环形振荡器的基于正交的注入锁定制造技术

一般地描述了用于环形振荡器的基于正交的注入锁定的技术。在一些示例中，外部信号可注入环形振荡器。相位信号可从环形振荡器内测得并且用于确定平均正交误差(MQE)，其表征外部信号与环形振荡器的固有频率之间的频率差。控制信号随后可由MQE生成且用于调节环形振荡器固有频率以减小所述环形振荡器固有频率与外部信号之差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请根据专利合作条约(PCT)第8条要求2014年9月5日提交的美国专利申请14/479,269的优先权。美国专利申请14/479,269根据35U.S.C§119(e)要求2013年11月18日提交的、名称为“正交锁相环(QuadratureLockedLoop(QLL))”的美国临时专利申请序号No.61/905,660的权益。所述美国申请和临时申请的公开因为全部目的通过引用方式合并于此。
技术介绍
除非在此处另外说明，否则本部分中所描述的资料不是本申请权利要求的现有技术并且不因包含在该部分中而承认其是现有技术。环形振荡器可以包括可用于为其它电路块产生时钟信号的基于反相器的电路。环形振荡器可以利用奇数个串联耦合的反相器来实现，其中最后一个反相器的输出端与第一个反相器的输入端耦合。反相器输出在符号上与其输入相反的信号，并且可以在施加了输入后的有限时间段内进行。因此，环形振荡器中的反相器的输出可以特定频率切换符号，从而提供适合其它电路块的时钟信号。专利技术概述本公开一般地涉及注入锁定环形振荡器的技术。根据一些示例，描述了注入锁定具有多个反相器和固有频率的环形振荡器的方法。示例的方法可包括：将具有注入频率的外部信号注入多个反相器；检测来自多个反相器中的第一反相器的第一相位信号，所述第一相位信号由固有频率和注入频率的耦合形成。方法还可以包括：检测来自多个反相器中的第二反相器的第二相位信号，该第二相位信号由固有频率和注入频率的耦合形成；由至少第一相位信号和第二相位信号来确定平均正交误差(MQE)。该方法可进一步包括：由所确定的MQE来生成控制信号，以及基于该控制信号调节环形振荡器的固有频率。根据其它示例，描述了注入锁定环形振荡器系统。示例的系统可以包括多个反相器，与多个反相器耦合的相位检测器模块；以及与相位检测器模块耦合的控制模块。反相器可被配置为接收具有注入频率的外部信号并且输出振荡信号。相位检测器模块可配置为检测来自多个反相器中的第一反相器的第一相位信号，该第一相位信号由系统的固有频率和注入频率的耦合形成，以及检测来自多个反相器中的第二反相器的第二相位信号，该第二相位信号由系统的固有频率和注入频率的耦合形成。相位检测器模块还可被配置为由至少第一相位信号和第二相位信号确定平均正交误差(MQE)。控制模块可被配置为由所确定的MQE来生成控制信号并且基于控制信号来调节到多个反相器中的至少一个反相器的电源电压。根据另外的示例，提供了时钟信号分配电路。该电路可包括时钟信号注入级、具有固有频率且与时钟信号注入级耦合的环形振荡器、与环形振荡器耦合的正交相位检测器模块，以及与环形振荡器和正交相位检测器模块耦合的低通滤波器模块。时钟信号注入级可被配置为接收时钟信号并且使用时钟信号来输出具有注入频率的注入信号。环形振荡器可被配置为接收注入信号并且输出多个振荡信号。正交相位检测器模块可被配置为：从环形振荡器检测多个相位信号，所述多个相位信号由固有频率和注入频率的耦合形成；以及由所述多个相位信号确定平均正交误差(MQE)。低通滤波器模块可被配置为由确定的MQE生成控制信号并且将控制信号提供给环形振荡器。前面的概述仅仅是示例性的，而不意在以任何方式进行限制。通过参考附图以及下面的详细说明，除了上文所描述的示例性的方案、实施例和特征之外，另外的方案、实施例和特征将变得清晰可见。附图说明通过下面结合附图给出的详细说明和随附的权利要求，本公开的前述特征以及其它特征将变得更加清晰。应理解的是，这些附图仅描绘了依照本公开的多个实施例，因此，不应视为是对本专利技术范围的限制，将通过利用附图结合附加的具体描述和细节对本公开进行说明，在附图中：图1示出了示例环形振荡器；图2示出了环形振荡器系统中的平均正交误差相对于频率差的示例的图；图3示出了可实现基于正交的注入锁定的示例环形振荡器系统；图4示出了可利用基于正交的注入锁定来控制的示例环形振荡器系统的详细图；图5示出了可实现基于正交的注入锁定的示例环形振荡器系统的详细图；图6示出了可使用基于正交的注入锁定的示例片上时钟分配系统；图7示出了可与实现基于正交的注入锁定的环形振荡器相结合使用的通用计算设备；图8是示出可通过诸如图7的计算设备的计算设备来执行的、用以执行环形振荡器的基于正交的注入锁定的示例方法的流程图；以及图9示出了示例计算机程序产品的框图，全部依照本文所描述的至少一些实施例来布置。专利技术详述在下面的详细说明中，将参考附图，附图构成了详细说明的一部分。在附图中，除非上下文指出，否则相似的符号通常表示相似的部件。在详细说明、附图和权利要求中所描述的示例性实施例不意在限制。可以使用其它实施例，并且可以做出其它改变，而不偏离本文呈现的主题的精神或范围。如本文大致描述且如图中所图示的，本公开的方案能够以各种不同配置来布置、替代、组合、分离和设计，所有这些都在本文中明确地被构思出。本公开一般地尤其涉及与环形振荡器的基于正交的注入锁定有关的方法、装置、系统、设备和/或计算机程序产品。简言之，一般地描述了用于环形振荡器的基于正交的注入锁定的技术。在一些示例中，外部信号可被注入环形振荡器。相位信号可从环形振荡器内被测得并且被用于确定平均正交误差(MQE)，平均正交误差表征外部信号与环形振荡器的固有频率之间的频率差。控制信号随后可由MQE生成且用于调节环形振荡器固有频率以减小环形振荡器固有频率与外部信号之间的差。图1示出了依照本文所描述的至少一些实施例布置的示例环形振荡器100。环形振荡器100可包括反相器102、104、106和108，具有附加反相器级110。环形振荡器100可被配置为输出多个输出振荡信号130、132、134和136，这些输出振荡信号振荡且分别对应于反相器102、104、106和108的输出。环形振荡器100还可以包括外部信号120(经由一个或多个信号源提供)，外部信号120可作为反相器102的输入而被注入环形振荡器100。如上所述，环形振荡器可以通过串联耦合的奇数个反相器级来实现。例如，反相器102、104、106和108可以串联地耦合，其中每个反相器的输出端与另一反相器的输入端耦合。反相器级110可被实现为反相器或者可以通过被配置为使输入信号反相的某其它电路来实现。在一些实施例中，反相器级110可被配置为比反相器102-108显著快地运行从而减小其对环形振荡器100的振荡时刻的影响。在环形振荡器100的运行期间，从反相器102-108输出的输出振荡信号130-136可以相同的频率振荡但相位不同。例如，输出信号132可以与输出信号130相同的频率振荡，但是由于来自反相器104的信号延迟而具有滞后于输出信号130的相位的相位。在不存在外部信号的情况下，输出振荡信号130-136可以以环形振荡器100的固有频率振荡，环形振荡器100的固有频率可基于反相器102-110的结构以及供给到反相器102-110的功率(就电压和/或电流而言)和/或基于某其它因素或它们的组合。虽然环形振荡器100被描绘为包含五个反相器级，但是在其它实施例中，环形振荡器可包括更多的反相器级或更少的反相器级。反相器级的数量可基于环形振荡器的目标固有频率、可能的输出振荡信号的目标数量或任何本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对环形振荡器进行注入锁定的方法，所述环形振荡器具有多个反相器和固有频率，所述方法包括：将具有注入频率的外部信号注入所述多个反相器；检测来自所述多个反相器中的第一反相器的第一相位信号，所述第一相位信号由所述固有频率和所述注入频率的耦合形成；检测来自所述多个反相器中的第二反相器的第二相位信号，所述第二相位信号由所述固有频率和所述注入频率的耦合形成；由至少所述第一相位信号和所述第二相位信号确定平均正交误差(MQE)；由所确定的MQE生成控制信号；以及基于所述控制信号调节所述环形振荡器的固有频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.18 US 61/905,660;2014.09.05 US 14/479,2691.一种用于对环形振荡器进行注入锁定的方法，所述环形振荡器具有多个反相器和固有频率，所述方法包括：将具有注入频率的外部信号注入所述多个反相器；检测来自所述多个反相器中的第一反相器的第一相位信号，所述第一相位信号由所述固有频率和所述注入频率的耦合形成；检测来自所述多个反相器中的第二反相器的第二相位信号，所述第二相位信号由所述固有频率和所述注入频率的耦合形成；由至少所述第一相位信号和所述第二相位信号确定平均正交误差(MQE)；由所确定的MQE生成控制信号；以及基于所述控制信号调节所述环形振荡器的固有频率。2.如权利要求1所述的方法，其中注入所述外部信号包括将所述外部信号注入所述第一反相器的输入端。3.如权利要求1所述的方法，其中生成所述控制信号包括通过使用低通滤波器由所述MQE生成所述控制信号。4.如权利要求1所述的方法，其中调节所述环形振荡器的固有频率包括调节所述固有频率从而减小所述MQE的量值。5.如权利要求4所述的方法，其中调节所述环形振荡器的固有频率还包括：响应于所确定的MQE大于零而增大所述固有频率，以及响应于所确定的MQE小于零而减小所述固有频率。6.如权利要求1所述的方法，其中调节所述环形振荡器的固有频率包括：利用基于所述控制信号调节所述多个反相器中的至少一个反相器的电源电压来调节所述固有频率。7.如权利要求6所述的方法，进一步包括使用所述控制信号作为所述电源电压。8.一种注入锁定环形振荡器系统，包括：多个反相器，其被配置为接收具有注入频率的外部信号以及输出振荡信号；相位检测器模块，其与所述多个反相器耦合且被配置为：检测来自所述多个反相器中的第一反相器的第一相位信号，所述第一相位信号由所述系统的固有频率和所述注入频率的耦合形成；检测来自所述多个反相器中的第二反相器的第二相位信号，所述第二相位信号由所述固有频率和所述注入频率的耦合形成；以及由至少所述第一相位信号和所述第二相位信号确定平均正交误差(MEQ)；以及控制模块，其与所述相位检测器模块耦合且被配置为：由所确定的MQE生成控制信号；以及基于所述控制信号调节所述多个反相器中的至少一个反相器的电源电压。9.如权利要求8所述的系统，其中所述多个反相器被配置为在所述第一反...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·拉杰，A·艾娜米，
申请(专利权)人：加州理工学院，
类型：发明
国别省市：美国;US