调整数字增益以使环路带宽保持一致的数字锁相环电路制造技术

一种数字锁相环电路包括相位频率检测器、带宽校准器、数字环路滤波器和数字控制振荡器。相位频率检测器产生第一检测值和第二检测值，第一检测值和第二检测值中的每一个与参考信号的相位与反馈信号的相位之间的顺序相关联。带宽校准器将第二检测值的信号电平放大增益值以产生放大的检测值，并且基于第一检测值来调整增益值。数字环路滤波器基于放大的检测值来产生数字码。数字控制振荡器产生具有对应于数字码的频率的输出信号。反馈信号基于输出信号产生并被反馈到相位频率检测器。

Digital Phase-Locked Loop Circuits with Digital Gain Adjustment to Keep Loop Bandwidth Consistent

A digital PLL circuit includes a phase frequency detector, a bandwidth calibrator, a digital loop filter and a digital controlled oscillator. The phase frequency detector generates the first detection value and the second detection value, and each of the first detection value and the second detection value is sequentially correlated with the phase of the reference signal and the phase of the feedback signal. The bandwidth calibrator amplifies the signal level gain of the second detection value to generate the amplified detection value, and adjusts the gain value based on the first detection value. Digital loop filters generate digital codes based on amplified detection values. The digital controlled oscillator generates an output signal with a frequency corresponding to the digital code. The feedback signal is generated based on the output signal and is fed back to the phase frequency detector.

【技术实现步骤摘要】
调整数字增益以使环路带宽保持一致的数字锁相环电路相关申请的交叉引用本申请要求于2017年6月19日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第10-2017-0077428号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开的示例实施例涉及电子电路，并且更具体地涉及数字锁相环电路的操作和配置。
技术介绍
近年来，正在使用各种电子装置。电子装置根据其中包括的各种电子电路的操作来执行其自身的功能。随着半导体工艺的单位尺寸减小并且半导体装置的集成度增加，用于电子电路的操作电压变低，并且泄漏电流的量增加。出于这个原因，正在根据数字设计技术而不是模拟设计技术来设计电子电路。根据数字设计技术设计的同步电子电路响应于时钟信号而操作。可以精确地控制时钟信号以确定电子电路的操作时序。采用锁相环电路通过使外部时钟信号与内部时钟信号同步来控制时钟信号的相位和频率。同时，由于半导体工艺的小型化，数字锁相环电路正在取代模拟锁相环电路。由于电路配置简单，一些数字锁相环电路被广泛采用。然而，数字锁相环电路的输出变化会影响环路带宽，并且环路带宽会容易受到工艺-电压-温度(PVT)变化的影响。当数字锁相环电路的特性劣化时，可能难以精确地控制时钟信号。
技术实现思路
本公开的示例实施例可以提供能够调整数字增益以使环路带宽保持一致的数字锁相环电路的配置和操作。在一些示例实施例中，数字锁相环电路可以包括相位频率检测器、带宽校准器、数字环路滤波器和数字控制振荡器。相位频率检测器可以产生与参考信号的第一相位和反馈信号的第二相位之间的顺序相关联的第一检测值。相位频率检测器可以响应于参考信号而根据第一检测值产生第二检测值。在第一参考时间内第一检测值的第一逻辑值的数量与第一检测值的第二逻辑值的数量之比可以收敛到1:M(M是大于“1”的实数)。在第二参考时间内第二检测值的第一逻辑值的数量与第二检测值的第二逻辑值的数量之比可以收敛到1:1。带宽校准器可以通过增益值放大第二检测值的信号电平，并且因此可以产生放大的检测值。带宽校准器可以基于第一检测值来调整增益值。带宽校准器可以响应于第一检测值的第一逻辑值而增加增益值，并且可以响应于第一检测值的第二逻辑值而减小增益值。数字环路滤波器可以基于放大的检测值来产生数字码。数字控制振荡器可以产生具有对应于数字码的频率的输出信号。反馈信号可以基于输出信号产生，并且可以被反馈到相位频率检测器。在示例实施例中，根据反馈信号的特性，带宽校准器可以调整数字增益以放大从相位频率检测器输出的检测值。调整数字增益可以补偿由于输出信号和反馈信号的变化而引起的相位频率检测器的操作增益的变化。因此，数字锁相环电路的环路带宽可以保持一致，数字锁相环电路可以稳定操作。附图说明通过以下参考附图的描述，上述和其他目的和特征将变得显而易见，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在所有附图中指代相同的部分，并且在附图中：图1是示出了包括根据一些示例实施例配置和操作的电子电路的电子装置的示例配置的框图；图2是示出了图1的数字锁相环电路的示例配置的框图；图3是示出了在带宽校准器未连接到图2中的数字锁相环电路的情况下示例检测值和示例数字码的概念图；图4是用于描述在带宽校准器未连接到图2中的数字锁相环电路的情况下继电式(bang-bang)相位频率检测器的示例特性的曲线图；图5和图6是示出了图2中的示例参考信号和示例反馈信号的概念图；图7至图10是用于描述图2的数字锁相环电路中的带宽和相位噪声的曲线图；图11是用于描述图2的带宽校准器的示例操作的概念图；图12是用于描述图2中的带宽校准器对继电式相位频率检测器的特性进行补偿的曲线图；图13是示出了图2的继电式相位频率检测器的示例配置的框图；图14和图15是用于描述图13的继电式相位频率检测器的示例操作的概念图；图16是示出了图2的带宽校准器的示例配置的框图；图17是描述图16的带宽校准器的示例操作的概念图；图18是用于描述图16的带宽校准器的示例操作的表格；图19是用于描述图16的带宽校准器的示例操作的概念图；以及图20是描述图2的数字锁相环电路的示例操作的流程图。具体实施方式以下，将参考附图详细并清楚地描述一些示例实施例，使得本领域技术人员可以容易地实现本公开。图1是示出包括根据一些示例实施例配置和操作的电子电路的电子装置1000的示例配置的框图。例如，电子装置1000可以用各种类型的电子装置(例如智能电话、平板电脑、台式电脑、膝上型电脑、可穿戴装置、视频游戏控制台、工作站、服务器、家用电器、电动车辆、医疗装置等)中的一个来实现。电子装置1000可以包括各种电子电路。例如，电子装置1000的电子电路可以包括图像处理块1100、通信块1200、声频处理块1300，缓冲存储器1400、非易失性存储器1500、用户接口1600、显示器驱动器1710、显示面板1720、主处理器1800和电力管理器1900。图像处理块1100可以通过镜头1110接收光。包括在图像处理块1100中的图像传感器1120和图像信号处理器1130可以基于接收到的光产生与外部对象相关联的图像信息。通信块1200可以通过天线1210与外部装置/系统交换信号。通信块1200的收发器1220和调制器/解调器(MODEM)可以按照无线通信协议(例如长期演进(LTE)、全球微波接入互操作性(WIMAX)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、蓝牙、近场通信(NFC)、无线通信保真度(Wi-Fi)、射频识别(RFID)等)地处理与外部装置/系统交换的信号。声频处理块1300可以通过使用声频信号处理器1310来处理声声信息，并且因此可以播放和输出声频。声频处理块1300可以通过麦克风1320接收声频输入。声频处理块1300可以输出通过扬声器1330播放的声频。缓冲存储器1400可以存储要用于电子装置1000的操作的数据。例如，缓冲存储器1400可以暂时存储由主处理器1800处理或将要处理的数据。例如，缓冲存储器1400可以包括诸如静态随机存取存储器(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)等的易失性存储器和/或诸如相变RAM、磁阻RAM(MRAM)、电阻RAM(ReRAM)、铁电RAM(FRAM)等的非易失性存储器(PRAM)。无论是否正在供应电力，非易失性存储器1500都可以存储数据。例如，非易失性存储器1500可以包括诸如闪速存储器、PRAM、MRAM、ReRAM和/或FRAM等各种非易失性存储器中的至少一个。例如，非易失性存储器1500可以包括硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、诸如安全数字(SD)卡的可移除存储器和/或诸如嵌入式多媒体卡(eMMC)的嵌入式存储器。用户接口1600可以仲裁用户与电子装置1000之间的通信。例如，用户接口1600可以包括输入接口，诸如键盘、鼠标、键区、按钮、触摸面板、触摸屏幕、触摸板、触摸球、陀螺仪传感器、振动传感器和/或加速度传感器等。例如，用户接口1600可以包括输出接口，例如电机和/或发光二极管(LED)灯等。显示器驱动器1710可以驱动显示面板1720。显示面板1720可以由显示器驱动器1710驱动以显示图像信息。例如，显示面板1720可以包括液晶显示(LC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字锁相环电路，包括：相位频率检测器，其被配置为，产生与参考信号的第一相位和反馈信号的第二相位之间的顺序相关联的第一检测值，并且响应于所述参考信号基于所述第一检测值来产生第二检测值；带宽校准器，其被配置为，将所述第二检测值的信号电平放大增益值，以产生放大的检测值，并且基于所述第一检测值来调整所述增益值；数字环路滤波器，其被配置为基于所述放大的检测值来产生数字码；以及数字控制振荡器，其被配置为产生具有与所述数字码相对应的频率的输出信号，其中，所述反馈信号基于所述输出信号产生并被反馈到所述相位频率检测器。

【技术特征摘要】
2017.06.19 KR 10-2017-00774281.一种数字锁相环电路，包括：相位频率检测器，其被配置为，产生与参考信号的第一相位和反馈信号的第二相位之间的顺序相关联的第一检测值，并且响应于所述参考信号基于所述第一检测值来产生第二检测值；带宽校准器，其被配置为，将所述第二检测值的信号电平放大增益值，以产生放大的检测值，并且基于所述第一检测值来调整所述增益值；数字环路滤波器，其被配置为基于所述放大的检测值来产生数字码；以及数字控制振荡器，其被配置为产生具有与所述数字码相对应的频率的输出信号，其中，所述反馈信号基于所述输出信号产生并被反馈到所述相位频率检测器。2.根据权利要求1所述的数字锁相环电路，其中：当所述第一相位滞后于所述第二相位时，所述第一检测值具有第一逻辑值，并且当所述第一相位超前于所述第二相位时，所述第一检测值具有第二逻辑值。3.根据权利要求1所述的数字锁相环电路，其中，所述相位频率检测器包括：第一逻辑电路，其被配置为响应于所述参考信号而输出第一输出；第二逻辑电路，其被配置为响应于所述反馈信号而输出第二输出；以及第三逻辑电路，其被配置为响应于所述第二输出产生所述第一输出作为所述第一检测值。4.根据权利要求3所述的数字锁相环电路，其中，所述相位频率检测器还包括：第四逻辑电路，其被配置为基于所述第一输出和所述第二输出输出复位信号，使得所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路的状态被复位；以及第五逻辑电路，其被配置为响应于所述参考信号而产生从所述第三逻辑电路输出的所述第一检测值作为所述第二检测值。5.根据权利要求1所述的数字锁相环电路，其中：当所述第一检测值的逻辑值从第一逻辑值改变成第二逻辑值时，所述第二检测值的逻辑值保持在所述第一逻辑值。6.根据权利要求5所述的数字锁相环电路，其中：响应于所述第一检测值的逻辑值的变化，所述第二检测值的逻辑值从所述第一逻辑值改变成所述第二逻辑值。7.根据权利要求6所述的数字锁相环电路，其中：当所述第二检测值的逻辑值从所述第一逻辑值改变成所述第二逻辑值时，所述第一检测值的逻辑值保持在所述第二逻辑值。8.根据权利要求1所述的数字锁相环电路，其中：随着所述反馈信号的频率的变化量变得小于第一参考值，在第一参考时间内所述第一检测值的第一逻辑值的数量与所述第一检测值的第二逻辑值的数量之比收敛到1:1，并且随着所述反馈信号的频率的变化量变得大于第二参考值，在第二参考时间内所述第一检测值的第一逻辑值的数量与所述第一检测值的第二逻辑值的数量之比收敛到1:N，N为大于1的实数。9.根据权利要求8所述的数字锁相环电路，其中：随着所述反馈信号的频率的变化量收敛到所述第一参考值和所述第二参考值之间的第三参考值，在第三参考时间内所述第一检测值的第一逻辑值的数量与所述第一检测值的第二逻辑值的数量之比收敛到1:M，M是1和N之间的实数。10.根据权利要求1所述的数字锁相环电路，其中：无论...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋康烨，俞元植，金友石，金志炫，金泰翼，金炫益，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR