時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、全數(shù)字鎖相環(huán)電路及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包括：相位插值電路和時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；相位插值電路用于接收第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號，并將第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號進行相位插值，生成第三參考時鐘信號，以及將第三參考時鐘信號輸出給時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路用于接收第三參考時鐘信號以及第四時鐘信號，第三參考時鐘信號與第四時鐘信號之間的相位差小于第一參考時鐘信號與第四時鐘信號之間的相位差，以及測量第三參考時鐘信號與第四時鐘信號的相位差，并將測量到的相位差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。本發(fā)明提供的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器在保證時間精度的同時，能夠減少時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中延時單元的使用量。
【專利說明】時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、全數(shù)字鎖相環(huán)電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、全數(shù)字鎖相環(huán)電路及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器主要應(yīng)用于全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其作用是測量兩個時鐘信號之間的相位差，并將該相位差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。如圖1所示，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括延時電路101和判決電路102，延時電路101用于輸入兩個時鐘信號，分別是外部參考時鐘信號FREF和反饋時鐘信號CKV，以及將這兩個時鐘信號進行延時，并通過判決電路102中的觸發(fā)器觸發(fā)后，獲得兩個時鐘信號之間量化的時間間隔。其中，延時電路101可以由游標(biāo)延時鏈組成，游標(biāo)延時鏈包括第一延時鏈和第二延時鏈，F(xiàn)REF經(jīng)過第一延時鏈中的一個延時單元可以延時的時間為T1, CKV經(jīng)過第二延時鏈中的一個延時單元可以延時的時間為τ2，其中T1) τ2ο當(dāng)FREF在第一延時鏈中傳輸，CKV在第二延時鏈中傳輸時，這兩個時鐘信號每經(jīng)過一個延時單元，它們之間的時間差就增加Tk，其中Tk = ( τ「τ 2)，該時間差Tk即時間精度。假設(shè)經(jīng)過N級延時單元之后輸出序列Q發(fā)生了從I到O的轉(zhuǎn)變，N為大于O的整數(shù)，序列Q = [Q1, Q2, Q3,……，QJ，則 表示這兩個信號上升沿之間的度量時間差為N.Tro因此，當(dāng)時間精度確定時，F(xiàn)REF信號與CKV信號之間的度量時間差越大，則N越大，即需要的延時單元越多。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是:當(dāng)FREF信號與CKV信號之間的度量時間差較大時，為保證一定的時間精度，需要較多的延時單元，增加了電路規(guī)模。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器能夠在保證時間精度的同時，減少時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中延時單元的使用量。
[0004]本發(fā)明第一方面提供的一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，包括:相位插值電路和與所述相位插值電路連接的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；
[0005]所述相位插值電路用于接收第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號，所述第一參考時鐘信號的相位領(lǐng)先于所述第二參考時鐘信號的相位，并將所述第一參考時鐘信號和所述第二參考時鐘信號進行相位插值，生成第三參考時鐘信號，以及將所述第三參考時鐘信號輸出給所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路；
[0006]所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路用于接收所述第三參考時鐘信號以及第四時鐘信號，所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差小于所述第一參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差，以及測量所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號的相位差，并將測量到的相位差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。
[0007]結(jié)合本發(fā)明的第一方面，在第一方面的第一種可能實現(xiàn)的方式中，所述第四時鐘信號為振蕩器向所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的時鐘信號。
[0008]結(jié)合本發(fā)明的第一方面或第一方面的第一種可能實現(xiàn)的方式，在第一方面的第二種可能實現(xiàn)的方式中，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路包括:第一延時鏈、第二延時鏈和M個觸發(fā)器，M為大于或等于2的整數(shù)；
[0009]所述M個觸發(fā)器中的第一個觸發(fā)器的時鐘輸入端用于輸入所述第三參考時鐘信號，所述第一個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端用于輸入所述第四參考時鐘信號；
[0010]所述第一延時鏈包括N級串聯(lián)的第一延時單元，N = M-1 ;其中，第一級第一延時單兀的輸入端用于輸入所述第三參考時鐘信號，第X級第一延時單兀的輸出端與所述M個觸發(fā)器中的第x+1個觸發(fā)器的時鐘輸入端相連，用于向所述第χ+1個觸發(fā)器的時鐘輸入端輸入經(jīng)過X級第一延時單元延時后的第三參考時鐘信號；所述X為大于零且小于或等于N的整數(shù)；
[0011]所述第二延時鏈包括N級串聯(lián)的第二延時單元，其中，第一級第二延時單元的輸入端用于輸入所述第四時鐘信號；第X級第二延時單元的輸出端與所述第X+1個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端相連，用于向所述第X+1個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端輸入經(jīng)過X級第二延時單元延時后的第四參考時鐘信號；
[0012]其中，所述第一延時單元延時的時間大于所述第二延時單元延時的時間；
[0013]所述M個觸發(fā)器的輸出端用于輸出所述數(shù)字信號。
[0014]結(jié)合本發(fā)明的第一方面或第一方面的第一或第二種可能實現(xiàn)的方式，在第一方面的第三種可能實現(xiàn)的方式中，
[0015]所述相位插值電路包括第一差分電路和第二差分電路；
[0016]所述第一差分電路包括第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管和第一尾電流源，所述第一場效應(yīng)管的源端和所述第二場效應(yīng)管的源端分別連接第一尾電流源的輸出端，所述第一尾電流源的控制端用于輸入第一控制信號，所述第一控制信號用于調(diào)節(jié)所述第一尾電流源輸出的電流；所述第一場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號，所述第二場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號的反相信號；
[0017]所述第二差分電路包括第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管和第二尾電流源，所述第三場效應(yīng)管的源端和所述第四場效應(yīng)管的源端分別連接第二尾電流源的輸出端，所述第二尾電流源的控制端用于輸入第二控制信號，所述第二控制信號用于調(diào)節(jié)所述第二尾電流源輸出的電流；所述第三場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號，所述第四場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號的反相信號；
[0018]所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端相連，所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端分別通過所述第一負(fù)載連接至電壓源；
[0019]所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端相連，所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端分別通過所述第二負(fù)載連接至電壓源；
[0020]其中，所述第一負(fù)載的第一連接端與所述第二負(fù)載的第二連接端用于輸出所述第三參考時鐘信號；所述第一連接端分別連接所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端；所述第二連接端分別連接所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端。
[0021]結(jié)合本發(fā)明第一方面的第三種可能實現(xiàn)的方式，在第一方面的第四種可能實現(xiàn)的方式中，所述第一參考時鐘信號與所述第二參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
[0022]結(jié)合本發(fā)明第一方面或第一方面的第一至第三任意一種可能實現(xiàn)的方式，在第一方面的第五種可能實現(xiàn)的方式中，所述相位插值電路用于接收Y個不同相位的參考時鐘信號，所述Y個不同相位的參考時鐘信號包括所述第一參考時鐘信號和所述第二參考時鐘信號；Y為大于或等于2的整數(shù)；
[0023]所述相位插值電路包括Y個差分電路；
[0024]其中，每個差分電路包括第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管和尾電流源，所述第一場效應(yīng)管的源端和所述第二場效應(yīng)管的源端分別連接所述尾電流源的輸出端，所述尾電流源的控制端用于輸入控制信號，所述控制信號用于調(diào)節(jié)所述尾電流源輸出的電流；所述第一場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述Y個不同相位的參考時鐘信號中的一個參考時鐘信號，所述第二場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述一個參考時鐘信號的反相信號；所述每個差分電路中的第一場效應(yīng)管的漏端都連接第一負(fù)載的第一連接端，并通過所述第一負(fù)載連接至電壓源，所述每個差分電路中的第二場效應(yīng)管的漏端都連接第二負(fù)載的第二連接端，通過所述第二負(fù)載連接至所述電壓源；所述每個差分電路的第一場效應(yīng)管的柵端輸入的參考時鐘信號之間存在相位差； [0025]在同一時刻，所述至少兩個差分電路中只有輸入所述第一參考時鐘信號的差分電路和輸入所述第二參考時鐘信號的差分電路中的尾電流源開啟；
[0026]所述第一負(fù)載的第一連接端與所述第二負(fù)載的第二連接端用于輸出所述第三參考時鐘信號。
[0027]結(jié)合本發(fā)明第一方面的第五種可能實現(xiàn)的方式，在第一方面的第六種可能實現(xiàn)的方式中，所述Y個不同相位的參考時鐘信號中相位差最大的兩個參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
[0028]結(jié)合本發(fā)明第一方面的第五或第六種可能實現(xiàn)的方式，在第一方面的第七種可能實現(xiàn)的方式中，相鄰差分電路的第一場效應(yīng)管的柵端輸入的參考時鐘信號之間的相位差相
坐寸ο
[0029]結(jié)合本發(fā)明第一方面的第三至第六任意一種可能實現(xiàn)的方式，在第一方面的第八種可能實現(xiàn)的方式中，在同一時刻，所述Y個差分電路中只有一對相鄰的差分電路中的尾電流源開啟。
[0030]結(jié)合本發(fā)明第一方面或第一方面的第一或第二種可能實現(xiàn)的方式，在第一方面的第九種可能實現(xiàn)的方式中，所述相位插值電路包括:由反相器組成的延遲網(wǎng)絡(luò)單元和選擇單元，所述延遲網(wǎng)絡(luò)單元用于輸入所述至少兩個參考時鐘信號，所述至少兩個參考時鐘信號包括第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號，將所述至少兩個參考時鐘信號進行延遲，向所述選擇單元輸出多個延遲后的時鐘信號，所述選擇單元用于從所述多個延遲后的時鐘信號中選擇出一個時鐘信號作為第三參考時鐘信號。
[0031]本發(fā)明的第二方面提供一種全數(shù)字鎖相環(huán)電路，包括:依次連接的如上所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字控制系統(tǒng)和振蕩器，所述振蕩器向所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出時鐘信號。
[0032]結(jié)合本發(fā)明第二方面，在第二方面的第一種可能實現(xiàn)方式中，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的相位插值電路包括第一差分電路和第二差分電路；
[0033]所述第一差分電路包括第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管和第一尾電流源，所述第一場效應(yīng)管的源端和所述第二場效應(yīng)管的源端分別連接第一尾電流源的輸出端，所述第一尾電流源的控制端用于輸入第一控制信號，所述第一控制信號用于調(diào)節(jié)所述第一尾電流源輸出的電流；所述第一場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號，所述第二場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號的反相信號；
[0034]所述第二差分電路包括第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管和第二尾電流源，所述第三場效應(yīng)管的源端和所述第四場效應(yīng)管的源端分別連接第二尾電流源的輸出端，所述第二尾電流源的控制端用于輸入第二控制信號，所述第二控制信號用于調(diào)節(jié)所述第二尾電流源輸出的電流；所述第三場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號，所述第四場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號的反相信號；
[0035]所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端相連，所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端分別通過所述第一負(fù)載連接至電壓源；
[0036]所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端相連，所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端分別通過所述第二負(fù)載連接至電壓源；
[0037]其中，所述第一負(fù)載的第一連接端與所述第二負(fù)載的第二連接端用于輸出所述第三參考時鐘信號；所述第一連接端分別連接所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端；所述第二連接端分別連接所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端；
[0038]所述數(shù)字控制系統(tǒng)用于向所述相位插值電路輸入所述第一控制信號和所述第二控制信號。
[0039]結(jié)合本發(fā)明 第二方面的第一種可能實現(xiàn)方式，在第二方面的第二種可能實現(xiàn)方式中，所述第一參考時鐘信號與所述第二參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
[0040]結(jié)合本發(fā)明第二方面的第一種可能實現(xiàn)方式，在第二方面的第三種可能實現(xiàn)方式中，所述相位插值電路用于接收Y個不同相位的參考時鐘信號，所述Y個不同相位的參考時鐘信號包括所述第一參考時鐘信號和所述第二參考時鐘信號；y為大于或等于2的整數(shù)；[0041 ] 所述相位插值電路包括Y個差分電路；
[0042]其中，每個差分電路包括第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管和尾電流源，所述第一場效應(yīng)管的源端和所述第二場效應(yīng)管的源端分別連接所述尾電流源的輸出端，所述尾電流源的控制端用于輸入控制信號，所述控制信號用于調(diào)節(jié)所述尾電流源輸出的電流；所述第一場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述Y個不同相位的參考時鐘信號中的一個參考時鐘信號，所述第二場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述一個參考時鐘信號的反相信號；所述每個差分電路中的第一場效應(yīng)管的漏端都連接第一負(fù)載的第一連接端，并通過所述第一負(fù)載連接至電壓源，所述每個差分電路中的第二場效應(yīng)管的漏端都連接第二負(fù)載的第二連接端，通過所述第二負(fù)載連接至所述電壓源；所述每個差分電路的第一場效應(yīng)管的柵端輸入的參考時鐘信號之間存在相位差；
[0043]在同一時刻，所述至少兩個差分電路中只有輸入所述第一參考時鐘信號的差分電路和輸入所述第二參考時鐘信號的差分電路中的尾電流源開啟；
[0044]所述第一負(fù)載的第一連接端與所述第二負(fù)載的第二連接端用于輸出所述第三參考時鐘信號；
[0045]所述數(shù)字控制系統(tǒng)用于向所述每個差分電路中的相位插值電路輸入所述控制信號。
[0046]結(jié)合本發(fā)明第二方面的第三種可能實現(xiàn)方式，在第二方面的第四種可能實現(xiàn)方式中，所述Y個不同相位的參考時鐘信號中相位差最大的兩個參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
[0047]結(jié)合本發(fā)明第二方面的第三或第四種可能實現(xiàn)方式，在第二方面的第五種可能實現(xiàn)方式中，相鄰差分電路的第一場效應(yīng)管的柵端輸入的參考時鐘信號之間的相位差相等。
[0048]結(jié)合本發(fā)明第二方面的第三至第五任意一種可能實現(xiàn)方式，在第二方面的第六種可能實現(xiàn)方式中，在同一時刻，所述Y個差分電路中只有一對相鄰的差分電路中的尾電流源開啟。
[0049]結(jié)合本發(fā)明第二方面，在第二方面的第七種可能實現(xiàn)方式中，所述相位插值電路包括:由反相器組成的延遲網(wǎng)絡(luò)單元和選擇單元，所述延遲網(wǎng)絡(luò)單元用于輸入第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號，將所述第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號進行延遲，向所述選擇單元輸出多個延遲后的時鐘信號，所述選擇單元用于從所述多個延遲后的時鐘信號中選擇出一個時鐘信號作為第三參考時鐘信號。
[0050]本發(fā)明的第三方面提供一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，包括:所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號，所述第一參考時鐘信號的相位領(lǐng)先于所述第二參考時鐘信號的相位，并將所述第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號進行相位插值，生成第三參考時鐘信號；
[0051]所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收第四時鐘信號，所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差小于所述第一參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差，以及測量所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號的相位差，并將測量到的相位差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。
[0052]結(jié)合本發(fā)明第三方面，在第三方面的第一種可能實現(xiàn)方式中，所述第四時鐘信號為振蕩器向所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的時鐘信號。
[0053]結(jié)合本發(fā)明第三方面或第三方面的第一種可能實現(xiàn)方式，在第三方面的第二種可能實現(xiàn)方式中，所述第一參考時鐘信號與所述第二參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
[0054]本發(fā)明提供的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器先將第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號進行插值，獲得第三參考時鐘信號，再測量所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號的相位差，并將測量到的相位差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。由于第三參考時鐘信號與第四時鐘信號之間的相位差小于第四時鐘信號與第一參考時鐘信號之間的相位差，即時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路所需轉(zhuǎn)換的相位差小，因此，該時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器能夠在保證時間精度的同時，減少時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中延時單元的使用量。此外，由于相位插值電路的規(guī)模比時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中的延時鏈的規(guī)模小，電路更加簡單，因此，本發(fā)明提供的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器還減小了電路規(guī)模，從而降低了電路的功耗和器件的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]圖1是現(xiàn)有的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖2是本發(fā)明提供的一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖3是本發(fā)明時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖4是本發(fā)明時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的一種相位插值電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖5是本發(fā)明時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的另一種相位插值電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0060]圖6是本發(fā)明時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的又一種相位插值電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖7是本發(fā)明提供的一種全數(shù)字鎖相環(huán)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖8是本發(fā)明提供的一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0063]以下列舉實施例對本發(fā)明進行介紹。
[0064]如圖2所示，本發(fā)明實施例提供一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以應(yīng)用于全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其包括:相位插值電路201和與所述相位插值電路201連接的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路202。
[0065]所述相位插值電路201用于接收第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號,所述第一參考時鐘信號的相位領(lǐng)先于所述第二參考時鐘信號的相位，并將所述第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號進行相位插值，生成第三參考時鐘信號，以及將所述第三參考時鐘信號輸出給所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路202。
[0066]所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路202用于接收所述第三參考時鐘信號以及第四時鐘信號，所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差小于所述第一參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差，以及測量所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號的相位差，并將測量到的相位差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。
[0067]在本實施例中，如圖3所示，時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路可以包括:第一延時鏈301、第二延時鏈302和M個觸發(fā)器303，M為大于或等于2的整數(shù)；所述M個觸發(fā)器中的第一個觸發(fā)器的時鐘輸入端用于輸入所述第三參考時鐘信號，所述第一個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端用于輸入所述第四參考時鐘信號；所述第一延時鏈301包括N級串聯(lián)的第一延時單元，N = M-1 ;其中，第一級第一延時單兀的輸入端用于輸入所述第三參考時鐘信號，第X級第一延時單兀的輸出端與所述M個觸發(fā)器中的第x+1個觸發(fā)器的時鐘輸入端相連，用于向所述第x+1個觸發(fā)器的時鐘輸入端輸入經(jīng)過X級第一延時單元延時后的第三參考時鐘信號；所述X為大于零且小于或等于N的整數(shù)；所述第二延時鏈302包括N級串聯(lián)的第二延時單元，其中，第一級第二延時單元的輸入端用于輸入所述第四時鐘信號；第X級第二延時單元的輸出端與所述第x+1個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端相連，用于向所述第x+1個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端輸入經(jīng)過X級第二延時單元延時后的第四參考時鐘信號；其中，所述第一延時單元延時的時間大于所述第二延時單元延時的時間；所述M個觸發(fā)器303的輸出端用于輸出所述數(shù)字信號。
[0068] 例如，所述相位插值電路接收的所述第一參考時鐘信號和所述第二參考時鐘信號可以是多相時鐘信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的兩個不同相位的參考時鐘信號，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路接收的第四時鐘信號可以為鎖相環(huán)電路中的振蕩器向所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的時鐘信號，具體可以為時鐘信號CKV。其中所述第一參考時鐘信號為參考時鐘信號FREFA，所述第二參考時鐘信號為參考時鐘信號FREFB。對參考時鐘信號FREFA和參考時鐘信號FREFB進行插值得到的第三參考時鐘信號可以表示為FREF_D，參考時鐘信號FREF_D的相位介于參考時鐘信號FREFA和參考時鐘信號FREFB之間，而且參考時鐘信號FREF_D與所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路接收的時鐘信號CKV之間的相位差小于參考時鐘信號FREFA與時鐘信號CKV之間的相位差。如圖3所示，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路接收參考時鐘信號FREF_D與時鐘信號CKV，參考時鐘信號FREF_D每經(jīng)過第一延時鏈中的一個第一延時單元則延時τ 1?時鐘信號CKV每經(jīng)過第二延時鏈中的一個第二延時單元則延時T2，其中，T1大于T2，參考時鐘信號FREF_D和時鐘信號CKV每經(jīng)過一個延時單元，二者之間的時間差增加一個Tk，其中Tk =(τ r τ 2)，該時間差Tk即為時間精度。當(dāng)參考時鐘信號FREF_D經(jīng)過N級第一延時單元，時鐘信號CKV經(jīng)過N級第二延時單元之后，輸出序列Q發(fā)生了從I到O的轉(zhuǎn)變，序列Q = [Q1,Q2, Q3,……，Ql]，則表示參考時鐘信號FREF_D的上升沿與時鐘信號CKV的上升沿之間的度量時間差為N -Tro由于參考時鐘信號FREF_D與時鐘信號CKV之間的相位差較小，因此，本實施例提供的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器在保證Tk不變的前提下，可以減少第一延時鏈中的第一延時單元的級數(shù)和第二延時鏈中的第二延時單元的級數(shù)。
[0069]在上述實施例中，如圖4所示，所述相位插值電路可以包括第一差分電路401和第二差分電路402 ;所述第一差分電路401包括第一場效應(yīng)管403、第二場效應(yīng)管404和第一尾電流源405，所述第一場效應(yīng)管403的源端和所述第二場效應(yīng)管404的源端分別連接第一尾電流源405的輸出端，所述第一尾電流源405的控制端用于輸入第一控制信號，所述第一控制信號用于調(diào)節(jié)所述第一尾電流源405輸出的電流11 ;在圖4中，所述第一控制信號表不為Ctrll。所述第一場效應(yīng)管403的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號,所述第二場效應(yīng)管404的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號的反相信號；在圖4中，所述第一參考時鐘
信號為參考時鐘信號FREFA，所述第一參考時鐘信號的反相信號表示為。所述第二差分電路402包括第三場效應(yīng)管406、第四場效應(yīng)管407和第二尾電流源408，所述第三場效應(yīng)管406的源端和所述第四場效應(yīng)管407的源端分別連接第二尾電流源408的輸出端，所述第二尾電流源408的控制端用于輸入第二控制信號，所述第二控制信號用于調(diào)節(jié)所述第二尾電流源408輸出的電流12 ;在圖4中，所述第二控制信號表示為Ctrl2。所述第三場效應(yīng)管406的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號，所述第四場效應(yīng)管407的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號的反相信號。所述第一參考時鐘信號與所述第二參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。在圖4中，所述第二參考時鐘信號為參考時鐘信號FREFB,所述第 一參考時鐘信號的反相信號表不為FREFB。所述第一場效應(yīng)管403的漏端與所述第三場效應(yīng)管406的漏端相連，所述第一場效應(yīng)管403的漏端與所述第三場效應(yīng)管406的漏端分別通過所述第一負(fù)載連接至電壓源；所述第二場效應(yīng)管404的漏端與所述第四場效應(yīng)管407的漏端相連，所述第二場效應(yīng)管404的漏端與所述第四場效應(yīng)管407的漏端分別通過所述第二負(fù)載連接至電壓源；其中，所述第一負(fù)載的第一連接端與所述第二負(fù)載的第二連接端用于輸出所述第三參考時鐘信號；所述第一連接端分別連接所述第一場效應(yīng)管403的漏端與所述第三場效應(yīng)管406的漏端；所述第二連接端分別連接所述第二場效應(yīng)管404的漏端與所述第四場效應(yīng)管407的漏端。
[0070]以下結(jié)合上述實施例中的相位插值電路和時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路以及圖2-4，對本發(fā)明作進一步說明。
[0071]具體的，假設(shè)FREFA和FREFB的相位差表示為ph_delta，ph_delta大于或等于第四時鐘信號CKV的周期，F(xiàn)REFA的相位領(lǐng)先FREFB。通過調(diào)節(jié)輸入相位插值電路的控制信號Ctrll和Ctrl2可得到相位介于FREFA和FREFB之間的第三參考時鐘信號FREF_D。假設(shè)將




k
ph_delta均分為Z份，則FREF_D和FREFA之間的相位差phx可以表示為/# = — ph_delta，其中k由所述第一差分電路中第一尾電流源輸出的電流與所述第二差分電路中第二尾電流源輸出的電流比例決定，Z由二者之和決定，k和Z都為大于O的整數(shù)，且k小于等于Z。
[0072]在鎖相環(huán)電路中，為了獲得FREFA和CKV之間的時間差，通過第一控制信號調(diào)節(jié)第一尾電流源輸出的電流，通過第二控制信號調(diào)節(jié)第二尾電流源輸出的電流，使
得CKV和FREF_D之間的相位差小于
【權(quán)利要求】
1.一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括:相位插值電路和與所述相位插值電路連接的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路； 所述相位插值電路用于接收第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號，所述第一參考時鐘信號的相位領(lǐng)先于所述第二參考時鐘信號的相位，并將所述第一參考時鐘信號和所述第二參考時鐘信號進行相位插值，生成第三參考時鐘信號，以及將所述第三參考時鐘信號輸出給所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路； 所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路用于接收所述第三參考時鐘信號以及第四時鐘信號，所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差小于所述第一參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差，以及測量所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號的相位差，并將測量到的相位差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第四時鐘信號為振蕩器向所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的時鐘信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路包括:第一延時鏈、第二延時鏈和M個觸發(fā)器，M為大于或等于2的整數(shù)； 所述M個觸發(fā)器中的第一個觸發(fā)器的時鐘輸入端用于輸入所述第三參考時鐘信號,所述第一個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端用于輸入所述第四參考時鐘信號； 所述第一延時鏈包括N級串聯(lián)的第一延時單元，N = M-1 ;其中，第一級第一延時單元的輸入端用于輸入所述第三參考時鐘信號，第X級第一延時單兀的輸出端與所述M個觸發(fā)器中的第x+1個觸發(fā)器的時鐘輸入端相連，用于向所述第x+1個觸發(fā)器的時鐘輸入端輸入經(jīng)過X級第一延時單元延時后的第三參考時鐘信號；所述X為大于零且小于或等于N的整數(shù)； 所述第二延時鏈包括N級串聯(lián)的第二延時單元，其中，第一級第二延時單元的輸入端用于輸入所述第四時鐘信號；第X級第二延時單元的輸出端與所述第x+1個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端相連，用于向所述第x+1個觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端輸入經(jīng)過X級第二延時單元延時后的第四參考時鐘信號； 其中，所述第一延時單元延時的時間大于所述第二延時單元延時的時間； 所述M個觸發(fā)器的輸出端用于輸出所述數(shù)字信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述相位插值電路包括第一差分電路和第二差分電路； 所述第一差分電路包括第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管和第一尾電流源，所述第一場效應(yīng)管的源端和所述第二場效應(yīng)管的源端分別連接第一尾電流源的輸出端，所述第一尾電流源的控制端用于輸入第一控制信號，所述第一控制信號用于調(diào)節(jié)所述第一尾電流源輸出的電流；所述第一場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號，所述第二場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號的反相信號； 所述第二差分電路包括第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管和第二尾電流源，所述第三場效應(yīng)管的源端和所述第四場效應(yīng)管的源端分別連接第二尾電流源的輸出端，所述第二尾電流源的控制端用于輸入第二控制信號，所述第二控制信號用于調(diào)節(jié)所述第二尾電流源輸出的電流；所述第三場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號，所述第四場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號的反相信號；所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端相連，所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端分別通過所述第一負(fù)載連接至電壓源； 所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端相連，所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端分別通過所述第二負(fù)載連接至電壓源； 其中，所述第一負(fù)載的第一連接端與所述第二負(fù)載的第二連接端用于輸出所述第三參考時鐘信號；所述第一連接端分別連接所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端；所述第二連接端分別連接所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一參考時鐘信號與所述第二參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述相位插值電路用于接收Y個不同相位的參考時鐘信號，所述Y個不同相位的參考時鐘信號包括所述第一參考時鐘信號和所述第二參考時鐘信號'Y為大于或等于2的整數(shù)； 所述相位插值電路包括Y個差分電路； 其中，每個差分電路包括第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管和尾電流源，所述第一場效應(yīng)管的源端和所述第二場效應(yīng)管的源端分別連接所述尾電流源的輸出端，所述尾電流源的控制端用于輸入控制信號，所述控制信號用于調(diào)節(jié)所述尾電流源輸出的電流；所述第一場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述Y個不同相位的參考時鐘信號中的一個參考時鐘信號，所述第二場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述一個參考時鐘信號的反相信號；所述每個差分電路中的第一場效應(yīng)管的漏端都連接第一負(fù)載的第一連接端，并通過所述第一負(fù)載連接至電壓源，所述每個差分電路中的第二 場效應(yīng)管的漏端都連接第二負(fù)載的第二連接端，通過所述第二負(fù)載連接至所述電壓源；所述每個差分電路的第一場效應(yīng)管的柵端輸入的參考時鐘信號之間存在相位差； 在同一時刻，所述至少兩個差分電路中只有輸入所述第一參考時鐘信號的差分電路和輸入所述第二參考時鐘信號的差分電路中的尾電流源開啟； 所述第一負(fù)載的第一連接端與所述第二負(fù)載的第二連接端用于輸出所述第三參考時鐘信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述Y個不同相位的參考時鐘信號中相位差最大的兩個參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，相鄰差分電路的第一場效應(yīng)管的柵端輸入的參考時鐘信號之間的相位差相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至7任意一項所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在同一時刻，所述Y個差分電路中只有一對相鄰的差分電路中的尾電流源開啟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述相位插值電路包括:由反相器組成的延遲網(wǎng)絡(luò)單元和選擇單元，所述延遲網(wǎng)絡(luò)單元用于輸入所述至少兩個參考時鐘信號，所述至少兩個參考時鐘信號包括第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號，將所述至少兩個參考時鐘信號進行延遲，向所述選擇單元輸出多個延遲后的時鐘信號，所述選擇單兀用于從所述多個延遲后的時鐘信號中選擇出一個時鐘信號作為第三參考時鐘信號。
11.一種全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其特征在于，包括:依次連接的如權(quán)利要求1至4任意一項所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字控制系統(tǒng)和振蕩器，所述振蕩器向所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出時鐘信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的相位插值電路包括第一差分電路和第二差分電路； 所述第一差分電路包括第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管和第一尾電流源，所述第一場效應(yīng)管的源端和所述第二場效應(yīng)管的源端分別連接第一尾電流源的輸出端，所述第一尾電流源的控制端用于輸入第一控制信號，所述第一控制信號用于調(diào)節(jié)所述第一尾電流源輸出的電流；所述第一場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號，所述第二場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第一參考時鐘信號的反相信號； 所述第二差分電路包括第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管和第二尾電流源，所述第三場效應(yīng)管的源端和所述第四場效應(yīng)管的源端分別連接第二尾電流源的輸出端，所述第二尾電流源的控制端用于輸入第二控制信號，所述第二控制信號用于調(diào)節(jié)所述第二尾電流源輸出的電流；所述第三場效 應(yīng)管的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號，所述第四場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述第二參考時鐘信號的反相信號； 所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端相連，所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端分別通過所述第一負(fù)載連接至電壓源； 所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端相連，所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端分別通過所述第二負(fù)載連接至電壓源； 其中，所述第一負(fù)載的第一連接端與所述第二負(fù)載的第二連接端用于輸出所述第三參考時鐘信號；所述第一連接端分別連接所述第一場效應(yīng)管的漏端與所述第三場效應(yīng)管的漏端；所述第二連接端分別連接所述第二場效應(yīng)管的漏端與所述第四場效應(yīng)管的漏端； 所述數(shù)字控制系統(tǒng)用于向所述相位插值電路輸入所述第一控制信號和所述第二控制信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述第一參考時鐘信號與所述第二參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述相位插值電路用于接收Y個不同相位的參考時鐘信號，所述Y個不同相位的參考時鐘信號包括所述第一參考時鐘信號和所述第二參考時鐘信號'Y為大于或等于2的整數(shù)； 所述相位插值電路包括Y個差分電路； 其中，每個差分電路包括第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管和尾電流源，所述第一場效應(yīng)管的源端和所述第二場效應(yīng)管的源端分別連接所述尾電流源的輸出端，所述尾電流源的控制端用于輸入控制信號，所述控制信號用于調(diào)節(jié)所述尾電流源輸出的電流；所述第一場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述Y個不同相位的參考時鐘信號中的一個參考時鐘信號，所述第二場效應(yīng)管的柵端用于輸入所述一個參考時鐘信號的反相信號；所述每個差分電路中的第一場效應(yīng)管的漏端都連接第一負(fù)載的第一連接端，并通過所述第一負(fù)載連接至電壓源，所述每個差分電路中的第二場效應(yīng)管的漏端都連接第二負(fù)載的第二連接端，通過所述第二負(fù)載連接至所述電壓源；所述每個差分電路的第一場效應(yīng)管的柵端輸入的參考時鐘信號之間存在相位差；在同一時刻，所述至少兩個差分電路中只有輸入所述第一參考時鐘信號的差分電路和輸入所述第二參考時鐘信號的差分電路中的尾電流源開啟； 所述第一負(fù)載的第一連接端與所述第二負(fù)載的第二連接端用于輸出所述第三參考時鐘信號； 所述數(shù)字控制系統(tǒng)用于向所述每個差分電路中的相位插值電路輸入所述控制信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述Y個不同相位的參考時鐘信號中相位差最大的兩個參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其特征在于，相鄰差分電路的第一場效應(yīng)管的柵端輸入的參考時鐘信號之間的相位差相等。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16任意一項所述的全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其特征在于，在同一時亥IJ，所述Y個差分電路中只有一對相鄰的差分電路中的尾電流源開啟。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的全數(shù)字鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述相位插值電路包括:由反相器組成的延遲網(wǎng)絡(luò)單元和選擇單元，所述延遲網(wǎng)絡(luò)單元用于輸入第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號，將所述第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號進行延遲，向所述選擇單元輸出多個延遲后的時鐘信號，所述選擇單元用于從所述多個延遲后的時鐘信號中選擇出一個時鐘信號作為第三參考時鐘信號。
19.一種時間數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括: 所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號，所述第一參考時鐘信號的相位領(lǐng)先于所述第二參考時鐘信號的相位，并將所述第一參考時鐘信號和第二參考時鐘信號進行相位插值，生成第三參考時鐘信號； 所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收第四時鐘信號，所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差小于所述第一參考時鐘信號與所述第四時鐘信號之間的相位差，以及測量所述第三參考時鐘信號與所述第四時鐘信號的相位差，并將測量到的相位差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述第四時鐘信號為振蕩器向所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的時鐘信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述第一參考時鐘信號與所述第二參考時鐘信號之間的相位差大于或等于所述第四時鐘信號的周期時間。
【文檔編號】H03L7/08GK103957005SQ201410182088
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】周盛華, 李曉宇 申請人:華為技術(shù)有限公司