專利名稱：鎖相環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎖相環(huán)裝置，特別涉及一種可降低電荷泵失配影響的鎖相環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
圖1顯示用以進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)(data clock recovery)的傳統(tǒng)鎖相環(huán)(phase lock loop；PLL)裝置100的電路功能方塊圖。上述PLL裝置100包括一相位檢測(cè)(PD)裝置102，一電荷泵及回路濾波器(charge pump and loopfilter；CPLF)裝置104，一壓控振蕩器(VCO)106，及一D型觸發(fā)器(DFF)108。
上述相位檢測(cè)裝置102檢測(cè)每一個(gè)輸入數(shù)據(jù)datain的轉(zhuǎn)換(transition)；當(dāng)上述輸入數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換邊緣(transition edge)領(lǐng)先反饋的時(shí)鐘信號(hào)CK時(shí)，相位檢測(cè)裝置102輸出一上索引(up-index)UP；當(dāng)上述輸入數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換邊緣(transition edge)落后反饋的時(shí)鐘信號(hào)CK時(shí)，相位檢測(cè)裝置102輸出一下索引(down-index)DN。倘若輸入數(shù)據(jù)datain與反饋的時(shí)鐘信號(hào)CK兩者間沒有相位差時(shí)，相位檢測(cè)裝置102不會(huì)輸出上索引UP或下索引DN。
上述CPLF裝置104，通常是由電流開關(guān)(current switch)、電阻器、電容器或主動(dòng)組件(active device)所構(gòu)成。CPLF裝置104的動(dòng)作可簡(jiǎn)化成一比例路徑(proportional path)CP1及一積分路徑(integration path)CP2組合而成，其組合例如是相加。CPLF裝置104依據(jù)所接收的上索引UP或下索引DN而調(diào)整輸出電壓Vc的值。
壓控振蕩器106依據(jù)CPLF裝置104輸出的電壓值Vc的調(diào)控，而改變輸出時(shí)鐘信號(hào)CK的頻率。
D型觸發(fā)器108依據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CK而對(duì)輸入數(shù)據(jù)datain進(jìn)行取樣而輸出數(shù)據(jù)dataout。
CPLF裝置104在實(shí)作時(shí)，由于電路內(nèi)部的增益(gain)不可避免地會(huì)有失配(mismatch)的情形產(chǎn)生，也因此造成上述PLL裝置100在進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)時(shí)，會(huì)無法理想地鎖住時(shí)鐘信號(hào)CK。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種鎖相環(huán)裝置，可有效降低電荷泵失配對(duì)其效能表現(xiàn)的影響。
本發(fā)明提出的鎖相環(huán)(PLL)裝置，主要在相位檢測(cè)裝置及電荷泵及回路濾波器(CPLF)裝置兩者之間，增設(shè)一機(jī)率塑形裝置用以有效降低CPLF裝置失配時(shí)對(duì)PLL裝置整體效能表現(xiàn)的影響。
為了達(dá)到上述的目的，依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所提提出的鎖相環(huán)裝置，包括一相位檢測(cè)裝置，接收一輸入數(shù)據(jù)信號(hào)與一時(shí)鐘信號(hào)，用以檢測(cè)該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)與該時(shí)鐘信號(hào)的相位差異而輸出一第一上索引(UP1)、或一第一下索引(DN1)；一機(jī)率塑形裝置，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，用以產(chǎn)生一第二上索引(UP2)、或一第二下索引(DN2)；一電荷泵及回路濾波器(CPLF)裝置，耦接該機(jī)率塑形裝置，依據(jù)所接收的該第二上索引(UP2)或一第二下索引(DN2)改變輸出的一調(diào)控電壓值；以及一壓控振蕩器，接收該調(diào)控電壓值并輸出該時(shí)鐘信號(hào)至該相位檢測(cè)裝置，并依據(jù)該調(diào)控電壓值改變?cè)摃r(shí)鐘信號(hào)的頻率或相位。其中上述機(jī)率塑形裝置，當(dāng)相位檢測(cè)裝置輸出該第一上索引的機(jī)率P(UP1)實(shí)質(zhì)上等于輸出該第一下索引的機(jī)率P(DN1)時(shí)，用以降低該第二上索引的期望值E(UP2)及該第二下索引的期望值E(DN2)，藉此達(dá)到形塑期望值E(UP2)及E(DN2)對(duì)應(yīng)于相位檢測(cè)裝置所檢測(cè)相位差的分布(distribution)，進(jìn)而降低CPLF裝置增益失配的影響。
為了達(dá)到上述的目的，依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所提提出的鎖相環(huán)裝置，包括一相位檢測(cè)裝置，接收一輸入數(shù)據(jù)信號(hào)與一時(shí)鐘信號(hào)，用以檢測(cè)該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)與該時(shí)鐘信號(hào)的相位差異而輸出一第一上索引(UP1)、或一第一下索引(DN1)；一機(jī)率塑形裝置，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，用以對(duì)該第一上索引(UP1)及該第二下索引(DN2)進(jìn)行一處理，并依據(jù)處理結(jié)果輸出一第二上索引(UP2)、或一第二下索引(DN2)；一電荷泵及回路濾波器(CPLF)裝置，耦接該機(jī)率塑形裝置，依據(jù)所接收的該第二上索引(UP2)或該第二下索引(DN2)改變所輸出的一調(diào)控電壓值；以及一壓控振蕩器，接收該調(diào)控電壓值并輸出該時(shí)鐘信號(hào)至相位該檢測(cè)裝置，并依據(jù)該調(diào)控電壓值改變?cè)摃r(shí)鐘信號(hào)的頻率或相位。其中上述機(jī)率塑形裝置，主要是使該第二上索引(UP2)及該第二下索引(DN2)出現(xiàn)的頻率分別小于該第一上索引(UP1)及該第一下索引(DN1)出現(xiàn)的頻率；藉此達(dá)到形塑期望值E(UP2)及E(DN2)對(duì)應(yīng)于相位檢測(cè)裝置所檢測(cè)相位差的分布(distribution)，進(jìn)而降低CPLF裝置增益失配的影響。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1顯示用以進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)(data clock recovery)的傳統(tǒng)鎖相環(huán)(phase lock loop；PLL)裝置的電路功能方塊圖。
圖2顯示依據(jù)本發(fā)明用以進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)的PLL裝置的一實(shí)施例電路方塊圖。
圖3顯示以數(shù)字濾波器實(shí)作機(jī)率塑形裝置的一實(shí)施例。
圖4顯示第二上索引UP2的輸出期望值E(UP)與第一上索引UP1出現(xiàn)機(jī)率P(UP)的關(guān)系圖。
圖5顯示第二上索引UP2的格式化(normalized)輸出期望值NE(UP)與第一上索引UP1出現(xiàn)機(jī)率P(UP)的關(guān)系圖。
圖6顯示相位檢測(cè)裝置所檢測(cè)的相位位置的抖動(dòng)直方圖(jitterhistogram)。
圖7顯示上、下索引UP/DN的出現(xiàn)的機(jī)率相對(duì)于與相位檢測(cè)位置的關(guān)系圖。
圖8顯示上、下索引的期望值Eup/Edn及下級(jí)電荷泵增益的乘積(Gup、Gdn)相對(duì)于相位檢測(cè)位置的關(guān)系圖。
圖9顯示上、下索引UP/DN的期望值Eup/Ddn相對(duì)于相位檢測(cè)位置的關(guān)系圖。
圖10顯示經(jīng)過機(jī)率塑形后，上、下索引的期望值Eup/Edn及下級(jí)電荷泵增益的乘積(Gup、Gdn)相對(duì)于相位檢測(cè)位置的關(guān)系圖。
圖11顯示依據(jù)本發(fā)明用以進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)的PLL裝置的另一實(shí)施例電路方塊圖。
圖12顯示以數(shù)字濾波器實(shí)作機(jī)率塑形裝置的另一實(shí)施例。
附圖符號(hào)說明100-鎖相環(huán)裝置；102-相位檢測(cè)裝置；
104-電荷泵及瀘波器裝置；106-壓控振蕩器；108-D型觸發(fā)器；CP1-比例路徑；CP2-積分路徑；CK-時(shí)鐘信號(hào)；Datain-輸入數(shù)據(jù)；dataout-輸出數(shù)據(jù)；UP-上索引；DN-下索引；Vc-輸出電壓；200-鎖相環(huán)裝置；202-機(jī)率塑形裝置；UP1-第一上索引；UP2-第二上索引；DN1-第一下索引；DN2-第二下索引；300-數(shù)字濾波器；301-加法運(yùn)算單元；302-延遲單元；303-決定裝置；304-重置單元；S1-運(yùn)算結(jié)果；SS-統(tǒng)計(jì)結(jié)果；4000-鎖相環(huán)裝置；4020-機(jī)率塑形裝置；800-數(shù)字濾波器；801-第一累計(jì)裝置；802-第二累計(jì)裝置；803-決定裝置。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1，考慮潛時(shí)(latency)或延遲(delay)對(duì)電荷泵及回路濾波器(CPLF)裝置的影響。圖1的CPLF裝置104包括比例路徑CP1和積分路徑CP2，依其功能特征可分別以轉(zhuǎn)移函數(shù)(transfer function)a1及 來表示，其中a1及a2是為常數(shù)。假設(shè)工作頻率為ω時(shí)，CPLF裝置104的輸出信號(hào)的振幅為1，且ω＝10ωz、ω＝0.01ω0，其中ω0表示時(shí)鐘CK的頻率。
假定以5個(gè)時(shí)鐘的潛時(shí)或延遲為例，則相位落后(lag)為 CPLF裝置104的轉(zhuǎn)移函數(shù)為a1+a2S=a2S(Sωz+1)=a2S(jωωz+1).]]>就上述轉(zhuǎn)移函數(shù)中的項(xiàng)目 而言，其相位 其振幅A=(ωωZ)2+1=10.05.]]>
接著考慮以下<1>、<2>的情形<1>假設(shè)在比例路徑CP1上有一相位落后θ轉(zhuǎn)移函數(shù)中的項(xiàng)目 會(huì)變成jωωz∠θ+1=jωωzcosθ+(ωωzsinθ+1);]]>其中，該項(xiàng)目的相位 而該項(xiàng)目的振幅A=(ωωz)2+1+2ωωzsinθ=10.35.]]><2>假設(shè)在積分路徑CP2上有一相位落后θ轉(zhuǎn)移函數(shù)中的項(xiàng)目 會(huì)變成jωωz+1∠θ=j(ωωz-sinθ)+ωωzcosθ;]]>其中，該項(xiàng)目的相位 而該項(xiàng)目的振幅A=(ωωz)2+1-2ωωzsinθ=9.74.]]>從上述<1>和<2>的分析可得以下結(jié)論在比例路徑CP1上的潛時(shí)會(huì)使CPLF裝置104的開路(open loop)的相位邊際(phase margin)劣化；而積分路徑CP2上的潛時(shí)對(duì)CPLF裝置104的開路的相位邊際造成的影響并不大。
圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明，用以進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)的PLL裝置200的一實(shí)施例電路方塊圖。其中，圖2與圖1相同或類似的組件或信號(hào)均以相同的符號(hào)表示，為簡(jiǎn)潔起見相同的組件的動(dòng)作不再予以贅述。
PLL裝置200包括一相位檢測(cè)(PD)裝置102、一CPLF裝置104、一壓控振蕩器(VCO)106、一D型觸發(fā)器(DFF)108、以及一機(jī)率塑形裝置(probability shaping device)202。
同樣地，CPLF裝置104的動(dòng)作是簡(jiǎn)化成由一比例路徑(proportional path)CP1及一積分路徑(integration path)CP2組合而成，其組合例如是相加。本實(shí)施例中，新增的機(jī)率塑形裝置202，是設(shè)置在該相位檢測(cè)裝置102及該CPLF裝置104之間，該機(jī)率塑形裝置202的輸出則耦接至該CPLF裝置104的積分路徑CP2。CPLF裝置104的比例路徑CP1則接收相位檢測(cè)裝置102的輸出。
相位檢測(cè)裝置102，接收輸入數(shù)據(jù)信號(hào)datain與反饋的時(shí)鐘信號(hào)CK，檢測(cè)該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)datain與該時(shí)鐘信號(hào)CK的相位差異，輸出一第一上索引(UP1)、或一第一下索引(DN1)。
機(jī)率塑形裝置202接收第一上索引UP1或第一下索引，用以對(duì)該第一上索引(UP1)及該第二下索引(DN2)進(jìn)行一處理，并依據(jù)處理結(jié)果輸出一第二上索引(UP2)、或一第二下索引(DN2)，使該第二上索引(UP2)及該第二下索引(DN2)出現(xiàn)的頻率分別小于該第一上索引(UP1)及該第一下索引(DN1)出現(xiàn)的頻率。此外，機(jī)率塑形裝置202亦可設(shè)計(jì)成當(dāng)相位檢測(cè)裝置102輸出該第一上索引的機(jī)率P(UP1)實(shí)質(zhì)上等于(逼近)輸出該第一下索引的機(jī)率P(DN1)時(shí)，用以降低該第二上索引的期望值E(UP2)及該第二下索引的期望值E(DN2)。
機(jī)率塑形裝置202的實(shí)作，可使用數(shù)字濾波器(digital filter)，但是不限定于此。數(shù)字濾波器將第一上索引UP1出現(xiàn)的次數(shù)(或脈沖數(shù))與第一下索引DN1出現(xiàn)的次數(shù)(或脈沖數(shù))兩者相減，并將相減的結(jié)果縮幅(down-scale)，以降低第二上索引UP2與第二下索引DN2出現(xiàn)的頻率(或次數(shù))。亦或數(shù)字濾波器可先對(duì)第一上索引UP1出現(xiàn)的次數(shù)(或脈沖數(shù))與第一下索引DN1出現(xiàn)的次數(shù)分別進(jìn)行縮幅后，再將兩者進(jìn)行相減的動(dòng)作，并據(jù)以產(chǎn)生第二上索引UP2或第二下索引DN2，以降低第二上索引UP2與第二下索引DN2出現(xiàn)的頻率(或次數(shù))。
圖3顯示以數(shù)字濾波器實(shí)作機(jī)率塑形裝置202的一實(shí)施例。圖3中，數(shù)字濾波器300的動(dòng)作相當(dāng)于除N電路(divided-by-N circuit)。數(shù)字濾波器300至少包括一加法運(yùn)算單元301、一延遲單元302、以及一決定裝置。上述加法運(yùn)算單元301當(dāng)該相位檢測(cè)裝置102輸出該第一上索引(UP1)時(shí)對(duì)一統(tǒng)計(jì)結(jié)果SS執(zhí)行加1的動(dòng)作，當(dāng)該相位檢測(cè)裝置輸出該第一下索引(DN1)時(shí)對(duì)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果SS執(zhí)行減1的動(dòng)作。其中，該統(tǒng)計(jì)結(jié)果SS，是對(duì)應(yīng)第一上索引(UP1)連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)或該第二下索引(DN2)連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)。
上述延遲單元302，耦接該加法運(yùn)算單元301輸出的運(yùn)算結(jié)果S1，并將該運(yùn)算結(jié)果S1延遲成為該統(tǒng)計(jì)結(jié)果SS后耦接給該運(yùn)算器301。
上述決定裝置303，耦接該延遲單元302的輸出，當(dāng)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果SS大于等于N時(shí)輸出該第二上索引(UP2)，當(dāng)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果SS小于等于-N時(shí)輸出該第二下索引(DN2)，其中N為正整數(shù)。
該機(jī)率塑形裝置更包括一重置單元304，耦接設(shè)在該加法運(yùn)算單元301及該延遲單元302之間，并且受該決定裝置303的控制，當(dāng)決定裝置303輸出該第二上索引UP2或第二下索引DN2時(shí)，將該統(tǒng)計(jì)結(jié)果SS歸零。在此，重置單元304是由一乘法器、一反向器及一或門所構(gòu)成；當(dāng)決定裝置303輸出該第二上索引UP2或第二下索引DN2時(shí)，會(huì)驅(qū)動(dòng)上述或門輸出一邏輯1作為重置信號(hào)(re-cont)，使反向器輸出邏輯0，再藉由乘法器的動(dòng)作使上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果SS歸零。
圖12顯示以數(shù)字濾波器實(shí)作機(jī)率塑形裝置202的另一實(shí)施例。圖12中，數(shù)字濾波器800的動(dòng)作亦相當(dāng)于除N電路(divided-by-N circuit)。數(shù)字濾波器300至少包括一加法運(yùn)算單元301、一延遲單元302、以及一決定裝置。數(shù)字濾波器800至少包括一第一累計(jì)裝置801、一第二累計(jì)裝置802、以及一決定裝置803。
上述第一累計(jì)裝置801當(dāng)該相位檢測(cè)裝置102輸出該第一上索引(UP1)時(shí)對(duì)一第一累計(jì)值SS1執(zhí)行加1的動(dòng)作。其中，該第一累計(jì)值SS1，是對(duì)應(yīng)第一上索引(UP1)出現(xiàn)的次數(shù)。上述第二累計(jì)裝置802當(dāng)該相位檢測(cè)裝置102輸出該第一下索引(DN1)時(shí)對(duì)一第二累計(jì)值SS2執(zhí)行加1的動(dòng)作。其中，該第二累計(jì)值SS2，是對(duì)應(yīng)第一下索引(DN1)出現(xiàn)的次數(shù)。
上述第一累計(jì)裝置801及第二累計(jì)裝置802，均是由一加法器、一乘法器、一反相器及一延遲單元所構(gòu)成；其詳細(xì)動(dòng)作與圖3所示者相同，反相器及乘法器是用以將第一或第二累計(jì)值歸零。。
上述決定裝置803，耦接上述第一累計(jì)裝置801及第二累計(jì)裝置802的輸出，當(dāng)?shù)谝焕塾?jì)值SS1大于等于N時(shí)輸出該第二上索引(UP2)，當(dāng)?shù)诙塾?jì)值SS2大于等于N時(shí)輸出該第二下索引(DN2)。
圖4顯示第二上索引UP2的輸出期望值E(UP)與第一上索引UP1出現(xiàn)機(jī)率P(UP)的關(guān)系圖，N表示數(shù)字濾波器(divided-by-N電路)的除數(shù)。圖5顯示第二上索引UP2的格式化(normalized)輸出期望值NE(UP)與第一上索引UP1出現(xiàn)機(jī)率P(UP)的關(guān)系圖。P(UP)表示相位檢測(cè)裝置輸出第一上索引UP1的機(jī)率，例如輸出UP1＝1。對(duì)于相位檢測(cè)裝102置每一次的檢測(cè)，P(DN)表示相位檢測(cè)裝置輸出第一上索引UP1(例如輸出UP1＝1)的機(jī)率，P(DN)表示相位檢測(cè)裝置輸出第一下索引DN1(例如輸出DN1＝1)的機(jī)率，且P(UP)+P(DN)＝1。E(UP)是當(dāng)機(jī)率塑形裝置的輸出為UP2(例如設(shè)為1)時(shí)的期望值，E(DN)是當(dāng)機(jī)率塑形裝置的輸出為DN2(例如設(shè)為1)時(shí)的期望值；其中，NE(UP)＝N×E(UP)，NE(DN)＝N×E(DN)。
圖6顯示相位檢測(cè)裝置所檢測(cè)的相位置的抖動(dòng)直方圖(jitterhistogram)；在此，相位檢測(cè)裝置檢測(cè)相位差的抖動(dòng)分布(jitterdistribution)是為均勻隨機(jī)分布(uniform random distribution)。在均勻隨機(jī)分布下，相位檢測(cè)裝置輸出上索引UP(或下索引DN)的機(jī)率Pup(或Pdn)是與其接受的反饋時(shí)鐘信號(hào)(feed-back clock)的相位檢測(cè)位置成比例，如圖7所示。圖8顯示上、下索引的期望值Eup/Edn與下經(jīng)電荷泵增益的乘積(Gup、Gdn)相對(duì)于相位檢測(cè)位置的關(guān)系圖。在傳統(tǒng)用以進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)的PLL電路中，由于電荷泵的增益失配(mismatch)之故，多會(huì)有非理想鎖相(non-ideallocking)的問題產(chǎn)生，亦即PLL電位對(duì)于檢測(cè)位置的鎖定會(huì)由原先預(yù)設(shè)的O點(diǎn)偏移至Q1點(diǎn)，如圖8所示。
本發(fā)明提出的PLL裝置，增設(shè)有機(jī)率塑形裝置，如以上實(shí)施例所述，例如使用數(shù)字濾波器實(shí)作出對(duì)應(yīng)有除N功能的電路，以對(duì)上索引UP及下索引DN的期望值Eup及Edn除以N，亦或是對(duì)期望值Eup及Edn的機(jī)率分布進(jìn)行塑形，如圖9所示。因此，下級(jí)電荷泵的機(jī)率-增益乘積(Gup、Gdn)也會(huì)降低或塑形，如圖10所示。因此，電荷泵的增益失配所造成的非理想鎖相問題會(huì)較有改善，圖10中檢測(cè)位置的鎖定僅僅由原先預(yù)設(shè)的O點(diǎn)偏移至Q2點(diǎn)，相較圖8所示是有明顯的改善。
此外，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)datain為低速(low data rate)時(shí)，則機(jī)率塑形裝置(例如以數(shù)字濾波器實(shí)作)所造成的潛時(shí)或延遲的影響會(huì)相當(dāng)小。因此，機(jī)率塑形裝置402亦可設(shè)置于相位檢測(cè)裝置102及CPLF裝置104之間，將機(jī)率塑形裝置402的輸出分別耦接CPLF裝置104的比例路徑CP1及積分路徑CP2，如圖11所示。
同理，機(jī)率塑形裝置402亦可由數(shù)字濾波器來實(shí)作，但是不限定于此。數(shù)字濾波器主要將第一上索引UP1出現(xiàn)的次數(shù)(或脈沖數(shù))與第一下索引DN1出現(xiàn)的次數(shù)(或脈沖數(shù))兩者相減，并將相減的結(jié)果縮幅(down-scale)，以降低第二上索引UP2與第二下索引DN2出現(xiàn)的頻率(或次數(shù))；亦或可先對(duì)第一上索引UP1出現(xiàn)的次數(shù)(或脈沖數(shù))與第一下索引DN1出現(xiàn)的次數(shù)分別進(jìn)行縮幅后，再將兩者進(jìn)行相減的動(dòng)作，并據(jù)以產(chǎn)生第二上索引UP2或第二下索引DN2，以降低第二上索引UP2與第二下索引DN2出現(xiàn)的頻率(或次數(shù))。機(jī)率塑形裝置402例如可由圖3或圖12所示的數(shù)字濾波器所構(gòu)成。
本發(fā)明已揭示較佳實(shí)施例如上，僅用于幫助了解本發(fā)明的實(shí)施，非用以限定本發(fā)明的精神，而熟悉此領(lǐng)域技藝者在領(lǐng)悟本發(fā)明的精神后，在不脫離本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許更動(dòng)潤飾及等同的變化替換，其專利保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍及其等同領(lǐng)域而定。
權(quán)利要求
1.一種鎖相環(huán)裝置，包括一相位檢測(cè)裝置，接收一輸入數(shù)據(jù)信號(hào)與一時(shí)鐘信號(hào)，用以檢測(cè)該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)與該時(shí)鐘信號(hào)的相位差異而輸出一第一上索引、或一第一下索引；一機(jī)率塑形裝置，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，用以對(duì)該第一上索引及該第二下索引進(jìn)行一處理，并依據(jù)處理結(jié)果輸出一第二上索引、或一第二下索引，使該第二上索引及該第二下索引出現(xiàn)的頻率分別小于該第一上索引及該第一下索引出現(xiàn)的頻率；一電荷泵及回路濾波器裝置，耦接該機(jī)率塑形裝置，依據(jù)所接收的該第二上索引或該第二下索引改變所輸出的一調(diào)控電壓值；以及一壓控振蕩器，接收該調(diào)控電壓值并輸出該時(shí)鐘信號(hào)至該相位檢測(cè)裝置，并依據(jù)該調(diào)控電壓值改變?cè)摃r(shí)鐘信號(hào)的頻率或相位。
2.如權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該機(jī)率塑形裝置監(jiān)控該第一上索引出現(xiàn)的次數(shù)與該第二下索引出現(xiàn)的次數(shù)，當(dāng)該第一上索引出現(xiàn)的次數(shù)大于等于一第一值時(shí)輸出該第二上索引，當(dāng)該第一下索引出現(xiàn)的次數(shù)小于等于一第二值時(shí)輸出該第二下索引。
3.如權(quán)利要求2所述的鎖相環(huán)裝置，其中。該機(jī)率塑形裝置包括一運(yùn)算器，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，當(dāng)該相位檢測(cè)裝置輸出該第一上索引時(shí)對(duì)一統(tǒng)計(jì)結(jié)果執(zhí)行加1的動(dòng)作，當(dāng)該相位檢測(cè)裝置輸出該第一下索引時(shí)對(duì)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果執(zhí)行減1的動(dòng)作；一延遲單元，耦接該加法器輸出的一運(yùn)算結(jié)果，并將該運(yùn)算結(jié)果延遲成為該統(tǒng)計(jì)結(jié)果后耦接給該運(yùn)算器；以及一決定裝置，耦接該延遲單元的輸出，當(dāng)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果大于等于N時(shí)輸出該第二上索引，當(dāng)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果小于等于-N時(shí)輸出該第二下索引，其中N為正整數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該機(jī)率塑形裝置更包括一重置單元，設(shè)在該運(yùn)算器及該延遲單元之間，并且受該決定裝置的控制，當(dāng)決定裝置輸出該第二上索引或第二下索引時(shí)，將該統(tǒng)計(jì)結(jié)果歸零。
5.如權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該機(jī)率塑形裝置包括一第一累計(jì)裝置，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，用以得到對(duì)應(yīng)該第一上索引出現(xiàn)次數(shù)的一第一累計(jì)值；一第二累計(jì)裝置，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，用以得到對(duì)應(yīng)該第一下索引出現(xiàn)次數(shù)的一第二累計(jì)值；以及一決定裝置，耦接該第一累計(jì)裝置及該第二累計(jì)裝置，當(dāng)該第一累計(jì)值大于等于一第一值時(shí)輸出該第二上索引，當(dāng)該第二累計(jì)值大于等于該第一值時(shí)輸出該第二下索引。
6.如權(quán)利要求5所述的鎖相環(huán)裝置，更包括至少一重置單元，受該決定裝置的控制，當(dāng)該決定裝置輸出該第二上索引或第二下索引時(shí)，將該第一累計(jì)值及第二累計(jì)值歸零。
7.如權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該電荷泵及回路濾波器裝置包括一比例路徑，其輸入端耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出或該機(jī)率塑形裝置的輸出；一積分路徑，其輸入端耦接該機(jī)率塑形裝置的輸出；一加法器，接收該比例路徑及該積分路徑的輸出，并輸出該調(diào)控電壓值。
8.如權(quán)利要求7所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該積分路徑由一積分器構(gòu)成，該比例路徑由一比例運(yùn)算電路構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的鎖相環(huán)裝置，更包括一D型觸發(fā)器耦接該時(shí)鐘信號(hào)與該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，依據(jù)該時(shí)鐘信號(hào)而送出一輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
10.一種鎖相環(huán)裝置，包括一相位檢測(cè)裝置，接收一輸入數(shù)據(jù)信號(hào)與一時(shí)鐘信號(hào)，用以檢測(cè)該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)與該時(shí)鐘信號(hào)的相位差異而輸出一第一上索引、或一第一下索引；一機(jī)率塑形裝置，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，用以產(chǎn)生一第二上索引、或一第二下索引，并且當(dāng)相位檢測(cè)裝置輸出該第一上索引的機(jī)率P實(shí)質(zhì)上等于輸出該第一下索引的機(jī)率P時(shí)，用以降低該第二上索引的期望值E及該第二下索引的期望值E；一電荷泵及回路濾波器裝置，耦接該機(jī)率塑形裝置，依據(jù)所接收的該第二上索引或一第二下索引改變輸出的一調(diào)控電壓值；以及一壓控振蕩器，接收該調(diào)控電壓值并輸出該時(shí)鐘信號(hào)至該相位檢測(cè)裝置，并依據(jù)該調(diào)控電壓值改變?cè)摃r(shí)鐘信號(hào)的頻率或相位。
11.如權(quán)利要求10所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該機(jī)率塑形裝置監(jiān)控該第一上索引出現(xiàn)的次數(shù)與該第二下索引出現(xiàn)的次數(shù)，當(dāng)該第一上索引出現(xiàn)的次數(shù)大于等于一第一值時(shí)輸出該第二上索引，當(dāng)該第一下索引出現(xiàn)的次數(shù)小于等于一第二值時(shí)輸出該第二下索引。
12.如權(quán)利要求11所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該機(jī)率塑形裝置包括一運(yùn)算器，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，當(dāng)該相位檢測(cè)裝置輸出該第一上索引時(shí)對(duì)一統(tǒng)計(jì)結(jié)果執(zhí)行加1的動(dòng)作，當(dāng)該相位檢測(cè)裝置輸出該第一下索引時(shí)對(duì)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果執(zhí)行減1的動(dòng)作；一延遲單元，耦接該加法器輸出的一運(yùn)算結(jié)果，并將該運(yùn)算結(jié)果延遲成為該統(tǒng)計(jì)結(jié)果后耦接給該運(yùn)算器；以及一決定裝置，耦接該延遲單元的輸出，當(dāng)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果大于等于N時(shí)輸出該第二上索引，當(dāng)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果小于等于-N時(shí)輸出該第二下索引，其中，N為正整數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該機(jī)率塑形裝置更包括一重置單元，耦接設(shè)于該運(yùn)算器及該延遲單元之間，并且受該決定裝置的控制，當(dāng)決定裝置輸出該第二上索引或第二下索引時(shí)，將該統(tǒng)計(jì)結(jié)果歸零。
14.如權(quán)利要求10所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該機(jī)率塑形裝置包括一第一累計(jì)裝置，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，用以得到對(duì)應(yīng)該第一上索引出現(xiàn)次數(shù)的一第一累計(jì)值；一第二累計(jì)裝置，耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出，用以得到對(duì)應(yīng)該第一下索引出現(xiàn)次數(shù)的一第二累計(jì)值；以及一決定裝置，耦接該第一累計(jì)裝置及該第二累計(jì)裝置，當(dāng)與該第一累計(jì)值大于等于一第一值時(shí)輸出該第二上索引，當(dāng)該第二累計(jì)值小于等于一第二值時(shí)輸出該第二下索引。
15.如權(quán)利要求14所述的鎖相環(huán)裝置，更包括至少一重置單元，受該決定裝置控制，當(dāng)該決定裝置輸出該第二上索引或第二下索引時(shí)，將該第一累計(jì)值及第二累計(jì)值歸零。
16.如權(quán)利要求10所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該電荷泵及回路濾波器裝置包括一比例路徑，其輸入端耦接該相位檢測(cè)裝置的輸出或該機(jī)率塑形裝置的輸出；一積分路徑，其輸入端耦接該機(jī)率塑形裝置的輸出；一加法器，接收該比例路徑及該積分路徑的輸出，并輸出該調(diào)控電壓值。
17.如權(quán)利要求16所述的鎖相環(huán)裝置，其中，該積分路徑由一積分器構(gòu)成，該比例路徑由一比例運(yùn)算電路構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求17所述的鎖相環(huán)裝置，更包括一D型觸發(fā)器耦接該時(shí)鐘信號(hào)與該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，依據(jù)該時(shí)鐘信號(hào)而送出一輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。
全文摘要
一種鎖相環(huán)裝置，在相位檢測(cè)裝置及電荷泵及回路濾波器(CPLF)裝置兩者之間，增設(shè)一機(jī)率塑形裝置，上述機(jī)率塑形裝置，主要是使上索引及下索引出現(xiàn)的頻率、或出現(xiàn)次數(shù)的期望值降低；藉此形塑機(jī)率分布，達(dá)到降低CPLF裝置增益失配的影響。
文檔編號(hào)H03L7/08GK1777034SQ20051013141
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者葉澤賢 申請(qǐng)人:威盛電子股份有限公司