專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高線性度可變位寬插值器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別是一種高線性度-可變位寬插值器。
背景技術(shù)：
高線性度插值器在數(shù)據(jù)接收-發(fā)送系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，例如數(shù)據(jù)采樣，頻率抖動(dòng)生 成(括頻SSC)等功能模塊。在不同數(shù)字配置字情況下，線性插值器產(chǎn)生均勻多相時(shí)鐘， 高性能的數(shù)據(jù)接收-發(fā)送系統(tǒng)要求這些時(shí)鐘有極高的線性度與一致性。
插值器工作原理如圖1所示，輸入Ain、 Bin同源時(shí)鐘分別經(jīng)過(guò)不同延遲得到， 在相位上相差①，表現(xiàn)為時(shí)間延遲tDelay。插值器另有一相位控制字輸入PH<0:X>， 該輸入控制字控制插值單元輸出信號(hào)相位量，其中XGN[l， + )，當(dāng)控制字PHO:X〉 由最小值(O，……，O)變化至最大值(l，……，l)過(guò)程中，插值器輸出由前相位Ain均 勻變化至后相位Bin，變換步長(zhǎng)為①/2(X+l)。 傳統(tǒng)插值器的輸入相位控制字PH<0:X>位寬固定，是因?yàn)槿魧⑽粚捰蒟+l改變 至X，由于插值器電路中最低位插值單元(MixerCell)仍未脫離主電路，這將成為在新X 位寬插值下的主要誤差來(lái)源。若在某些應(yīng)用中需要靈活改變插值精度，需要兩套以上硬 件，可復(fù)用性差。如圖2所示，因而極大限止了其應(yīng)用范圍。 另外，傳統(tǒng)插值器雖可以對(duì)版圖進(jìn)行精確對(duì)稱(chēng)與匹配控制以消除空間上的差
異，但由于高速狀態(tài)時(shí)輸入信號(hào)通過(guò)輸入管寄生電容耦合至輸出，如圖3所示，使得插
值器輸入端兩個(gè)信號(hào)由于相位的差異即時(shí)間上的差異相互之間產(chǎn)生串?dāng)_，惡化插值輸出
線性度，使得相位變化非均勻，且由控制字PHO:X〉最小值(0，……，O)變化至最大值
(1，……，l)過(guò)程中，插值器輸出時(shí)前相位Ain并不能完全切換至后相位Bin。 因此，傳統(tǒng)插值器輸入相位控制字位寬無(wú)擴(kuò)展性，硬件復(fù)用性差，因而極大限
止了其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高線性度-可變位寬插值器，通過(guò)對(duì)插值單元 (MixerCell)引入使能邏輯，使得插值單元(MixerCell)在工作狀態(tài)上能隨時(shí)脫離主電路， 得以實(shí)現(xiàn)輸入相位控制字的位寬可變，可靈活改變插值輸出精度。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種高線性度-可變位寬插值器，有兩個(gè)輸入?yún)⒖枷辔籄in、 Bin和一個(gè)相位控 制字PINO:X、其特征在于還設(shè)置有一個(gè)位寬控制字接口 PINJen，通過(guò)位寬控制字 LENO:X〉改變輸入相位控制字位寬以調(diào)整插值器輸出相位精度。 相位控制字(即插值控制相量/插值控制字)控制插值器輸出相位相對(duì)于輸入 相位相對(duì)位置關(guān)系的一組n(n〉l)位控制相量。例如控制字PH二O， 0，……，0>(n 位)時(shí)插值器輸出為相位靠前的輸入信號(hào)Ain，控制字PH二〈， 1，……，1〉(n位)時(shí) 插值器輸出為相位靠后的輸入信號(hào)Bin，控制字PH由最小值〈0，……，0>變化至最大值<1，……，1>過(guò)程中，插值器輸出由前相位Ain均勻變化至后相位Bin，變換步長(zhǎng)為 (OAin-OBin)/2n。位寬控制字控制插值器輸入位寬的一組m(m〉 l)位控制相量。 所述高線性度-可變位寬插值器為X+l位寬插值器，其中X+1個(gè)插值單元
MixerCell<0>， MixerCell<l>， ......， MixerCell<X>并行共輸出，共地連接，所述輸出
共同連接至輸出負(fù)載，輸出端送出插值信號(hào)INTcmt，其中XX)。 所述輸入的參考相位Ain、 Bin被送至每一個(gè)插值單元的輸入口，相位控制 字即插相控制字的總線分別將單位控制信號(hào)送至對(duì)應(yīng)插值單元，即PH<0>/LEN<0>
至MixerCell<0>， PH<1>/LEN<1>至MixerCell<l>， ......， PH<M>/LEN<N>至
MixerCell<X>。 所述每個(gè)插值單元分別通過(guò)A信號(hào)通路與B信號(hào)通路對(duì)輸入信號(hào)Ain、 Bin進(jìn)行 處理，A信號(hào)通路從上至下由A路輸入放大器和A路電流沉開(kāi)關(guān)級(jí)連，B信號(hào)通路從上 至下由B路輸入放大器和B路電流沉開(kāi)關(guān)級(jí)連；A信號(hào)通路與B信號(hào)通路的上端共同連 接輸出負(fù)載，輸出信號(hào)INTout，下端共同連接至帶有使能功能的電流沉的上端，所述電 流沉下端接地。 所述A路輸入放大器、B路輸入放大器與輸出負(fù)載之間均分別連接有A路負(fù)載開(kāi) 關(guān)和B路負(fù)載開(kāi)關(guān)；相位控制位PH<M>(相位控制位PH<M>是指相位控制字PIN<0:X> 的第M位單bit控制信號(hào)，0《M《X)輸入至A路負(fù)載開(kāi)關(guān)與A路電流沉開(kāi)關(guān)，相位控制位 PH<M>反信號(hào)PH<M>輸入至B路負(fù)載開(kāi)關(guān)與B路電流沉開(kāi)關(guān)，位寬控制位LEN<N>(位 寬控制位LEN<N>是指位寬控制字LEN<0:X>的第N位單bit控制信號(hào)，0《N《X)輸入至 電流沉使能端，使能電流沉。 所述每個(gè)插值單元分別通過(guò)A信號(hào)通路與B信號(hào)通路對(duì)輸入信號(hào)Ain、 Bin進(jìn)行 處理，A信號(hào)通路從上至下由A路電流源開(kāi)關(guān)和A路輸入放大器級(jí)連，B信號(hào)通路從上 至下由B路電流源開(kāi)關(guān)和B路輸入放大器級(jí)連；A信號(hào)通路與B信號(hào)通路上端共同連接 至帶有使能功能的電流源的下端，所述電流源上端接電源，A信號(hào)通路與B信號(hào)通路下 端共同連接至輸出負(fù)載，輸出信號(hào)INTout。 所述A路輸入放大器、B路輸入放大器與輸出負(fù)載之間均分別連接有A路負(fù)載 開(kāi)關(guān)和B路負(fù)載開(kāi)關(guān)；相位控制位PH<M>輸入至A路負(fù)載開(kāi)關(guān)與A路電流沉開(kāi)關(guān)，相 位控制位PH<M>反信號(hào)PH<M>輸入至B路負(fù)載開(kāi)關(guān)與B路電流源開(kāi)關(guān)，位寬控制位 LEN<N>輸入至電流源使能端，使能電流源。
本發(fā)明的工作原理如下 正常工作時(shí)，在某些需要靈活改變插值精度的應(yīng)用中，若將位寬由X+1改變至 X，通過(guò)本發(fā)明對(duì)插值單元(MixerCell)引入使能邏輯，可以使得插值器中最低位插值單 元(MixerCell)脫離主電路，這將消除新X位寬插值下的誤差，得以實(shí)現(xiàn)輸入相位控制字 的位寬可變，得以靈活改變插值輸出精度。即本發(fā)明通過(guò)軟件上對(duì)插值控制字位寬的改 變，而硬件復(fù)用，實(shí)現(xiàn)了可變位寬，可調(diào)接精度的插值相位輸出，極大擴(kuò)展了插值器應(yīng) 用范圍； 同時(shí)，插值器輸入?yún)⒖枷辔籄in、 Bin,輸入的Ain、 Bin同源時(shí)鐘分別經(jīng)過(guò) 不同延遲得到，在相位上Ain落后BinA①，g卩①Bin-①Ain = A①，表現(xiàn)為時(shí)間延遲
5tDelay，艮卩TriseB(n)-TriseA(n) = tDelay(TriseA(n)， TriseB(n)分別表示Ain、 Bin第n個(gè)上
升沿出現(xiàn)時(shí)刻；通過(guò)A路負(fù)載開(kāi)關(guān)和B路負(fù)載開(kāi)關(guān)，避免了在高速狀態(tài)下由于插值單元 輸入放大器寄生電容的存在而將輸入信號(hào)耦合至輸出，消除了插值器輸入端2信號(hào)由于 相位的差異即時(shí)間上的差異相互之間產(chǎn)生串?dāng)_，增加了插值輸出線性度，使得相位變化 趨于均勻，在插值相位控制字PHO:X〉最小值0，……，0>-(共X+l位0)變化至最大 值<1，……，1》(共X+1位1)過(guò)程中，插值器輸出由前相位Ain通過(guò)2"+"步進(jìn)，每步 長(zhǎng)aV2(x+1)均勻換至后相位Bin。
本發(fā)明的有益效果如下通過(guò)對(duì)插值單元(MixerCell)引入使能邏輯，使得插值單元(MixerCell)在工作
狀態(tài)上能隨時(shí)脫離主電路，得以實(shí)現(xiàn)輸入相位控制字的位寬可變，可靈活改變插值輸出 精度；同時(shí)配合在插值單元(MixerCell)漏電路徑上引入與輸入相位控制字相關(guān)的可控開(kāi) 關(guān)，修正了由于插值器輸入端兩對(duì)參考差分信號(hào)因固有時(shí)間上差異而產(chǎn)生的串?dāng)_，極大 提高了插值輸出結(jié)果線性度。


圖1為插值器工作原理圖 圖2為傳統(tǒng)的插值器電路結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為傳統(tǒng)值插值器插值單元示意圖 圖4為本發(fā)明插值器功能示意圖 圖5為本發(fā)明插值器結(jié)構(gòu)示意圖 圖6為本發(fā)明插值器結(jié)構(gòu)示意圖 圖7為本發(fā)明值插值器插值單元示意圖 圖8為本發(fā)明值插值器插值單元示意圖 圖9為本發(fā)明值插值器插值單元示意圖 圖10為本發(fā)明值插值器插值單元示意圖
具體實(shí)施例方式
如圖4所示， 一種高線性度-可變位寬插值器，有兩個(gè)輸入?yún)⒖枷辔籄in、 Bin 和一個(gè)相位控制字PIN<0:X>，還設(shè)置有一個(gè)位寬控制字接口 PINJen，通過(guò)位寬控制字 LENO:X〉改變輸入相位控制字位寬以調(diào)整插值器輸出相位精度。 相位控制字(即插值控制相量/插值控制字)控制插值器輸出相位相對(duì)于輸入 相位相對(duì)位置關(guān)系的一組n(n〉l)位控制相量。例如控制字PH二O， 0，……，0>(n 位)時(shí)插值器輸出為相位靠前的輸入信號(hào)Ain，控制字PH二〈， 1，……，1〉(n位)時(shí) 插值器輸出為相位靠后的輸入信號(hào)Bin，控制字PH由最小值〈0，……，0>變化至最大值 <1，……，1>過(guò)程中，插值器輸出由前相位Ain均勻變化至后相位Bin，變換步長(zhǎng)為 (OAin-OBin)/2n。 位寬控制字控制插值器輸入位寬的一組m(m > 1)位控制相量。 所述高線性度-可變位寬插值器為X+l位寬插值器，其中X+1個(gè)插值單元
MixerCell<0>， MixerCell<l>， ......， MixerCell<X>并行共輸出，共地連接，所述輸出共同連接至輸出負(fù)載，輸出端送出插值信號(hào)INTcmt，其中XX)。 如圖5-6所示，所述輸入的參考相位Ain、 Bin被送至每一個(gè)插值單元的輸入 口，相位控制字即插相控制字的總線分別將單位控制信號(hào)送至對(duì)應(yīng)插值單元，即PHO/
LEN<0>至MixerCell<0>， PH<1>/LEN<1>至MixerCell<l>， ......， PH<M>/LEN<N>至
MixerCell<X>。 具體插值單元(MixerCell)結(jié)構(gòu)如圖7-10所示。 如圖7所示，所述每個(gè)插值單元分別通過(guò)A信號(hào)通路與B信號(hào)通路對(duì)輸入信號(hào) Ain、 Bin進(jìn)行處理，A信號(hào)通路從上至下由A路輸入放大器和A路電流沉開(kāi)關(guān)級(jí)連，B 信號(hào)通路從上至下由B路輸入放大器和B路電流沉開(kāi)關(guān)級(jí)連；A信號(hào)通路與B信號(hào)通路 的上端共同連接輸出負(fù)載，輸出信號(hào)INTout，下端共同連接至帶有使能功能的電流沉的 上端，所述電流沉下端接地。 如圖9所示，所述A路輸入放大器、B路輸入放大器與輸出負(fù)載之間均分別連 接有A路負(fù)載開(kāi)關(guān)和B路負(fù)載開(kāi)關(guān)；相位控制位PH<M>(相位控制位PH<M>是指相位 控制字PIN<0:X>的第M位單bit控制信號(hào)，0《M《X)輸入至A路負(fù)載開(kāi)關(guān)與A路電流沉 開(kāi)關(guān)，相位控制位PPKM〉反信號(hào)PPKM〉輸入至B路負(fù)載開(kāi)關(guān)與B路電流沉開(kāi)關(guān)，位寬 控制位LEN<N>(位寬控制位LEN<N>是指位寬控制字LEN<0:X>的第N位單bit控制信 號(hào)，0《N《X)輸入至電流沉使能端，使能電流沉。 或者如圖8所示，所述每個(gè)插值單元分別通過(guò)A信號(hào)通路與B信號(hào)通路對(duì)輸入信 號(hào)Ain、 Bin進(jìn)行處理，A信號(hào)通路從上至下由A路電流源開(kāi)關(guān)和A路輸入放大器級(jí)連， B信號(hào)通路從上至下由B路電流源開(kāi)關(guān)和B路輸入放大器級(jí)連；A信號(hào)通路與B信號(hào)通 路上端共同連接至帶有使能功能的電流源的下端，所述電流源上端接電源，A信號(hào)通路 與B信號(hào)通路下端共同連接至輸出負(fù)載，輸出信號(hào)INTout。 如圖10所示，所述A路輸入放大器、B路輸入放大器與輸出負(fù)載之間均分別連 接有A路負(fù)載開(kāi)關(guān)和B路負(fù)載開(kāi)關(guān)；相位控制位PH<M>輸入至A路負(fù)載開(kāi)關(guān)與A路電 流沉開(kāi)關(guān)，相位控制位PH<M>反信號(hào)PH<M>輸入至B路負(fù)載開(kāi)關(guān)與B路電流源開(kāi)關(guān)， 位寬控制位LEN<N>輸入至電流源使能端，使能電流源。
本發(fā)明的工作原理如下 正常工作時(shí)，在某些需要靈活改變插值精度的應(yīng)用中，若將位寬由X+1改變至 X，通過(guò)本發(fā)明對(duì)插值單元(MixerCell)引入使能邏輯，可以使得插值器中最低位插值單 元(MixerCell)脫離主電路，這將消除新X位寬插值下的誤差，得以實(shí)現(xiàn)輸入相位控制字 的位寬可變，得以靈活改變插值輸出精度。即本發(fā)明通過(guò)軟件上對(duì)插值控制字位寬的改 變，而硬件復(fù)用，實(shí)現(xiàn)了可變位寬，可調(diào)接精度的插值相位輸出，極大擴(kuò)展了插值器應(yīng) 用范圍； 同時(shí)，插值器輸入?yún)⒖枷辔籄in、 Bin,輸入的Ain、 Bin同源時(shí)鐘分別經(jīng)過(guò) 不同延遲得到，在相位上Ain落后BinA①，g卩①Bin-①Ain = A①，表現(xiàn)為時(shí)間延遲 tDelay，艮卩TriseB(n)-TriseA(n) = tDelay(TriseA(n)， TriseB(n)分別表示Ain、 Bin第n個(gè)上
升沿出現(xiàn)時(shí)刻；通過(guò)A路負(fù)載開(kāi)關(guān)和B路負(fù)載開(kāi)關(guān)，避免了在高速狀態(tài)下由于插值單元 輸入放大器寄生電容的存在而將輸入信號(hào)耦合至輸出，消除了插值器輸入端2信號(hào)由于 相位的差異即時(shí)間上的差異相互之間產(chǎn)生串?dāng)_，增加了插值輸出線性度，使得相位變化趨于均勻，在插值相位控制字PHO:X〉最小值〈0，……，0>-(共X+l位0)變化至最大 值<1，……，1》(共X+1位1)過(guò)程中，插值器輸出由前相位Ain通過(guò)2(x+"步進(jìn)，每步 長(zhǎng)aV2(x+1)均勻換至后相位Bin。
權(quán)利要求
一種高線性度-可變位寬插值器，有兩個(gè)輸入?yún)⒖枷辔籄in、Bin和一個(gè)相位控制字PIN<0X>，其特征在于還設(shè)置有一個(gè)位寬控制字接口PIN_len，通過(guò)位寬控制字LEN<0X>改變輸入相位控制字位寬以調(diào)整插值器輸出相位精度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種高線性度-可變位寬插值器，其特征在于所述高線 性度-可變位寬插值器為X+l位的位寬插值器，其中X+l個(gè)插值單元MixerCelKO， MixerCell<l>， ， MixerCell<X>并行共輸出，共地連接，所述輸出共同連接至輸出負(fù)載，輸出端送出插值信號(hào)INTout，其中XX)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種高線性度-可變位寬插值器，其特征在于所述輸入的參 考相位Ain、 Bin被送至每一個(gè)插值單元的輸入口，相位控制字即插相控制字的總線分別 將單位控制信號(hào)送至對(duì)應(yīng)插值單元，即PHO/LENO至MixerCelKO， PH<1>/LEN<1> 至MixerCell<l>， ......， PH<M>/LEN<N>至MixerCell<X>。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種高線性度-可變位寬插值器，其特征在于所述每個(gè)插值單元分別通過(guò)A信號(hào)通路與B信號(hào)通路對(duì)輸入信號(hào)Ain、 Bin進(jìn)行處理，A信號(hào)通路從上 至下由A路輸入放大器和A路電流沉開(kāi)關(guān)級(jí)連，B信號(hào)通路從上至下由B路輸入放大器 和B路電流沉開(kāi)關(guān)級(jí)連；A信號(hào)通路與B信號(hào)通路的上端共同連接輸出負(fù)載，輸出信號(hào) INTout，下端共同連接至帶有使能功能的電流沉的上端，所述電流沉下端接地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種高線性度-可變位寬插值器，其特征在于所述A路輸入 放大器、B路輸入放大器與輸出負(fù)載之間均分別連接有A路負(fù)載開(kāi)關(guān)和B路負(fù)載開(kāi)關(guān)； 相位控制位PH<M>輸入至A路負(fù)載開(kāi)關(guān)與A路電流沉開(kāi)關(guān)，相位控制位PH<M>反信號(hào) PH<M>輸入至B路負(fù)載開(kāi)關(guān)與B路電流沉開(kāi)關(guān)，位寬控制位LEN<N>輸入至電流沉使能 端，使能電流沉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種高線性度-可變位寬插值器，其特征在于所述每個(gè)插值單元分別通過(guò)A信號(hào)通路與B信號(hào)通路對(duì)輸入信號(hào)Ain、 Bin進(jìn)行處理，A信號(hào)通路從 上至下由A路電流源開(kāi)關(guān)和A路輸入放大器級(jí)連，B信號(hào)通路從上至下由B路電流源開(kāi) 關(guān)和B路輸入放大器級(jí)連；A信號(hào)通路與B信號(hào)通路上端共同連接至帶有使能功能的電 流源的下端，所述電流源上端接電源，A信號(hào)通路與B信號(hào)通路下端共同連接至輸出負(fù) 載，輸出信號(hào)INTout。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述一種高線性度-可變位寬插值器，其特征在于所述A路輸入 放大器、B路輸入放大器與輸出負(fù)載之間均分別連接有A路負(fù)載開(kāi)關(guān)和B路負(fù)載開(kāi)關(guān)； 相位控制位PH<M>輸入至A路負(fù)載開(kāi)關(guān)與A路電流沉開(kāi)關(guān)，相位控制位PH<M>反信號(hào) PH<M>輸入至B路負(fù)載開(kāi)關(guān)與B路電流源開(kāi)關(guān)，位寬控制位LEN<N>輸入至電流源使能 端，使能電流源。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高線性度-可變位寬插值器，其特征在于工作原理如下 正常工作時(shí)，將位寬由X+1改變至X，通過(guò)對(duì)插值單元引入使能邏輯，使得插值器中最低位插值單元脫離主電路，消除新X位寬插值下的誤差，輸入相位控制字的位寬可 變，插值輸出精度可變。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述一種高線性度-可變位寬插值器，其特征在于同時(shí)， 插值器輸入?yún)⒖枷辔籄in、 Bin，輸入的Ain、 Bin同源時(shí)鐘分別經(jīng)過(guò)不同延遲得到， 在相位上Ain落后Bin A①，g卩①Bin-①Ain = A①，表現(xiàn)為時(shí)間延遲tDelay，即TriseB(n)-TriseA(n) = tDelay(TriseA(n)， TriseB(n)分別表示Ain、 Bin第n個(gè)上升沿出現(xiàn) 時(shí)刻；通過(guò)A路負(fù)載開(kāi)關(guān)和B路負(fù)載開(kāi)關(guān)，消除插值器輸入端2信號(hào)由于相位的差異即 時(shí)間上的差異相互之間產(chǎn)生串?dāng)_，增加插值輸出線性度，使相位變化趨于均勻，在插值 相位控制字PHO : 乂>最小值<0，……，0>變化至最大值<1，……，1>過(guò)程中，插 值器輸出由前相位Ain通過(guò)2(X+l)步進(jìn)，每步長(zhǎng)①/2(X+l)均勻換至后相位Bin。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高線性度-可變位寬插值器，有兩個(gè)輸入?yún)⒖枷辔籄in、Bin和一個(gè)相位控制字PIN<0:X>，還設(shè)置有一個(gè)位寬控制字接口PIN_len，通過(guò)位寬控制字LEN<0:X>改變輸入相位控制字位寬以調(diào)整插值器輸出相位精度；本發(fā)明通過(guò)對(duì)插值單元(MixerCell)引入使能邏輯，使得插值單元(MixerCell)在工作狀態(tài)上能隨時(shí)脫離主電路，得以實(shí)現(xiàn)輸入相位控制字的位寬可變，可靈活改變插值輸出精度；同時(shí)配合在插值單元(MixerCell)漏電路徑上引入與輸入相位控制字相關(guān)的可控開(kāi)關(guān)，修正了由于插值器輸入端兩對(duì)參考差分信號(hào)因固有時(shí)間上差異而產(chǎn)生的串?dāng)_，極大提高了插值輸出結(jié)果線性度。
文檔編號(hào)H03L7/06GK101692608SQ20091006023
公開(kāi)日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者全勇, 張子澈, 武國(guó)勝 申請(qǐng)人:和芯微電子(四川)有限公司