專利名稱：用于生成時(shí)鐘信號(hào)的電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于為采樣裝置生成時(shí)鐘信號(hào)的電路，該電路包括 時(shí)鐘發(fā)生器，該時(shí)鐘發(fā)生器用于生成多個(gè)具有相同循環(huán)周期并且彼此 具有相移的時(shí)鐘信號(hào)。本發(fā)明還涉及生成時(shí)鐘信號(hào)的相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)在發(fā)送器和接收器之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)， 一般會(huì)出現(xiàn)接收器的內(nèi) 部時(shí)鐘必須與發(fā)送器的內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行同步以提供令人滿意的數(shù)據(jù)傳 輸?shù)膯栴}。否則，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)會(huì)被接收器的采樣裝置在不佳的時(shí)間 點(diǎn)采樣，從而導(dǎo)致傳輸錯(cuò)誤。應(yīng)當(dāng)注意，該問題會(huì)在任何具有獨(dú)立內(nèi) 部時(shí)鐘的i送器/接收器組合中出現(xiàn)，無(wú)論傳輸信道的物理性質(zhì)如何。 這意味著該問題會(huì)同樣地出現(xiàn)在通過使用聲音、光、無(wú)線電波和任意 其它介質(zhì)進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸中。為了提供令人滿意的同步和數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)字輸入信號(hào)被釆樣裝 置以顯著高于該數(shù)字信號(hào)頻率的釆樣頻率進(jìn)行采樣。于是，接收器包 括時(shí)鐘生成裝置，其生成具有適當(dāng)頻率的時(shí)鐘信號(hào)。然而，生成具有 較高頻率的時(shí)鐘信號(hào)會(huì)導(dǎo)致較高的功耗。在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)數(shù)種方法可以提供具有這種高頻的時(shí)鐘 信號(hào)。其中一個(gè)例子是石英晶體振蕩器。另一個(gè)例子是美國(guó)專利6， 388， 492 B2，其公開了一種時(shí)鐘生成電路，該電路包括用于生成具 有預(yù)定頻率的多相時(shí)鐘的多相時(shí)鐘生成電路、用于通過使用多相時(shí)鐘中的至少一部分來(lái)生成多個(gè)不重疊脈沖的脈沖生成電路、以及用于獲得多個(gè)不重疊脈沖的"或"運(yùn)算結(jié)果的電路，從而生成與多相時(shí)鐘的 頻率不具有簡(jiǎn)單整體多重比關(guān)系的時(shí)鐘，或者具有更高的頻率而不導(dǎo)致功耗增大和芯片面積變大的時(shí)鐘。這樣，可以生成具有與多相時(shí)鐘 的不同的頻率的時(shí)鐘。本發(fā)明的目的是提供用于生成時(shí)鐘信號(hào)的電路和方法，該電路 和方法需要更少的能量并且保持?jǐn)?shù)字信號(hào)的適當(dāng)同步。根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過用于為采樣裝置生成時(shí)鐘信號(hào)的電 路實(shí)現(xiàn)，該電路包括時(shí)鐘發(fā)生器，用于生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)具有相同的循環(huán)周期并且彼此具有相移；關(guān)聯(lián)裝置，用于使數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)部分同多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)相關(guān)聯(lián)；以及選擇裝置，用于基于關(guān)聯(lián)裝置所做的關(guān)聯(lián)為采樣裝置選擇一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為時(shí)鐘采樣信號(hào)以采樣數(shù)字信號(hào)。時(shí)鐘發(fā)生器用于生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)時(shí) 鐘信號(hào)具有相同的循環(huán)周期但彼此具有相移。每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)優(yōu)選地相對(duì)其在前時(shí)鐘信號(hào)和在后時(shí)鐘信號(hào)具有相同的相移。例如，如果使用8個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，則每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)比其在前時(shí)鐘信號(hào)滯后45° 。這些時(shí) 鐘信號(hào)中的一個(gè)被選為時(shí)鐘采樣信號(hào)，即作為為采樣裝置提供時(shí)鐘的 時(shí)鐘信號(hào)。為了從多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘采樣信號(hào)，通過關(guān) 聯(lián)裝置將多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)與數(shù)字信號(hào)相關(guān)聯(lián)。具體來(lái)說(shuō)，多個(gè)時(shí)鐘信號(hào) 同數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)部分相關(guān)聯(lián)。數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)部分可以特 定地是數(shù)字信號(hào)的上升沿或下降沿。特征信號(hào)部分也可以是數(shù)字信號(hào) 的最小值或最大值。根據(jù)本發(fā)明的電路的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，可以通過為具有較低頻率 的采樣裝置使用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)來(lái)獲得較高的同步精度(即具有很小的 時(shí)間或相位誤差)。于是，功耗由于低頻而相對(duì)較低，這在接收裝置 必須應(yīng)對(duì)有限電源時(shí)特別有利。示例如智能卡和RFID裝置。特別是 在使用無(wú)源裝置(沒有自帶電池)時(shí)，應(yīng)答器的無(wú)線電范圍是功耗的 函數(shù)，即，功耗越低則無(wú)線電范圍越大，這明顯是應(yīng)答器的基本特征。 于是，本發(fā)明對(duì)于無(wú)源應(yīng)答器特別有利。通常，時(shí)鐘信號(hào)是脈沖信號(hào)并且具有諸如上升沿或下降沿的特 征部分。這樣，關(guān)聯(lián)裝置可以被構(gòu)造為通過確定多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的特征 部分與數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)部分之間的時(shí)間差或者相位差來(lái)執(zhí)行關(guān) 聯(lián)。在根據(jù)本發(fā)明的電路的一個(gè)優(yōu)選版本中，在其特征部分與數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)部分之間具有最小時(shí)間差或者相位差的時(shí)鐘信號(hào)被選 作時(shí)鐘采樣信號(hào)。時(shí)鐘發(fā)生器可以包括生成基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的振蕩器，和用于基于 基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)處理裝置?；鶞?zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)可以 用作多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中的一個(gè)。信號(hào)處理裝置可以被構(gòu)造為通過對(duì)基準(zhǔn) 時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)時(shí)延來(lái)生成其余的時(shí)鐘信號(hào)。因此，不必通過首先 生成循環(huán)周期比時(shí)鐘信號(hào)的小的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)、然后使用分頻器來(lái)生 成各個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。這使得降低電路功耗成為可能，因?yàn)榭梢员苊馍?具有相對(duì)小的循環(huán)周期(或相對(duì)高的頻率)的時(shí)鐘信號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明的電路的另一個(gè)有限版本中，時(shí)鐘發(fā)生器包括一 個(gè)環(huán)形振蕩器和至少一個(gè)時(shí)延裝置。在這里，需要在振蕩器的反饋回 路中提供的總共180。的相移被有利地分割成子偏移，從而提供相移 信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明，該目的還通過從多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中選擇時(shí)鐘信號(hào)的 方法來(lái)實(shí)現(xiàn)'，該方法包括如下步驟生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)時(shí)鐘信 號(hào)具有相同的循環(huán)周期并且彼此具有相移；使數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)部 分同時(shí)鐘信號(hào)相關(guān)聯(lián)；以及基于所述關(guān)聯(lián)從多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中為采樣裝 置選擇一個(gè)時(shí)鐘采樣信號(hào)以采樣數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)被采樣裝置采 樣。為了使得被采樣的數(shù)字信號(hào)同步，采樣裝置必須由選自多個(gè)時(shí)鐘 信號(hào)的適當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘采樣信號(hào)來(lái)提供時(shí)鐘。時(shí)鐘信號(hào)具有相同的循環(huán)周 期但是彼此具有相移。數(shù)字信號(hào)具有特征信號(hào)部分，例如上升沿或下 降沿。當(dāng)數(shù)字信號(hào)被采樣裝置接收到，數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)部分與多 個(gè)時(shí)鐘信號(hào)相關(guān)聯(lián)。所述關(guān)聯(lián)可以通過使數(shù)字信號(hào)的特征信號(hào)部分同 時(shí)鐘信號(hào)的特征部分相關(guān)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘信號(hào)的特征部分可以是各個(gè) 時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿。然后基于所述關(guān)聯(lián)來(lái)選擇時(shí)鐘采樣信 號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)有限版本中，將數(shù)字信號(hào)的特征信 號(hào)部分同時(shí)鐘信號(hào)相關(guān)聯(lián)的步驟是通過比較該特征信號(hào)部分與時(shí)鐘 信號(hào)的特征部分之間的時(shí)間差或相位差來(lái)進(jìn)行的。從多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中 選擇帶有最小時(shí)間差或相位差的時(shí)鐘信號(hào)作為采樣時(shí)鐘。7根據(jù)本發(fā)明的方法可以用于使異步的數(shù)字信號(hào)與時(shí)鐘采樣信號(hào) 同步。該方法提供了獲得與使用帶有較高頻率的時(shí)鐘采樣信號(hào)時(shí)相同 的時(shí)間分辨率的可能性。然而，由于時(shí)鐘信號(hào)具有較小的頻率，因此根據(jù)本發(fā)明的方法很容易導(dǎo)致節(jié)省能量。根據(jù)本發(fā)明，上述目的還通過從多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中選擇時(shí)鐘信號(hào)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，該方法包括如下步驟生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)時(shí)鐘 信號(hào)具有相同的循環(huán)周期但彼此具有相移并且具有上升沿和下降沿；以及從多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中選擇其上升沿或下降沿緊隨著數(shù)字信號(hào)的特 征信號(hào)部分的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)作為時(shí)鐘采樣信號(hào)，該時(shí)鐘采樣信號(hào)用于采 樣裝置對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采樣。時(shí)鐘采樣信號(hào)用于同步采樣裝置。特別 地，如果每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)相對(duì)其在前或在后時(shí)鐘信號(hào)具有相同的相移， 則在使用帶有等于時(shí)鐘信號(hào)頻率乘以時(shí)鐘信號(hào)數(shù)的頻率的虛擬時(shí)鐘 釆樣信號(hào)時(shí)，所導(dǎo)致的同步誤差會(huì)相等。由于時(shí)鐘信號(hào)的頻率小于虛 擬頻率，所以根據(jù)本發(fā)明的方法很容易導(dǎo)致節(jié)省能量。易于理解，該 方法可以同樣地應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的裝置。 —本發(fā)明的上述及其它方面將會(huì)以后述的非限定性示例的方式顯 見并得以闡明。


在附圖中，圖1示出時(shí)鐘發(fā)生器的第一實(shí)施例；圖2示出通過圖1的時(shí)鐘發(fā)生器得到的時(shí)鐘信號(hào)；圖3是根據(jù)本發(fā)明的電路的實(shí)施例；以及圖4至圖6示出時(shí)鐘發(fā)生器的其它實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
在圖1中示出了具有環(huán)形振蕩器1的形式的時(shí)鐘發(fā)生器的第一 實(shí)施例。環(huán)形振蕩器1生成第一時(shí)鐘信號(hào)21、第二時(shí)鐘信號(hào)22、第 三時(shí)鐘信號(hào)23和第四時(shí)鐘信號(hào)24。圖2所示的四個(gè)時(shí)鐘信號(hào)21 — 24 是脈沖信號(hào)并且分別具有相同的循環(huán)周期T和相同的基準(zhǔn)。環(huán)形振蕩器1包括第一延遲元件2、第二延遲元件3、第一反相器4、第二反 相器5和第三反相器6。第一時(shí)鐘信號(hào)21出現(xiàn)在連接至第一延遲元 件2的輸入端的第一反相器4的輸出端。第一延遲元件2使第一時(shí)鐘 信號(hào)21延遲固定的時(shí)間周期T/4，對(duì)應(yīng)于90°的相移。第二時(shí)鐘信 號(hào)22出現(xiàn)在第一延遲元件2的輸出端。連接至第一延遲元件2的下 游的第二延遲元件3使第二時(shí)鐘信號(hào)22延遲固定的時(shí)間周期T/4， 對(duì)應(yīng)于另一個(gè)90°的相移。第二延遲元件3的輸出端連接至第一反 相器4的輸入端從而閉合了環(huán)形振蕩器1的回路。第二反相器5連接在第一反相器4下游的輸出端，并且通過使 第一時(shí)鐘信號(hào)21反相來(lái)生成第三時(shí)鐘信號(hào)23。第三反相器6連接在 第一延遲元件2下游的輸出端，并且通過使第二時(shí)鐘信號(hào)22反相來(lái) 生成第四時(shí)鐘信號(hào)24。盡管環(huán)形振蕩器1顯然需要電源來(lái)工作，但為了簡(jiǎn)明起見，在 附圖中并未示出提供適當(dāng)供電電壓的適當(dāng)?shù)墓╇婋娫础Ｈ欢?，環(huán)形振 蕩器1在高于特定的供電電壓閾值時(shí)才開始自發(fā)振蕩。圖2示出四個(gè)時(shí)鐘信號(hào)21 — 24。在t=0時(shí)刻，第一時(shí)鐘信號(hào)21 的值從零變?yōu)閷?duì)應(yīng)于狀態(tài)"l"的正電壓值。第一時(shí)鐘信號(hào)21的狀態(tài) "1"持續(xù)至t=T/2時(shí)刻，此時(shí)第一時(shí)鐘信號(hào)21的狀態(tài)變?yōu)?0"。 這樣，第一時(shí)鐘信號(hào)21在t二0時(shí)刻具有上升沿，在t:T/2時(shí)刻具有 下降沿。T是時(shí)鐘信號(hào)21_24的循環(huán)周期。第二時(shí)鐘信號(hào)22比第一 時(shí)鐘信號(hào)21滯后T/4。因此，第二時(shí)鐘信號(hào)22在t=0時(shí)具有狀態(tài)"O"， 在t^T/4時(shí)狀態(tài)變?yōu)?1"，而在t^3T/4時(shí)回到狀態(tài)"0"。這樣， 第二時(shí)鐘信號(hào)22在t=T/4時(shí)具有上升沿，在t=3T/4時(shí)具有下降沿。 第三時(shí)鐘信號(hào)23比第二時(shí)鐘信號(hào)22滯后T/4。因此，第三時(shí)鐘信號(hào) 23在1^T/2時(shí)刻狀態(tài)變?yōu)?1"，在tT時(shí)刻返回狀態(tài)"0"。這樣， 第三時(shí)鐘信號(hào)23在t=T/2時(shí)具有上升沿，在t=T時(shí)刻具有下降沿。 第四時(shí)鐘信號(hào)24比第三時(shí)鐘信號(hào)23滯后T/4。因此，第四時(shí)鐘信號(hào) 24在t二O時(shí)刻具有狀態(tài)"1"，在t=T/4時(shí)刻狀態(tài)變?yōu)?0"，并在 t二3T/4時(shí)刻變?yōu)?1"。這樣，第四時(shí)鐘信號(hào)24在t3T/4時(shí)刻具有 上升沿，在t^/4時(shí)刻具有下降沿。于是，圖l所示的環(huán)形振蕩器l提供4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)21 — 24，每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)具有循環(huán)周期T (或1/T 的頻率)并相對(duì)彼此具有90。的相移(或T/4的時(shí)移)。圖3示出電路30，其包括用作時(shí)鐘發(fā)生器的如圖1所示的環(huán)形 振蕩器1、以四個(gè)時(shí)鐘信號(hào)21 — 24為輸入信號(hào)的4轉(zhuǎn)1多路復(fù)用器 MX和鎖存電路L。多路復(fù)用器MX具有第一地址輸入端ADR1和第二地 址輸入端ADR2，其中每個(gè)都具有狀態(tài)"0"或"1"。依照地址輸入 端ADR1和ADR2所處的狀態(tài)，四個(gè)時(shí)鐘信號(hào)21 — 24中的一個(gè)出現(xiàn)在 多路復(fù)用器MX的輸出端MXO。出現(xiàn)在多路復(fù)用器輸出端MXO處的輸 出信號(hào)也是電路30的輸出信號(hào)，該信號(hào)出現(xiàn)在這個(gè)電路30的輸出端 32上并且作為采樣裝置31的時(shí)鐘采樣信號(hào)CLK。時(shí)鐘采樣信號(hào)CLK被提供給采樣裝置31的時(shí)鐘輸入端33。采樣 裝置31用于采樣數(shù)字信號(hào)DS，數(shù)字信號(hào)DS被提供給采樣裝置31的 輸入端34。采樣后的數(shù)字信號(hào)SDS出現(xiàn)在采樣裝置31的輸出端35。鎖存電路L具有時(shí)鐘輸入端LC， LC連接至電路30的輸入端36。 數(shù)字信號(hào)DS被提供給電路30的輸入端36并且由此提供給鎖存電路 L的時(shí)鐘輸入端LC。鎖存電路L包括連接至多路復(fù)用器MX的第一地 址輸入端ADR1的第一輸出端LOl，以及連接至多路復(fù)用器MX的第二 地址輸入端ADR2的第二輸出端L02。每個(gè)鎖存輸出端L01和L02均 具有狀態(tài)"0"或"1"。多路復(fù)用器MX被構(gòu)造為如下方式，其中當(dāng)?shù)谝坏刂份斎攵薃DR1 具有狀態(tài)"0"并且第二地址輸入端ADR2具有狀態(tài)"0"時(shí)，第一時(shí) 鐘信號(hào)21作為時(shí)鐘采樣信號(hào)CLK。當(dāng)?shù)谝坏刂份斎攵薃DR1具有狀態(tài) "1"并且第二地址輸入端ADR2具有狀態(tài)"0"時(shí)，時(shí)鐘采樣信號(hào)CLK 是第二時(shí)鐘信號(hào)22。如果第一地址輸入端ADR1具有狀態(tài)"1"并且 第二地址輸入端ADR2具有狀態(tài)"1"，則時(shí)鐘采樣信號(hào)CLK是第三時(shí) 鐘信號(hào)23。最后，如果第一地址輸入端ADR1具有狀態(tài)"0"并且第 二地址輸入端ADR2具有狀態(tài)"1"，則時(shí)鐘采樣信號(hào)CLK是第四時(shí)鐘 信號(hào)24。鎖存電路L具有第一地址輸入端LA1和第二地址輸入端LA2。鎖 存地址輸入端LA1、LA2的狀態(tài)取決于第一時(shí)鐘信號(hào)21和第二時(shí)鐘信號(hào)22在給定時(shí)間點(diǎn)的值。如果第一時(shí)鐘信號(hào)21具有對(duì)應(yīng)于邏輯值"0" 的值，則第一鎖存地址輸入端LA1的狀態(tài)為"0"，如果第一時(shí)鐘信 號(hào)21具有對(duì)應(yīng)于邏輯值"1"的值，則第一鎖存地址輸入端LA1的狀 態(tài)為"1"。這同樣適用于依賴第二時(shí)鐘信號(hào)22的第二鎖存地址輸入 端LA2。只要時(shí)鐘輸入端LC為"0"，鎖存輸出端LOl、 L02的狀態(tài)就與 鎖存地址輸入端LA1、 LA2的狀態(tài)一致。在此實(shí)施例中，鎖存電路L還被構(gòu)造來(lái)對(duì)提供至其時(shí)鐘輸入端 33的信號(hào)的上升沿LE進(jìn)行檢測(cè)。由于數(shù)字信號(hào)DS被提供給鎖存電 路L的時(shí)鐘輸入端33，所以鎖存電路L在進(jìn)入的數(shù)字信號(hào)DS包括一 個(gè)上升沿LE時(shí)即可檢測(cè)到DS，即鎖存電路L檢測(cè)到接收的數(shù)字信號(hào) DS的第一個(gè)上升沿LE。鎖存電路L還被構(gòu)造為在其檢測(cè)到數(shù)字信號(hào) DS的上升沿LE的時(shí)刻存儲(chǔ)鎖存輸出端LOl、 L02的當(dāng)前狀態(tài)。從這 個(gè)時(shí)間點(diǎn)開始，多路復(fù)用器地址輸入端ADR1、 ADR2的狀態(tài)就被固定 并且用于采樣裝置31的時(shí)鐘采樣信號(hào)CLK被選擇。應(yīng)當(dāng)注意，由鎖 存電路L存儲(chǔ)某個(gè)值只是一個(gè)可能的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于 認(rèn)識(shí)到也可以應(yīng)用其它的方法。例示的是鎖存電路，其在時(shí)鐘輸入端 LC上出現(xiàn)下降沿時(shí)鎖定，也可以是任意其它的寄存器或存儲(chǔ)器電路。還應(yīng)當(dāng)注意，盡管在圖3中數(shù)字信號(hào)DS是與鎖存電路L的時(shí)鐘 輸入端LC硬連線的，但是也可以有用于在數(shù)字信號(hào)DS的第一特征部 分出現(xiàn)之后(在此例中是在第一上升沿LE之后)切斷連接的途徑， 這樣鎖定值會(huì)保持穩(wěn)定，即使數(shù)字信號(hào)包含其它的上升沿。 一個(gè)簡(jiǎn)單 的例子是在鎖存電路L與輸入端36之間的電子開關(guān)，該電子開關(guān)在 一個(gè)初始序列之后斷開，例如當(dāng)包含根據(jù)本發(fā)明的電路30的應(yīng)答器 進(jìn)入閱讀器站點(diǎn)的電磁場(chǎng)時(shí)(嚴(yán)格地說(shuō)是當(dāng)閱讀器站點(diǎn)發(fā)射無(wú)線信號(hào) 的一個(gè)初始序列時(shí))。然而該開關(guān)可以再次閉合，例如在要求另外一 次同步時(shí)。圖2示出了帶有上升沿LE的數(shù)字信號(hào)DS的示例。在上升沿LE 的時(shí)間點(diǎn)，鎖存地址輸入端LA1、 LA2的狀態(tài)為"11"。因此，第三 時(shí)鐘信號(hào)23被用作采樣裝置31的采樣時(shí)鐘CLK。第三時(shí)鐘信號(hào)23是其第一上升沿緊隨數(shù)字信號(hào)DS的上升沿LE的時(shí)鐘信號(hào)。圖3的電路30包括時(shí)鐘發(fā)生器，該時(shí)鐘發(fā)生器生成4個(gè)時(shí)鐘信 號(hào)21 — 24。不過，根據(jù)本發(fā)明的電路不限于4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。此外， 電路30包括環(huán)形振蕩器1作為時(shí)鐘發(fā)生器。其它類型的時(shí)鐘發(fā)生器 也是可行的。圖4示出了產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)21 — 24的時(shí)鐘發(fā)生器40的第 二實(shí)施例。時(shí)鐘發(fā)生器40可以用于電路30。圖4所示的時(shí)鐘發(fā)生器40包括振蕩器41(可以是例如石英晶體 振蕩器)、延遲元件42、第一反相器43和第二反相器44。振蕩器 41輸出基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，在此實(shí)施例中該基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)為第一時(shí)鐘信 號(hào)21。延遲元件42被連接在振蕩器41的下游，并且使第一時(shí)鐘信 號(hào)21延遲T/4的時(shí)間周期，對(duì)應(yīng)于90°的相移。延遲元件42的輸 出信號(hào)是第二時(shí)鐘信號(hào)22。第一反相器43同樣被連接至振蕩器41 的下游并且使第一時(shí)鐘信號(hào)21反相。于是第一反相器43的輸出信號(hào) 為第三時(shí)鐘信號(hào)23。第二反相器44連接在延遲元件42的下游并且 使第二時(shí)鐘信號(hào)22反相。于是延遲元件42的輸出信號(hào)是第四時(shí)鐘信 號(hào)24。盡管時(shí)鐘發(fā)生器40顯然需要電源來(lái)工作，但為了簡(jiǎn)明起見，在 附圖中并未示出提供適當(dāng)供電電壓的適當(dāng)?shù)墓╇婋娫?。圖5示出了時(shí)鐘發(fā)生器50的示例，在此實(shí)施例中其不是提供4 個(gè)而是提供5個(gè)時(shí)鐘信號(hào)51 — 55。這樣，如果將其用于圖3所示的 電路30，則多路復(fù)用器MX必須用5轉(zhuǎn)1多路復(fù)用器來(lái)代替。5個(gè)時(shí) 鐘信號(hào)51 — 55中的每一個(gè)均相對(duì)其在前和在后時(shí)鐘信號(hào)相移72° 。時(shí)鐘發(fā)生器50包括振蕩器OS (可以是石英晶體振蕩器，也可以 應(yīng)用其它振蕩器)、第一延遲元件56、第二延遲元件57、第三延遲 元件58和第四延遲元件59。振蕩器0S輸出基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，該基準(zhǔn) 時(shí)鐘信號(hào)是由時(shí)鐘發(fā)生器50生成的第一時(shí)鐘信號(hào)51。四個(gè)延遲元件56 — 59均連接在振蕩器0S的下游。第一延遲元 件56使第一時(shí)鐘信號(hào)51延遲T/5的時(shí)間周期(等價(jià)于72°的相移) 來(lái)生成第二時(shí)鐘信號(hào)52。第二延遲元件57使第一時(shí)鐘信號(hào)51延遲 2T/5的時(shí)間周期(144° )來(lái)生成第三時(shí)間信號(hào)53。第三延遲元件1258使第一時(shí)鐘信號(hào)51延遲3T/5的時(shí)間周期(214° )來(lái)生成第四時(shí) 間信號(hào)54，并且第四延遲元件59使第一時(shí)鐘信號(hào)51延遲4T/5的時(shí) 間周期(288° )來(lái)生成第五時(shí)間信號(hào)55。盡管時(shí)鐘發(fā)生器50顯然需要電源來(lái)工作，但為了簡(jiǎn)明起見，在 附圖中并未示出提供適當(dāng)供電電壓的適當(dāng)?shù)墓╇婋娫础－h(huán)形振蕩器1和時(shí)鐘發(fā)生器40、50均生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)21 — 24 和51 — 55，每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)都具有相同的循環(huán)周期T以及相對(duì)于在前 和在后時(shí)鐘信號(hào)的相同相移。圖6示出了具有環(huán)形振蕩器60的形式的時(shí)鐘發(fā)生器的實(shí)施例， 該環(huán)形振蕩器60也可以用于圖3所示的電路30。環(huán)形振蕩器60生 成4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)61 — 64，每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)均具有相同的循環(huán)周期，但 不是滯后在前時(shí)鐘信號(hào)相同的時(shí)間周期。在此實(shí)施例中，環(huán)形振蕩器60包括反相器65、第一延遲元件 66、第二延遲元件67、第三延遲元件68和第四延遲元件69。反相器 65的輸出端連浪至第一延遲元件66的輸入端，第一延遲元件66的 輸出端連接至第二延遲元件67的輸入端，第三延遲元件68的輸出端 連接至第四延遲元件69的輸入端，而第四延遲元件69的輸出端連接 至反相器65的輸入端，從而閉合環(huán)形振蕩器6。每個(gè)延遲元件66 — 69均使輸入信號(hào)延遲固定的時(shí)間周期，該時(shí)間周期對(duì)應(yīng)于由環(huán)形振 蕩器60生成的多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的45°相移。于是，在第一時(shí)鐘信號(hào)61 和第二時(shí)鐘信號(hào)62之間、在第二時(shí)鐘信號(hào)62和第三時(shí)鐘信號(hào)63之 間、在第三時(shí)鐘信號(hào)63與第四時(shí)鐘信號(hào)64之間存在45°的相移， 并且在第四時(shí)鐘信號(hào)64和(隨后的)第一時(shí)鐘信號(hào)61之間存在225 °的相移。很容易看到時(shí)鐘信號(hào)61 — 64的上升沿和下降沿不是沿時(shí) 間均勻分布的。然而本發(fā)明還是適用于時(shí)鐘發(fā)生器的此類實(shí)施例。盡管環(huán)形振蕩器60需要電源來(lái)工作，但為了簡(jiǎn)明起見，在附圖 中并未示出提供適當(dāng)供電電壓的適當(dāng)?shù)墓╇婋娫?。然而，環(huán)形振蕩器 60在高于特定的電壓閾值時(shí)才開始自發(fā)振蕩。應(yīng)當(dāng)注意，前述示例中的全部時(shí)鐘信號(hào)均具有50%的占空比， 這意味著時(shí)鐘信號(hào)為"0"或"1"的時(shí)間周期是相等的。然而，這種措施對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)不是必須的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于認(rèn)識(shí)到本發(fā) 明還能以具有不同占空比的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)很好地工作。最后，應(yīng)當(dāng)注意上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明而不是限定，并 且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠在不偏離由所附權(quán)利要求限定的發(fā)明范 圍的前提下設(shè)計(jì)很多替代實(shí)施例。在權(quán)利要求中，置于括號(hào)中的參考 標(biāo)號(hào)不應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)權(quán)利要求進(jìn)行限定。動(dòng)詞"包括"及其變體不 會(huì)排除處在任意權(quán)利要求或整個(gè)說(shuō)明書之外的元件或步驟的存在。元 件的單數(shù)引用不排除這些元件的復(fù)數(shù)引用，反之亦然。在列舉了數(shù)種 裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些措施中的一些可以由同一硬件實(shí)現(xiàn)。在 彼此不同的從屬權(quán)利要求中提到特定的措施這一情況并不表示這些 措施的組合不能夠用來(lái)獲益。
權(quán)利要求
1.用于為采樣裝置(31)生成時(shí)鐘采樣信號(hào)(CLK)的電路(30)，該電路包括-時(shí)鐘發(fā)生器(1、40、50、60)，用于生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21-24、51-55、61-64)，每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)具有相同的循環(huán)周期(T)并且彼此具有相移；-關(guān)聯(lián)裝置(L)，用于使數(shù)字信號(hào)(DS)的特征信號(hào)部分(LE)同所述多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21、22、23、24、51-55、61-64)相關(guān)聯(lián)；以及-選擇裝置(MX)，用于基于關(guān)聯(lián)裝置(L)所做的關(guān)聯(lián)為采樣裝置(31)選擇所述時(shí)鐘信號(hào)(21、22、23、24、51-55、61-64)中的一個(gè)作為時(shí)鐘采樣信號(hào)(CLK)以采樣數(shù)字信號(hào)(DS)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述數(shù)字信號(hào)(一DS)的所述特 征信號(hào)部分是所述數(shù)字信號(hào)(DS)的上升沿(LE)、下降沿、最小值 或最大值中的一個(gè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中每個(gè)所述時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64)都具有特征部分，并且所述關(guān)聯(lián)裝置(L)確定至 少一個(gè)所述特征部分與所述數(shù)字信號(hào)(DS)的特征信號(hào)部分之間的時(shí) 間差或者相位差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所述特征部分是所述時(shí)鐘信號(hào) (21 — 24、 51 — 55、 61 — 64)中相應(yīng)的一個(gè)的上升沿或下降沿。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所述選擇裝置(MX)從所述多 個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中選擇帶有由所述關(guān)聯(lián)裝置(L)確定的最小的時(shí)間差或 相位差的時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64)作為所述時(shí)鐘釆樣信 號(hào)(CLK)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述時(shí)鐘發(fā)生器(40、 50)包 括提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的振蕩器(41、 OS)，和用于基于所述基準(zhǔn)時(shí)鐘 信號(hào)生成所述多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55)的信號(hào)處理裝置(42 —44、 56—59)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，其中所述時(shí)鐘發(fā)生器包括帶有至少 一個(gè)時(shí)延裝置(2、 3、 66 — 69)的環(huán)形振蕩器(1、 60)。
8. 從多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64)中選擇時(shí)鐘采 樣信號(hào)(CLK)的方法，該方法包括如下步驟-生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64)，每個(gè)時(shí)鐘信 號(hào)具有相同的循環(huán)周期(T)并且彼此具有相移；-使數(shù)字信號(hào)(DS)的特征信號(hào)部分同所述時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64)相關(guān)聯(lián)；以及-基于所述關(guān)聯(lián)為采樣裝置(31)從所述多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64)中選擇一個(gè)時(shí)鐘采樣信號(hào)(CLK)以采樣數(shù)字信號(hào) (DS)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，包括針對(duì)每個(gè)所述時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64)將所述特征信號(hào)部分(LE)與所述時(shí)鐘信號(hào)(21 一24、 51 — 55、 61 — 64)的時(shí)間差或相位差進(jìn)行比較的步驟來(lái)作為所 述的關(guān)聯(lián)步驟，以及從所述多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中選擇帶有所述時(shí)間差或相 位差中的最小時(shí)間差或相位差的時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64) 作為所述時(shí)鐘采樣信號(hào)(CLK)的步驟來(lái)作為所述選擇步驟。
10. 從多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中選擇時(shí)鐘信號(hào)的方法，該方法包括如下步驟-生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64);時(shí)鐘信號(hào) (21 — 24、 51 — 55、 61 —64)中的每一個(gè)都具有相同的循環(huán)周期(T)、彼此具有相移并且具有上升沿和下降沿；以及-從所述多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21 — 24、 51 — 55、 61 — 64)中選擇其 上升沿或下降沿緊隨數(shù)字信號(hào)(DS)的特征信號(hào)部分(LE)的時(shí)鐘信 號(hào)來(lái)作為時(shí)鐘采樣信號(hào)(CLK)，該時(shí)鐘采樣信號(hào)(CLK)用于采樣裝 置(31)對(duì)數(shù)字信號(hào)(DS)進(jìn)行采樣。
全文摘要
用于為采樣裝置(31)生成時(shí)鐘采樣信號(hào)(CLK)的電路(30)，該電路包括時(shí)鐘發(fā)生器(1、40、50、60)，用于生成多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21-24、51-55、61-64)；關(guān)聯(lián)裝置(L)，用于使數(shù)字信號(hào)(DS)的特征信號(hào)部分(LE)同所述多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)(21、22、23、24、51-55、61-64)相關(guān)聯(lián)；以及選擇裝置(MX)，用于基于關(guān)聯(lián)裝置(L)所做的關(guān)聯(lián)為采樣裝置(31)選擇時(shí)鐘信號(hào)(21、22、23、24、51-55、61-64)中的一個(gè)作為時(shí)鐘采樣信號(hào)(CLK)。時(shí)鐘信號(hào)(21-24、51-55、61-64)具有相同的循環(huán)周期(T)并且彼此具有相移。采樣裝置(31)隨后用時(shí)鐘采樣信號(hào)(CLK)來(lái)采樣數(shù)字信號(hào)(DS)。
文檔編號(hào)H03L7/081GK101326716SQ200680046381
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日
發(fā)明者埃瓦爾德·貝格勒, 羅伯特·施平德勒, 羅蘭德·布蘭德爾 申請(qǐng)人:Nxp股份有限公司