔn)位，而當(dāng)該計(jì)數(shù)零訊號為第二邏輯準(zhǔn)位、該輸出時(shí)鐘訊號為第一邏輯準(zhǔn)位且該已調(diào)整訊號為第二邏輯準(zhǔn)位時(shí)，使該向下計(jì)數(shù)器載入一由a、b、c值所決定的第二邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值并將該已調(diào)整訊號及該輸出時(shí)鐘訊號分別設(shè)為第一邏輯準(zhǔn)位及第二邏輯準(zhǔn)位，又當(dāng)該計(jì)數(shù)零訊號為第二邏輯準(zhǔn)位且該輸出時(shí)鐘訊號為第二邏輯準(zhǔn)位時(shí)，使該向下計(jì)數(shù)器載入一由a、b、c值所決定的第一邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值并將該輸出時(shí)鐘訊號設(shè)為第一邏輯準(zhǔn)位，當(dāng)中，該計(jì)數(shù)零訊號是當(dāng)該向下計(jì)數(shù)器的值為零時(shí)設(shè)為第二邏輯準(zhǔn)位。
其中該第一邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值是為[[(c*b)/a]/2]，該第二邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值是為[(c*b)/a]減該第一邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值，當(dāng)中[]代表取整數(shù)值。
其中該第二邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值是為[[(c*b)/a]/2]，而該第一邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值是為[(c*b)/a]減該第二邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值，當(dāng)中[]代表取整數(shù)值。
其中該第一邏輯準(zhǔn)位為低電位，該第二邏輯準(zhǔn)位為高電位。
其中該調(diào)整緩沖器是為一具有N個(gè)位元的緩沖器。
其中該預(yù)設(shè)最小值為0，該預(yù)設(shè)最大值為2N。
由于本發(fā)明構(gòu)造新穎，能提供產(chǎn)業(yè)上利用，且確有增進(jìn)功效，故依法申請專利。
為使貴審查委員能進(jìn)一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其目的，茲附以圖式及較佳具體實(shí)施例的詳細(xì)說明如后，其中

圖1是本發(fā)明的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器的系統(tǒng)方塊圖。
圖2是說明本發(fā)明的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器的向下計(jì)數(shù)器進(jìn)行載入的條件。
圖3是為依據(jù)本發(fā)明的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器的一實(shí)際范例的工作時(shí)序圖。
圖4是為習(xí)知的分?jǐn)?shù)除法器及其工作時(shí)序圖的范例。
有關(guān)本發(fā)明的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器的較佳實(shí)施例，請先參照圖1所示，其主要是由除法器11、分?jǐn)?shù)除法器12及補(bǔ)償電路13所構(gòu)成，該除法器11是將一輸入時(shí)鐘訊號ck除以一整數(shù)c以獲致一降頻時(shí)鐘訊號ck/c，該分?jǐn)?shù)除法器12則將該降頻時(shí)鐘訊號ck/c除以一分?jǐn)?shù)b/a而獲致一輸出電位訊號ov，此輸出電位訊號ov由于是在低頻時(shí)鐘下除以b/a而得到，故其抖動(dòng)率很大，而必須經(jīng)由該補(bǔ)償電路13的處理以使抖動(dòng)率與高頻觸發(fā)時(shí)相同。
該補(bǔ)償電路13是包括一調(diào)整緩沖器131及一向下計(jì)數(shù)器132，以接收該輸出電位訊號ov以便產(chǎn)生一低抖動(dòng)率的輸出時(shí)鐘訊號cka，其中，該調(diào)整緩沖器是用以計(jì)數(shù)該輸出電位訊號ov及反饋的該輸出時(shí)鐘訊號cka的脈沖個(gè)數(shù)，以產(chǎn)生一調(diào)整訊號(adjust)，其計(jì)數(shù)的方式是當(dāng)每次有一輸出時(shí)鐘訊號cka的脈沖時(shí)，該調(diào)整緩沖器131的值即加1，直至加到該調(diào)登緩沖器131的最大值A(chǔ)max后，既使再有輸出時(shí)鐘訊號cka的脈沖，該調(diào)整緩沖器131亦不再增加，而當(dāng)每次有一輸出電位訊號ov的脈沖時(shí)，該調(diào)整緩沖器131的值即減1，直至減到該調(diào)整緩沖器131的最小值A(chǔ)min后，既使再有輸出電位訊號ov的脈沖，該調(diào)整緩沖器131亦不再減少。
而當(dāng)該調(diào)整緩沖器131的值為該最小值A(chǔ)min時(shí)，其所產(chǎn)生的調(diào)整訊號adjust是為一低電位的邏輯準(zhǔn)位，反之，如當(dāng)該調(diào)整緩沖器131的值非為最小值A(chǔ)min時(shí)，則該調(diào)整訊號adjust是為一高電位的邏輯準(zhǔn)位。
該向下計(jì)數(shù)器132是由該輸入時(shí)鐘訊號ck推動(dòng)計(jì)數(shù)，以進(jìn)行向下計(jì)數(shù)的動(dòng)作，并產(chǎn)生內(nèi)部的已調(diào)整訊號adjusted及計(jì)數(shù)零訊號(countZ)，藉以分別表示該輸出時(shí)鐘訊號cka在某一周期已經(jīng)調(diào)整以及該計(jì)數(shù)器132已經(jīng)計(jì)數(shù)至零的狀態(tài)。
在一般的情形下，該向下計(jì)數(shù)器132每次由該輸入時(shí)鐘訊號ck推動(dòng)進(jìn)行向下計(jì)數(shù)的動(dòng)作，當(dāng)計(jì)數(shù)至零而該計(jì)數(shù)零訊號countZ變?yōu)楦唠娢坏倪壿嫓?zhǔn)位時(shí)，則依據(jù)圖2所示的條件進(jìn)行載入(load)的動(dòng)作，其是當(dāng)該計(jì)數(shù)零訊號countZ為高電位、該調(diào)整訊號adjust為高電位、該輸出時(shí)鐘訊號cka為低電位且該已調(diào)整訊號adjusted為低電位時(shí)，使該向下計(jì)數(shù)器132載入零并將該已調(diào)整訊號adjusted設(shè)為高電位，該輸出時(shí)鐘訊號cka則保持不變；而當(dāng)該計(jì)數(shù)零訊號countZ為高電位、該輸出時(shí)鐘訊號cka為低電位且該已調(diào)整訊號adjusted為高電位時(shí)，使該向下計(jì)數(shù)器132載入一高電位計(jì)數(shù)值(conutH)，并將該已調(diào)整訊號adjusted設(shè)為低電位，該輸出時(shí)鐘訊號cka則設(shè)為高電位；又當(dāng)該計(jì)數(shù)零訊號countZ為高電位且該輸出時(shí)鐘訊號cka亦為高電位時(shí)，使該向下計(jì)數(shù)器132載入一低電位計(jì)數(shù)值(countL)，并將該輸出時(shí)鐘訊號cka設(shè)為低電位，該已調(diào)整訊號adjusted則保持不變。
前述高電位計(jì)數(shù)值countH及低電位計(jì)數(shù)值countL的值是依據(jù)下述的公式?jīng)Q定countL=[[(c*b)/a]/2]countH=[(c*b)/a]-countL或是countH=[[(c*b)/a]/2]countL=[(c*b)/a]-countL，當(dāng)中[]代表取整數(shù)值。
前述本發(fā)明的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器主要是藉由該調(diào)整緩沖器131及該向下計(jì)數(shù)器132的作用來進(jìn)行抖動(dòng)的補(bǔ)償，其實(shí)際動(dòng)作的意義則并請參照圖1所示，由于輸出電位訊號ov是為分?jǐn)?shù)除法器12的輸出，而輸出時(shí)鐘訊號cka為將該輸出電位訊號ov作抖動(dòng)補(bǔ)償后的時(shí)鐘訊號，所以每一個(gè)輸出電位訊號ov的脈沖必相對應(yīng)有一輸出時(shí)鐘訊號cka的脈沖，如果此兩脈沖數(shù)相等，則調(diào)整緩沖器131的值應(yīng)為零，否則調(diào)整緩沖器131的值為一正數(shù)，在調(diào)整訊號adjust為低電位的狀態(tài)下，輸出時(shí)鐘訊號cka保持高電位的寬度為countH個(gè)輸入時(shí)鐘訊號ck的周期，而由于(c*b)/a＞countH+countL，故如果持續(xù)在這種狀態(tài)，則輸出時(shí)鐘訊號cka的脈沖數(shù)漸漸會(huì)大過輸出電位訊號ov的脈沖數(shù)，亦即該調(diào)整緩沖器131將變成非零，該調(diào)整訊號adjust也變成高電位，此時(shí)即對輸出時(shí)鐘訊號cka進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)該輸出時(shí)鐘訊號cka的高電位寬度仍為countH個(gè)輸入時(shí)鐘訊號ck的周期，其低電位寬度則為countL+1個(gè)輸入時(shí)鐘訊號ck的周期，而因?yàn)?c*b)/a＜countH+countL+1，所以此調(diào)整會(huì)使輸出電位訊號ov的脈沖數(shù)增加，以降低調(diào)整緩沖器131的值。
該已調(diào)整訊號adjusted是在于控制輸出時(shí)鐘訊號cka的低電位的調(diào)整寬度在countL+1，而非countL+i,i＞1，如此方可使輸出時(shí)鐘訊號cka的抖動(dòng)限制在一個(gè)輸入時(shí)鐘訊號ck的周期內(nèi)。
圖3顯示依據(jù)本發(fā)明的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器的一實(shí)際范例的工作時(shí)序圖，在此范例中，c=5,b=5,a=3，而該調(diào)整緩沖器131是較佳地為一具有二個(gè)位元的緩沖器，所以Aanx=3,Amin=0,countH=[(5*5)/3]=4,countL=4，其顯示該輸出時(shí)鐘訊號cka在經(jīng)過調(diào)整后，確已將抖動(dòng)率大幅下降，完全改善了速度及抖動(dòng)的缺失。
綜上所陳，本發(fā)明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異于習(xí)知技術(shù)的特征，為分?jǐn)?shù)除法器制作上的一大突破，懇請貴審查委員明察，早日賜準(zhǔn)專利，以便嘉惠社會(huì)，實(shí)感德便。惟應(yīng)注意的是，上述諸多實(shí)施例僅是為了便于說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1．一種低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，其特征在于，主要包括一除法器，其是將一輸入時(shí)鐘訊號除以一整數(shù)c以獲致一降頻時(shí)鐘訊號；一分?jǐn)?shù)除法器，其是將該降頻時(shí)鐘訊號除以一分?jǐn)?shù)b/a以獲致一輸出電位訊號；一補(bǔ)償電路，其是接收該輸出電位訊號以產(chǎn)生一低抖動(dòng)率的輸出時(shí)鐘訊號，該補(bǔ)償電路包括一調(diào)整緩沖器，其是依據(jù)該輸出電位訊號及反饋的該輸出時(shí)鐘訊號以產(chǎn)生一調(diào)整訊號，其中，該調(diào)整緩沖器的值是在該輸出電位訊號的脈沖發(fā)生時(shí)遞減，宜至一預(yù)設(shè)最小值，并在該輸出時(shí)鐘訊號的脈沖發(fā)生時(shí)遞增，直至一預(yù)設(shè)最大值；以及一向下計(jì)數(shù)器，其是由該輸入時(shí)鐘訊號推動(dòng)計(jì)數(shù)以產(chǎn)生該輸出時(shí)鐘訊號，該向下計(jì)數(shù)器于計(jì)數(shù)至零時(shí)是依據(jù)該調(diào)整訊號及反饋的該輸出時(shí)鐘訊號以載入一由該除法器的c值及該分?jǐn)?shù)除法器的a、b值所決定的計(jì)數(shù)值，據(jù)以調(diào)整該輸出時(shí)鐘訊號而減小抖動(dòng)的發(fā)生。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，其特征在于，其中該調(diào)整緩沖器的調(diào)整訊號是當(dāng)該調(diào)整緩沖器的值為該預(yù)設(shè)最小值時(shí)為第一邏輯準(zhǔn)位，否則為第二邏輯準(zhǔn)位。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，其特征在于，其中該向下計(jì)數(shù)器是產(chǎn)生內(nèi)部的已調(diào)整及計(jì)數(shù)零訊號以分別表示該輸出時(shí)鐘訊號已經(jīng)過調(diào)整及該向下計(jì)數(shù)器已計(jì)數(shù)至零，并當(dāng)該計(jì)數(shù)零訊號為第二邏輯準(zhǔn)位、該調(diào)整訊號為第二邏輯準(zhǔn)位、該輸出時(shí)鐘訊號為第一邏輯準(zhǔn)位且該已調(diào)整訊號為第一邏輯準(zhǔn)位時(shí)，使該向下計(jì)數(shù)器載入零并將該已調(diào)整訊號設(shè)為第二邏輯準(zhǔn)位，而當(dāng)該計(jì)數(shù)零訊號為第二邏輯準(zhǔn)位、該輸出時(shí)鐘訊號為第一邏輯準(zhǔn)位且該已調(diào)整訊號為第二邏輯準(zhǔn)位時(shí)，使該向下計(jì)數(shù)器載入一由a、b、c值所決定的第二邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值并將該已調(diào)整訊號及該輸出時(shí)鐘訊號分別設(shè)為第一邏輯準(zhǔn)位及第二邏輯準(zhǔn)位，又當(dāng)該計(jì)數(shù)零訊號為第二邏輯準(zhǔn)位且該輸出時(shí)鐘訊號為第二邏輯準(zhǔn)位時(shí)，使該向下計(jì)數(shù)器載入一由a、b、c值所決定的第一邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值并將該輸出時(shí)鐘訊號設(shè)為第一邏輯準(zhǔn)位，當(dāng)中，該計(jì)數(shù)零訊號是當(dāng)該向下計(jì)數(shù)器的值為零時(shí)設(shè)為第二邏輯準(zhǔn)位。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，其特征在于，其中該第一邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值是為[[(c*b)/a]/2]，該第二邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值是為[(c*b)/a]減該第一邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值，當(dāng)中[]代表取整數(shù)值。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，其特征在于，其中該第二邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值是為[[(c*b)/a]/2]，而該第一邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值是為[(c*b)/a]減該第二邏輯準(zhǔn)位計(jì)數(shù)值，當(dāng)中[]代表取整數(shù)值。
6．根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，其特征在于，其中該第一邏輯準(zhǔn)位為低電位，該第二邏輯準(zhǔn)位為高電位。
7．根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，其特征在于，其中該調(diào)整緩沖器是為一具有N個(gè)位元的緩沖器。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器，其特征在于，其中該預(yù)設(shè)最小值為0，該預(yù)設(shè)最大值為2N。
全文摘要
本發(fā)明是為一種低速限的低抖動(dòng)率分?jǐn)?shù)除法器,其主要是將一高頻的時(shí)鐘訊號降頻,以在一較低頻率下進(jìn)行分?jǐn)?shù)除法,其結(jié)果再經(jīng)一由調(diào)整緩沖器及向下計(jì)數(shù)器所構(gòu)成的補(bǔ)償電路的調(diào)整,以使其抖動(dòng)率與在高頻時(shí)作分?jǐn)?shù)除法一樣,藉以達(dá)成不受限于線路速度且具有低抖動(dòng)率的優(yōu)異特性。
文檔編號G06F7/68GK1304085SQ9912185
公開日2001年7月18日 申請日期1999年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月20日
發(fā)明者林文昌 申請人:凌陽科技股份有限公司