本發(fā)明涉及數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域,具體地說(shuō)是涉及數(shù)模轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)序矯正控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
數(shù)模轉(zhuǎn)換器即dac(digital-to-analogconverter)為混合信號(hào)芯片,內(nèi)部同時(shí)擁有數(shù)字域時(shí)鐘與模擬域時(shí)鐘。超高速dac芯片廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、電子對(duì)抗及高速通信等電子系統(tǒng)中,由于這些電子系統(tǒng)需要較高的靈敏度要求,因此這就對(duì)芯片設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)芯片內(nèi)部自身的時(shí)序控制提出了較高要求,同時(shí)對(duì)芯片應(yīng)用時(shí)的外部時(shí)鐘及數(shù)據(jù)的相對(duì)時(shí)序關(guān)系也提出了較高要求。dac芯片設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于其數(shù)字域時(shí)鐘與模擬域時(shí)鐘之間的時(shí)序校正,在高速dac芯片中,時(shí)序的問(wèn)題顯得尤為突出,時(shí)序在很大程度上決定了dac芯片的性能,然而由于生產(chǎn)工藝以及電壓、溫度等外部因素的影響,dac芯片的數(shù)字域時(shí)鐘與模擬域時(shí)鐘之間的時(shí)序關(guān)系經(jīng)常發(fā)生變化,這就需要對(duì)時(shí)序進(jìn)行校正,使dac芯片的內(nèi)部時(shí)序得到優(yōu)化,以增加芯片的穩(wěn)定可靠性,同時(shí)也需要追蹤并校正由于環(huán)境影響而產(chǎn)生的時(shí)鐘歪斜、時(shí)鐘抖動(dòng)等時(shí)序問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)模轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)序矯正控制系統(tǒng),應(yīng)用于dac芯片的內(nèi)部時(shí)序矯正控制,相對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)整時(shí)序的方法來(lái)說(shuō),可明顯提高系統(tǒng)的靈活性、抗干擾性和準(zhǔn)確性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為,一種數(shù)模轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)序矯正控制系統(tǒng),包括時(shí)序矯正數(shù)字電路、鑒相器、dac芯片、外部數(shù)字電路、延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路、模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路和顯示器,所述外部數(shù)字電路的信號(hào)輸出端連接dac芯片的信號(hào)輸入端,dac芯片從外部數(shù)字電路中采集14位數(shù)據(jù),所述時(shí)序矯正數(shù)字電路上設(shè)有鑒相器反饋相位值輸入端、延時(shí)步長(zhǎng)輸入端、目標(biāo)相位值設(shè)定端、實(shí)際相位值輸出端、延時(shí)步長(zhǎng)輸出端,所述模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路連接dac芯片并為dac芯片提供模擬域時(shí)鐘,所述模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路連接延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路使延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生與dac芯片的模擬域時(shí)鐘同頻不同相的數(shù)字域時(shí)鐘,所述模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路連接鑒相器為鑒相器提供模擬域時(shí)鐘,所述延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路連接鑒相器為鑒相器提供數(shù)字域時(shí)鐘,所述延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路連接外部數(shù)字電路并為外部數(shù)字電路提供數(shù)字域時(shí)鐘,所述鑒相器的輸出端連接時(shí)序矯正數(shù)字電路的鑒相器反饋相位值輸入端,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路的延時(shí)步長(zhǎng)輸出端連接延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路的輸入端,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路的實(shí)際相位值輸出端連接顯示器。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述時(shí)序矯正數(shù)字電路上設(shè)有手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口、相位滯后設(shè)定端、相位超前設(shè)定端、實(shí)際相位滯后輸出端、實(shí)際相位超前輸出端、鎖定相位輸出端和丟失相位輸出端,所述延時(shí)步長(zhǎng)輸入端、目標(biāo)相位值設(shè)定端、手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口、相位滯后設(shè)定端、相位超前設(shè)定端均為數(shù)據(jù)配置端口,均連接外部數(shù)字電路,所述實(shí)際相位滯后輸出端、實(shí)際相位超前輸出端、鎖定相位輸出端和丟失相位輸出端均連接顯示器。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述時(shí)序矯正數(shù)字電路上還設(shè)有工作時(shí)鐘設(shè)定端和復(fù)位端,通過(guò)工作時(shí)鐘設(shè)定端接收工作時(shí)鐘信號(hào),通過(guò)復(fù)位端接收復(fù)位信號(hào),工作時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位信號(hào)均由模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述延時(shí)步長(zhǎng)輸入端和延時(shí)步長(zhǎng)輸出端的延時(shí)步長(zhǎng)值調(diào)整范圍為0-432步,所述目標(biāo)相位值設(shè)定端設(shè)定的目標(biāo)相位值、鑒相器反饋相位值輸入端輸入的反饋相位值和實(shí)際相位值輸出端輸出的實(shí)際相位值的范圍均為0-16。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述時(shí)序矯正數(shù)字電路具有手動(dòng)模式和自動(dòng)模式兩種矯正工作模式,并且兩種矯正工作模式通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口進(jìn)行切換調(diào)整,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路能夠根據(jù)鑒相器反饋的需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位信息,手動(dòng)/自動(dòng)地進(jìn)行延時(shí)步長(zhǎng)值調(diào)整操作,最終把需要矯正時(shí)序的信號(hào)的相位值調(diào)整到想要的位置(即目標(biāo)相位值),完成該信號(hào)的時(shí)序矯正。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),當(dāng)時(shí)序矯正數(shù)字電路工作于手動(dòng)模式時(shí),延時(shí)步長(zhǎng)輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值與延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值保持一致;當(dāng)時(shí)序矯正數(shù)字電路工作于自動(dòng)模式時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路的調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值操作分為搜索階段、追蹤階段開(kāi)展,首先進(jìn)入搜索階段,延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值作為搜索階段的初始?xì)i長(zhǎng)值,時(shí)序矯正數(shù)字電路自動(dòng)調(diào)節(jié)延時(shí)步長(zhǎng)值來(lái)改變需要矯正時(shí)序的信號(hào)的相位,直到顯示器顯示的實(shí)際相位值為所需相位值(即目標(biāo)相位),并在找到目標(biāo)相位后進(jìn)入中間步長(zhǎng)階段,在中間步長(zhǎng)階段尋找目標(biāo)相位所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)邊界的延時(shí)步長(zhǎng)值,并取這兩個(gè)邊界的延時(shí)步長(zhǎng)值的中間值得到一個(gè)裕度最大的延時(shí)步長(zhǎng)值,延時(shí)步長(zhǎng)輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值為該裕度最大的延時(shí)步長(zhǎng)值;在搜索階段完成后,立即進(jìn)入追蹤階段,在該階段監(jiān)測(cè)需要矯正時(shí)序的信號(hào)的相位的實(shí)時(shí)情況,如果被監(jiān)測(cè)信號(hào)的相位發(fā)生變化,時(shí)序矯正數(shù)字電路自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值以找回目標(biāo)相位,并在未找回目標(biāo)相位時(shí),通過(guò)顯示器輸出顯示丟失相位。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述時(shí)序矯正數(shù)字電路工作在自動(dòng)模式下,其調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值的方式包括粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩種,其中,使用粗調(diào)方式時(shí)時(shí)序矯正數(shù)字電路每次調(diào)整16步延時(shí)步長(zhǎng)值,使用細(xì)調(diào)方式時(shí)時(shí)序矯正數(shù)字電路每次調(diào)整1步延時(shí)步長(zhǎng)值。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述時(shí)序矯正數(shù)字電路工作在自動(dòng)模式下的任意階段和任意狀態(tài)下時(shí),一旦通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口切換到手動(dòng)模式時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路的自動(dòng)模式會(huì)立即停止,此時(shí)延時(shí)步長(zhǎng)輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值與延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值保持一致;而當(dāng)時(shí)序矯正數(shù)字電路工作在手動(dòng)模式下時(shí),一旦通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口切換到自動(dòng)模式時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路則先進(jìn)入搜索階段,此時(shí)延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值作為搜索階段的初始?xì)i長(zhǎng)值。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述時(shí)序矯正數(shù)字電路工作在自動(dòng)模式下的搜索階段時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路先采用粗調(diào)的方式進(jìn)行調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值,并在鑒相器反饋的需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位跳過(guò)了目標(biāo)相位時(shí),采用細(xì)調(diào)的方式進(jìn)行調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值,往回搜索尋找需要矯正時(shí)序的信號(hào)的目標(biāo)相位;而當(dāng)處于追蹤階段時(shí),在被監(jiān)測(cè)信號(hào)的相位發(fā)生變化時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路至多自動(dòng)細(xì)調(diào)三次,若在三步延時(shí)步長(zhǎng)值內(nèi)找回目標(biāo)相位,則繼續(xù)處于追蹤階段,否則通過(guò)丟失相位輸出端輸出相位丟失信號(hào)并在顯示器中顯示。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述時(shí)序矯正數(shù)字電路在采用粗調(diào)的方式進(jìn)行調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值時(shí),先遞增調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值,若達(dá)到延時(shí)步長(zhǎng)值的最大值(即432)還未找到目標(biāo)相位,則時(shí)序矯正數(shù)字電路返回至初始步長(zhǎng)值(即延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值),再遞減調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值,在當(dāng)鑒相器反饋的需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位正好落入到目標(biāo)相位時(shí),并且在延時(shí)步長(zhǎng)輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值為目標(biāo)相位所對(duì)應(yīng)的裕度最大的延時(shí)步長(zhǎng)值后,時(shí)序矯正數(shù)字電路進(jìn)入追蹤階段對(duì)需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下,本時(shí)序矯正控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙,易于實(shí)現(xiàn)及使用,且成本低,通過(guò)時(shí)序矯正數(shù)字電路來(lái)手動(dòng)或自動(dòng)地進(jìn)行需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位所對(duì)應(yīng)的延時(shí)步長(zhǎng)值進(jìn)行調(diào)整,并通過(guò)鑒相器來(lái)反饋與延時(shí)步長(zhǎng)值相對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)相位信息,最終把需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位調(diào)整到想要的位置(即預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)相位值),以完成dac芯片的內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)序矯正。所采用的時(shí)序矯正數(shù)字電路具有手動(dòng)模式和自動(dòng)模式兩種矯正工作模式,并且兩種矯正工作模式通過(guò)該電路的手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口進(jìn)行切換調(diào)整,手動(dòng)模式的矯正工作模式下,電路的延時(shí)步長(zhǎng)輸出端直接輸出延時(shí)步長(zhǎng)輸入端的延時(shí)步長(zhǎng)值,可直接用來(lái)調(diào)整需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位,自動(dòng)模式的矯正工作模式下,先啟用搜索階段,電路自動(dòng)調(diào)節(jié)延時(shí)步長(zhǎng)值來(lái)改變需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位到目標(biāo)相位,并在搜索階段完成后,會(huì)進(jìn)入追蹤階段,電路自動(dòng)監(jiān)測(cè)被測(cè)信號(hào)的實(shí)時(shí)相位信息,并在被測(cè)信號(hào)的實(shí)時(shí)相位發(fā)生改變時(shí)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值以找回目標(biāo)相位,并在未找回目標(biāo)相位時(shí),通過(guò)顯示器輸出顯示丟失相位,需人工手動(dòng)切換為手動(dòng)模式進(jìn)行延時(shí)步長(zhǎng)值調(diào)整或者進(jìn)行復(fù)位以重新開(kāi)啟自動(dòng)模式進(jìn)行延時(shí)步長(zhǎng)值調(diào)整,直至調(diào)整到目標(biāo)相位。
附圖說(shuō)明
圖1為dac芯片的數(shù)字域時(shí)鐘與模擬域時(shí)鐘之間的相位關(guān)系示意圖。
圖2本發(fā)明的dac芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)序矯正控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的時(shí)序矯正數(shù)字電路的兩種矯正工作模式的切換原理框圖。
圖4為本發(fā)明的時(shí)序矯正數(shù)字電路的自動(dòng)模式下搜索階段的工作原理框圖。
圖5為本發(fā)明的時(shí)序矯正數(shù)字電路的端口框圖。
圖6為本發(fā)明的時(shí)序矯正數(shù)字電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了加深對(duì)本發(fā)明的理解和認(rèn)識(shí),下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述和介紹。
如圖1所示,為dac芯片的數(shù)字域時(shí)鐘與模擬域時(shí)鐘之間的相位關(guān)系,其中實(shí)線為模擬域時(shí)鐘信號(hào),虛線為數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào),兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的頻率相同,但是相位不同,兩者在位置上的差異為相位差。一般地,我們將dac芯片的一個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行17等分,那么兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的相位值的范圍就是0-16,采用鑒相器所能檢測(cè)到的相位值就是兩者相位之間的差值。并且若數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào)滯后于模擬域時(shí)鐘信號(hào)時(shí),則鑒相器中所顯示的相位值符號(hào)為負(fù)(圖1中所示的情況),而若數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào)超前于模擬域時(shí)鐘信號(hào)時(shí),則鑒相器中所顯示的相位值符號(hào)為正。相位是對(duì)時(shí)鐘信號(hào)時(shí)序變化的一種測(cè)量方式,其結(jié)果在頻率域顯示,因此,當(dāng)dac芯片內(nèi)的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序關(guān)系發(fā)生變化時(shí),可通過(guò)對(duì)某一時(shí)鐘信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)整進(jìn)而實(shí)現(xiàn)時(shí)序矯正的目的。
如圖2和5所示,為本發(fā)明所提出的一種數(shù)模轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)序矯正控制系統(tǒng),包括時(shí)序矯正數(shù)字電路、鑒相器、dac芯片、外部數(shù)字電路、延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路、模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路和顯示器,所述外部數(shù)字電路作為dac芯片的應(yīng)用對(duì)象,外部數(shù)字電路的信號(hào)輸出端連接dac芯片的信號(hào)輸入端,dac芯片從外部數(shù)字電路中采集14位數(shù)據(jù),所述時(shí)序矯正數(shù)字電路上設(shè)有鑒相器反饋相位值輸入端、延時(shí)步長(zhǎng)輸入端、目標(biāo)相位值設(shè)定端、實(shí)際相位值輸出端、延時(shí)步長(zhǎng)輸出端,所述模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路連接dac芯片并為dac芯片提供模擬域時(shí)鐘,所述模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路連接延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路使延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生與dac芯片的模擬域時(shí)鐘同頻不同相的數(shù)字域時(shí)鐘,所述模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路連接鑒相器為鑒相器提供模擬域時(shí)鐘,所述延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路連接鑒相器為鑒相器提供數(shù)字域時(shí)鐘,所述延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路連接外部數(shù)字電路并為外部數(shù)字電路提供數(shù)字域時(shí)鐘,所述鑒相器的輸出端連接時(shí)序矯正數(shù)字電路的鑒相器反饋相位值輸入端,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路的延時(shí)步長(zhǎng)輸出端連接延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路的輸入端,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路的實(shí)際相位值輸出端連接顯示器。所述模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的晶振電路實(shí)現(xiàn),所述延時(shí)步長(zhǎng)調(diào)節(jié)電路采用常規(guī)的pwm相位輸出控制電路實(shí)現(xiàn)。
具體的,如圖5所示,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路上設(shè)有手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口、相位滯后設(shè)定端、相位超前設(shè)定端、實(shí)際相位滯后輸出端、實(shí)際相位超前輸出端、鎖定相位輸出端和丟失相位輸出端,所述延時(shí)步長(zhǎng)輸入端、目標(biāo)相位值設(shè)定端、手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口、相位滯后設(shè)定端、相位超前設(shè)定端均為時(shí)序矯正數(shù)字電路的數(shù)據(jù)配置端口,也均連接外部數(shù)字電路,所述實(shí)際相位滯后輸出端、實(shí)際相位超前輸出端、鎖定相位輸出端和丟失相位輸出端均連接顯示器。
并且,如圖5所示,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路上還設(shè)有工作時(shí)鐘設(shè)定端和復(fù)位端,通過(guò)工作時(shí)鐘設(shè)定端接收工作時(shí)鐘信號(hào),通過(guò)復(fù)位端接收復(fù)位信號(hào),工作時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位信號(hào)均由模擬時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供。
所述延時(shí)步長(zhǎng)輸入端和延時(shí)步長(zhǎng)輸出端的延時(shí)步長(zhǎng)值調(diào)整范圍為0-432步,延時(shí)步長(zhǎng)值的最大值為432。所述目標(biāo)相位值設(shè)定端設(shè)定的目標(biāo)相位值、鑒相器反饋相位值輸入端輸入的反饋相位值和實(shí)際相位值輸出端輸出的實(shí)際相位值的范圍均為0-16。
另外,如圖3所示,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路具有手動(dòng)模式和自動(dòng)模式兩種矯正工作模式,并且兩種矯正工作模式通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口進(jìn)行切換調(diào)整,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路能夠根據(jù)鑒相器反饋的需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位信息,手動(dòng)/自動(dòng)地進(jìn)行延時(shí)步長(zhǎng)值調(diào)整操作,最終把需要矯正時(shí)序的信號(hào)的相位值調(diào)整到在目標(biāo)相位值設(shè)定端預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)相位值,以完成該信號(hào)的時(shí)序矯正。
當(dāng)鑒相器反饋的相位值不為目標(biāo)相位時(shí),延時(shí)步長(zhǎng)會(huì)發(fā)生改變,從而改變了數(shù)字域時(shí)鐘的相位值,這樣就相當(dāng)于調(diào)整了時(shí)序,而當(dāng)鑒相器反饋的相位值為目標(biāo)相位值時(shí),說(shuō)明在此時(shí)兩個(gè)時(shí)鐘的相位條件下,dac芯片的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘不會(huì)發(fā)生時(shí)序違反。
其中,如圖3和4所示,當(dāng)時(shí)序矯正數(shù)字電路工作于手動(dòng)模式時(shí),延時(shí)步長(zhǎng)輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值與延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值保持一致,即輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值直接等于輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值,由于輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值會(huì)改變數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào)的相位,鑒相器所反饋的相位值會(huì)隨之發(fā)生改變,因此輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值所對(duì)應(yīng)的實(shí)際相位值可通過(guò)觀察鑒相器得知,從而可手動(dòng)將輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值所對(duì)應(yīng)的實(shí)際相位值調(diào)整至預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)相位值。當(dāng)時(shí)序矯正數(shù)字電路工作于自動(dòng)模式時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路的調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值操作分為搜索階段、追蹤階段開(kāi)展,首先進(jìn)入搜索階段,延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值作為搜索階段的初始?xì)i長(zhǎng)值,時(shí)序矯正數(shù)字電路自動(dòng)調(diào)節(jié)延時(shí)步長(zhǎng)值來(lái)改變需要矯正時(shí)序的信號(hào)的相位,直到顯示器顯示的實(shí)際相位值為所需相位值(即目標(biāo)相位),并在找到目標(biāo)相位后進(jìn)入中間步長(zhǎng)階段,在中間步長(zhǎng)階段尋找目標(biāo)相位所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)邊界的延時(shí)步長(zhǎng)值,并取這兩個(gè)邊界的延時(shí)步長(zhǎng)值的中間值(即采用取平均值的計(jì)算方法計(jì)算出兩個(gè)邊界的延時(shí)步長(zhǎng)值的平均值)得到一個(gè)裕度最大的延時(shí)步長(zhǎng)值,延時(shí)步長(zhǎng)輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值為該裕度最大的延時(shí)步長(zhǎng)值。
在實(shí)際應(yīng)用中,數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)相位值對(duì)應(yīng)了很多個(gè)延時(shí)步長(zhǎng)值(比如相位值10對(duì)應(yīng)的延時(shí)步長(zhǎng)值為300-310,其邊界的延時(shí)步長(zhǎng)值為300和310),為了防止以后因外部因素(溫度,濕度等因素)干擾導(dǎo)致的時(shí)鐘偏移,所以要求時(shí)序矯正數(shù)字電路最終輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值正好要將數(shù)字域時(shí)鐘調(diào)到某個(gè)相位值所對(duì)應(yīng)的延時(shí)步長(zhǎng)值的正中間(即裕度最大的延時(shí)步長(zhǎng)值,如相位值為10的裕度最大的延時(shí)步長(zhǎng)值為305)。為時(shí)序矯正數(shù)字電路設(shè)置上述的中間步長(zhǎng)階段,即使數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào)因外部因素干擾而發(fā)生了一些偏移,dac芯片的數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào)和模擬域時(shí)鐘信號(hào)仍然能夠保持所需的相位差。而若讓時(shí)序矯正數(shù)字電路的最終輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值為目標(biāo)相位值所對(duì)應(yīng)的某個(gè)邊界值,那么雖然一開(kāi)始dac芯片不會(huì)產(chǎn)生時(shí)序違反,但是當(dāng)數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào)一旦發(fā)生偏移,就很有可能導(dǎo)致數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào)和模擬域時(shí)鐘信號(hào)的相位差發(fā)生改變,從而就會(huì)產(chǎn)生時(shí)序違反的風(fēng)險(xiǎn)。
在搜索階段完成后,立即進(jìn)入追蹤階段,由于外部因素會(huì)導(dǎo)致在搜索階段輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值會(huì)發(fā)生變化,所以需要對(duì)需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位進(jìn)行追蹤監(jiān)測(cè)。在追蹤階段監(jiān)測(cè)需要矯正時(shí)序的信號(hào)的相位的實(shí)時(shí)情況,如果被監(jiān)測(cè)信號(hào)的相位發(fā)生變化,時(shí)序矯正數(shù)字電路自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值以找回目標(biāo)相位,并在未找回目標(biāo)相位時(shí),通過(guò)顯示器輸出顯示丟失相位。
此外,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路工作在自動(dòng)模式下,其調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值的方式包括粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩種,其中,使用粗調(diào)方式時(shí)時(shí)序矯正數(shù)字電路每次調(diào)整16步延時(shí)步長(zhǎng)值,使用細(xì)調(diào)方式時(shí)時(shí)序矯正數(shù)字電路每次調(diào)整1步延時(shí)步長(zhǎng)值。
所述時(shí)序矯正數(shù)字電路工作在自動(dòng)模式下的任意階段和任意狀態(tài)下時(shí),一旦通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口切換到手動(dòng)模式時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路的自動(dòng)模式會(huì)立即停止,此時(shí)延時(shí)步長(zhǎng)輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值與延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值保持一致;而當(dāng)時(shí)序矯正數(shù)字電路工作在手動(dòng)模式下時(shí),一旦通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口切換到自動(dòng)模式時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路則先進(jìn)入搜索階段,此時(shí)延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值作為搜索階段的初始?xì)i長(zhǎng)值。
自動(dòng)模式是時(shí)序矯正數(shù)字電路的一種更加便捷的矯正工作模式,當(dāng)開(kāi)啟自動(dòng)模式后,首先采用粗調(diào)的方式,此時(shí)延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值作為自動(dòng)模式的初始值用于計(jì)算,該初始值是人為設(shè)定的,一般取最大延時(shí)步長(zhǎng)值的一半,即216。所述時(shí)序矯正數(shù)字電路在采用粗調(diào)的方式進(jìn)行調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值時(shí),先遞增調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值,每次16步,并且在當(dāng)時(shí)序矯正數(shù)字電路檢測(cè)到延時(shí)步長(zhǎng)值調(diào)整到416-432之間時(shí),下一步調(diào)整的延時(shí)步長(zhǎng)值不遞增16,而是讓延時(shí)步長(zhǎng)值直接調(diào)整到432。若達(dá)到延時(shí)步長(zhǎng)值的最大值(即432)還未找到目標(biāo)相位,則時(shí)序矯正數(shù)字電路返回至初始步長(zhǎng)值(即延時(shí)步長(zhǎng)輸入端設(shè)定的延時(shí)步長(zhǎng)值),再遞減調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值,每次也是16步。在當(dāng)鑒相器反饋的需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位正好落入到目標(biāo)相位時(shí),并且在延時(shí)步長(zhǎng)輸出端輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值為目標(biāo)相位所對(duì)應(yīng)的裕度最大的延時(shí)步長(zhǎng)值后,時(shí)序矯正數(shù)字電路進(jìn)入追蹤階段對(duì)需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
如圖4所示,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路工作在自動(dòng)模式下的搜索階段時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路先采用粗調(diào)的方式進(jìn)行調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值,若在某次粗調(diào)調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值并使得需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位正好落入到目標(biāo)相位時(shí),則進(jìn)一步進(jìn)入比較器階段,而如果在某次粗調(diào)后,在鑒相器反饋的需要矯正時(shí)序的信號(hào)的實(shí)時(shí)相位跳過(guò)了目標(biāo)相位時(shí),采用細(xì)調(diào)的方式進(jìn)行調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值,往回搜索尋找需要矯正時(shí)序的信號(hào)的目標(biāo)相位,細(xì)調(diào)時(shí)每次只改變一步延時(shí)步長(zhǎng)值,直到鑒相器反饋的實(shí)時(shí)相位等于目標(biāo)相位,則進(jìn)一步進(jìn)入比較器階段。由于相位有正負(fù)之分,所以根據(jù)之前相鄰相位的關(guān)系可得到此時(shí)實(shí)時(shí)相位的符號(hào),在比較器階段,通過(guò)比較器比較實(shí)時(shí)相位符號(hào)與目標(biāo)相位的符號(hào)是否一致,如果不一致,則返回使用粗調(diào)的方式,重新搜索目標(biāo)相位;否則就進(jìn)入中間步長(zhǎng)階段。
當(dāng)處于追蹤階段時(shí),在被監(jiān)測(cè)信號(hào)的相位發(fā)生變化時(shí),時(shí)序矯正數(shù)字電路至多自動(dòng)細(xì)調(diào)三次,若在三步延時(shí)步長(zhǎng)值內(nèi)找回目標(biāo)相位,則繼續(xù)處于追蹤階段,否則通過(guò)丟失相位輸出端輸出相位丟失信號(hào)并在顯示器中顯示。由此可見(jiàn),在搜索階段進(jìn)行的是粗調(diào)和細(xì)調(diào)以及確定中間步長(zhǎng)階段,而在追蹤階段進(jìn)行的是監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)相位值和細(xì)調(diào)。在追蹤階段,如果鑒相器反饋的相位為目標(biāo)相位,則時(shí)序矯正數(shù)字電路不做任何調(diào)整,輸出的延時(shí)步長(zhǎng)值保持為搜索階段的裕度最大的延時(shí)步長(zhǎng)值;而如果鑒相器反饋的相位發(fā)生改變,則最多細(xì)調(diào)三次,細(xì)調(diào)過(guò)程中如果鑒相器反饋的相位又回到目標(biāo)相位,那么時(shí)序矯正數(shù)字電路繼續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)相位值,并輸出此時(shí)的延時(shí)步長(zhǎng)值,否則視為相位丟失,使用者在發(fā)現(xiàn)顯示器顯示相位丟失信號(hào)時(shí),需人工手動(dòng)切換為手動(dòng)模式進(jìn)行延時(shí)步長(zhǎng)值調(diào)整或者進(jìn)行復(fù)位以重新開(kāi)啟自動(dòng)模式進(jìn)行延時(shí)步長(zhǎng)值調(diào)整。
由于在搜索階段,采用粗調(diào)方式調(diào)整延時(shí)步長(zhǎng)值時(shí),延時(shí)步長(zhǎng)值是單調(diào)增加或單調(diào)遞減的,因此,dac芯片的數(shù)字域時(shí)鐘信號(hào)和模擬域時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差也是呈現(xiàn)單調(diào)變化的。比如預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)相位值為8,則經(jīng)過(guò)3次粗調(diào)后對(duì)應(yīng)檢測(cè)到的被監(jiān)測(cè)信號(hào)的相位為4/5/6,則此種情況稱為“未找回目標(biāo)相位”;而在經(jīng)過(guò)3次粗調(diào)后對(duì)應(yīng)檢測(cè)到的被監(jiān)測(cè)信號(hào)的相位為6/7/9,則此種情況稱為“跳過(guò)了目標(biāo)相位”。
如圖5和6所示,所述時(shí)序矯正數(shù)字電路包括譯碼器、相位值比較器、相位符號(hào)比較器、內(nèi)部狀態(tài)機(jī)、粗調(diào)模塊、細(xì)調(diào)模塊、找中間步長(zhǎng)模塊、追蹤相位模塊、多個(gè)寄存器,所述鑒相器反饋相位值輸入端連接譯碼器的輸入端,譯碼器通過(guò)寄存器連接相位符號(hào)比較器的輸入端,相位滯后設(shè)定端、相位超前設(shè)定端均連接相位符號(hào)比較器的輸入端,相位符號(hào)比較器的輸出端為實(shí)際相位滯后輸出端、實(shí)際相位超前輸出端,目標(biāo)相位值設(shè)定端連接相位值比較器的輸入端,相位值比較器的輸出端為實(shí)際相位值輸出端,相位值比較器的輸出端連接相位符號(hào)比較器的輸入端,相位值比較器的相位值一致輸出端和相位符號(hào)比較器的符號(hào)一致輸出端通過(guò)二輸入與門連接找中間步長(zhǎng)模塊的使能端,延時(shí)步長(zhǎng)輸入端通過(guò)寄存器分別連接第一二選一數(shù)據(jù)選擇器和第二二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸入端,第二二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端為延時(shí)步長(zhǎng)輸出端,手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換端口連接第二二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出選擇端,相位值比較器的實(shí)際相位變化輸出端連接追蹤相位模塊的輸入端,找中間步長(zhǎng)模塊的中間步長(zhǎng)輸出端和鎖定相位使能輸出端均連接追蹤相位模塊的輸入端,相位值比較器的粗調(diào)使能輸出端連接粗調(diào)模塊的使能端,相位值比較器的細(xì)調(diào)使能輸出端連接細(xì)調(diào)模塊的使能端,第一二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端通過(guò)寄存器連接找中間步長(zhǎng)模塊的輸入端,第一二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端分別連接粗調(diào)模塊和細(xì)調(diào)模塊的輸入端,相位值比較器的相位值一致輸出端連接設(shè)置在第一二選一數(shù)據(jù)選擇器和找中間步長(zhǎng)模塊之間的寄存器使能端,內(nèi)部狀態(tài)機(jī)的初次搜索設(shè)定端連接第一二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出選擇端,粗調(diào)模塊和細(xì)調(diào)模塊的輸出端連接第三二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸入端,相位值比較器的粗調(diào)使能輸出端連接輸出選擇端,第三二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端連接第一二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸入端和三選一數(shù)據(jù)選擇器的輸入端,找中間步長(zhǎng)模塊的中間步長(zhǎng)輸出端和追蹤相位模塊的追蹤階段步長(zhǎng)輸出端均連接三選一數(shù)據(jù)選擇器的輸入端,內(nèi)部狀態(tài)機(jī)的輸出選擇條件設(shè)定端連接三選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出選擇端,三選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端連接第二二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸入端,追蹤相位模塊的丟失相位使能輸出端連接一寄存器的使能端,該寄存器的輸出端為丟失相位輸出端,丟失相位輸出端取反之后與找中間步長(zhǎng)模塊的鎖定相位使能輸出端通過(guò)二輸入與門連接另一寄存器的使能端,該寄存器的輸出端為鎖定相位輸出端。所述工作時(shí)鐘設(shè)定端和復(fù)位端分別連接譯碼器、相位值比較器、相位符號(hào)比較器、粗調(diào)模塊、細(xì)調(diào)模塊、找中間步長(zhǎng)模塊、追蹤相位模塊和所有寄存器的工作時(shí)鐘端和復(fù)位端。
需要說(shuō)明的是上述實(shí)施例,并非用來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替代均落入本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。在權(quán)利要求中,單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。單詞第一、第二以及第三等的使用不表示任何順序,可將這些單詞解釋為名稱。
本發(fā)明方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開(kāi)的技術(shù)手段,還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。