随机扩展频谱调制制造技术

本发明专利技术涉及随机扩展频谱调制。设备和技术的代表性实施方式提供了扩展频谱的时钟信号。在频率合成器中，可以生成数值序列并且将其用来对频率合成器的输入信号的频率进行调制。

【技术实现步骤摘要】
随机扩展频谱调制
本专利技术涉及随机扩展频谱调制。
技术介绍
典型地，数字内核中所使用的时钟信号由片上时钟生成单元或频率合成器所递送。时钟生成单元可以是锁相环（PLL）设备，其也可以以数字PLL的形式来实施。然而，这样的时钟信号对于利用数字内核的系统的其他部分可能成为电磁干扰（EMI）的来源。所不希望的电磁能量可以遍布系统传播，或者传播至外部环境，并且对其他易于受到影响的设备造成不利影响。例如，诸如汽车和消费者电器产业之类的各个产业中的电磁兼容性（EMC）要求对电子设备的电磁辐射的发射作出了严格限制。因此，已经研发出了扩展频谱时钟以供用于在宽的频谱上扩展电磁能量的数字内核，由此减少了给定频率处或其附近的能量大小。扩展频谱时钟例如可以通过利用周期性的低频模式（例如三角模式、正弦模式、也称作“Hershey-Kiss”的立方模式等）对PLL的输出频率进行调制而产生。该周期性的低频调制在较宽带宽上“扩展”时钟信号的能量，有效地减少了峰值频谱电磁发射。其中调制轮廓（modulationprofile）高于未调制时钟信号的标称频率的低频向上扩展调制通常被用于安全关键应用，诸如汽车应用。在这样的应用中，数字内核在系统万一必须要自动采取紧急程序的情况下向系统递送最小的有保证频率是非常重要的。然而，在使用向上扩展调制时，必须针对较高的最大频率而对数字内核进行约束，这带来了功率和面积的成本。例如，如果标称（未调制）频率为300MHz，并且向上扩展频谱具有5%的峰-峰数值，则系统中的最大频率增长至315MHz。数字内核必须被约束至该频率，导致更高的功率和面积消耗。因此，低频向上扩展调制可以在时间上引入相位累加，这会导致在数字内核和其他未调制内核之间的同步数据接口的操作中的问题。
技术实现思路
本专利技术一方面涉及一种电路，其包括：数控振荡器（DCO），其被布置为生成时钟信号；以及随机数生成器，其被布置为生成随机数值序列，该随机数值序列被布置为对该时钟信号的频率进行调制以形成扩展频谱时钟信号。本专利技术另一方面涉及一种装置，其包括：频率合成器，其被布置为合成时钟信号；以及数值生成器，其被布置为生成数值序列，该数值序列被布置为对该时钟信号的频率进行调制以形成扩展频谱时钟信号。本专利技术又一方面涉及一种方法，其包括：合成时钟信号；生成随机或伪随机数值序列；利用该随机或伪随机数值序列对该时钟信号的频率进行调制；并且基于调制生成扩展频谱时钟信号。附图说明参考附图阐述详细描述。在图中，参考标记最左侧的（一个或多个）数位标识该参考标记首次出现的附图。不同图中使用相同参考标记指示相似或相同的事项。针对该讨论，图中所图示的设备和系统被示为具有多种组件。如本文所描述的，设备和/或系统的各种实施方式可以包括更少的组件并且仍然处于公开范围之内。可替换地，设备和/或系统的其他实施方式可以包括附加组件或者所描述组件的各种组合并且仍然处于公开范围之内。图1是根据一种实施方式的示例锁相环（PLL）设备的框图。图2是根据一种实施方式的包括随机生成器的示例PLL的框图。图3是根据另一种实施方式的包括随机生成器的示例PLL的框图。图4是根据另外的实施方式的包括两个随机生成器的示例PLL的框图。图5是图示了根据一种实施方式的用于生成扩展频谱时钟信号的示例过程的流程图。具体实施方式概述代表性的设备和技术的实施方式提供了扩展频谱时钟信号。在诸如锁相环（PLL）设备的频率合成器中，基于输入信号生成时钟信号。可以生成数值序列并将其用来对频率合成器的输出信号进行调制，产生扩展频谱时钟信号。在各个实施方式中，数值序列可以是随机或伪随机数值序列。在可替换实施方式中，一个或多个数值序列可以在沿信号路径的一个或多个点处被添加至频率合成器的信号路径。在各个实施方式中，数值序列例如以MHz范围内的高调制频率对频率合成器的输出信号进行调制。在其他实施方式中，调制轮廓以及因此的扩展频谱时钟信号，以在频率合成器处生成的时钟信号的标称频率为中心。可替换地，可以对数值序列进行追踪，并且基于之前的数值序列生成后续的数值序列。本公开中对用于频率合成器的扩展频谱时钟信号生成的各种实施方式进行讨论。扩展频谱调制的技术和设备参考图中所图示的示例PLL设备的框图进行讨论。然而，所讨论的技术和设备可以被应用于任意各种频率合成器设计、电路和设备并且仍然处于本公开范围之内。另外，为便于讨论和说明的便利，本文所讨论的技术和设备在数字PLL设备的环境中被提及。该技术和/或设备也可以在包括数字、模拟或混合信号系统在内的其他实施方式、电路、系统等中用来生成扩展频谱时钟信号。所公开的技术和设备的优势是不同的，并且包括：1）针对关键安全问题期间有所减少的反应时间有所改进的最小保证频率；2）有所减少的相位累加，因此提高了同步接口与外部系统的互操作性；3）发射频谱更好的扩展，这允许使用较低的峰-峰调制数值；4）数字内核针对其必须进行合成的有所降低的最高频率；和5）数字内核中的功率和面积优势。所公开的技术的其他优势也可以被呈现。以下使用多个示例对实施方式进行更详细地解释。虽然这里和下文中讨论了各种实施方式和示例，但是通过合并单独实施方式和示例的特征和要素，另外的实施方式和示例可以是可能的。示例PLL设备布置图1是根据一种实施方式的示例锁相环（PLL）设备100的框图。所要理解的是，频率合成器布置（此后称作“PLL设备”）可以被实施为独立的电路、装置或设备，或者作为另一系统的一部分（例如与其他组件、处理器等进行整合）。图1中所图示的PLL设备100被示出和描述为具有一些数字组件和一些模拟组件。数字部分102通过虚线轮廓所描述。在一种实施方式中，数字部分102的虚线以内的电路和电路部分是数字组件，而数字部分102的虚线以外的电路和电路部分是模拟组件。然而，该图示是为了便于讨论而并非意在进行限制。本文关于包括PLL设备在内的频率合成器所描述的技术和设备并不局限于图1所图示的框图或者如所示出的PLL设备，并且可以被应用于其他类型的频率合成器（例如，直接模拟合成器、直接数字合成器、整数-N、分数-N、数字相位合成器，等等），或者其他PLL设计，而并不背离本公开的范围。在一些情况下，可以使用另外或可替换的组件来实施本文所描述的技术。如图1所示，PLL设备100基于输入信号104生成（即，合成）输出信号（例如，时钟信号）FOUT。输出信号FOUT还基于基准频率FREF。例如，输入信号104确定FOUT的目标频率。数控振荡器（DCO）106例如在输入信号104被数字环路滤波器108等进行滤波之后基于输入信号104生成处于目标频率的输出信号FOUT。该输出还例如被频率计数器110所接收，频率计数器110被布置为将误差信号反馈到输入信号路径。如果被包括在内，则频率计数器110接收基准频率FREF，并且基于基准频率FREF（或者基准频率FREF和乘数的乘积）和输出信号FOUT之间的差异生成误差信号。如果输出信号FOUT相对于基准频率FREF（或者基准频率FREF和乘数的乘积）过低，则误差信号与输入信号104进行合并以提高DCO106所输出的频率。可替换地，如果如由频率计数器110所测量的那样，输出信号FOUT相对于基准频率FREF（或者基准频率FREF和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，其包括：数控振荡器（DCO），其被布置为生成时钟信号；以及随机数生成器，其被布置为生成随机数值序列，该随机数值序列被布置为对该时钟信号的频率进行调制以形成扩展频谱时钟信号。

【技术特征摘要】
2012.03.16 US 13/422,6051.一种电路，其包括：数控振荡器（DCO），其被布置为生成时钟信号；以及随机数生成器，其被布置为生成随机数值序列，该随机数值序列被布置为对该时钟信号的频率进行调制以形成扩展频谱时钟信号；数字环路滤波器，其中该随机数值序列在该数字环路滤波器之前被注入该电路的信号路径中；以及第二随机数生成器，其被布置为生成第二数值序列，该第二数值序列被布置为对该时钟信号的频率进行调制以形成扩展频谱时钟信号，所述第二随机数生成器位于所述数字环路滤波器的上游。2.根据权利要求1所述的电路，其中该第二数值序列包括随机或伪随机数值。3.根据权利要求1所述的电路，其中该第二随机数生成器包括模拟随机生成器。4.根据权利要求1所述的电路，其中该随机数值序列和该第二数值序列之一在该数字环路滤波器之前被注入该电路的信号路径中，并且该随机数值序列和该第二数值序列中的另一个在该数字环路滤波器之后被注入该电路的信号路径中。5.根据权利要求1所述的电路，进一步包括锁相环（PLL）电路，该PLL电路包括DCO。6.根据权利要求1所述的电路，其中该随机数值序列在DCO之前被注入该电路的信号路径中。7.根据权利要求1所述的电路，其中该随机数生成器包括伪随机二进制序列（PRBS）生成器。8.根据权利要求1所述的电路，其中该随机数生成器包括数字或模拟混沌映射。9.根据权利要求1所述的电路，其中该随机数生成器包括任意顺序的一个或多个delta-sigma调制器。10.根据权利要求1所述的电路，其中该随机数生成器是完全实施的数字电路。11.根据权利要求1所述的电路，其中该随机数生成器包括逻辑电路，其使得能够基于与一个或多个数值序列相关联的一个或多个数值生成该数值序列。12.根据权利要求11所述的电路，其中该逻辑电路进一步使得能够基于与和随机数生成器相关联的系统相关的一个或多个属性生成该数值序列。13.一种用于随机扩展频谱调制的装置，其包括：频率合成器，其被布置为合成时钟信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：N达达尔特，W格罗利奇，P普里德尼希，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE