一种亚采样锁相环及其快速锁定方法技术

本发明专利技术属于集成电路技术领域，具体为一种亚采样锁相环及其快速锁定方法。本发明专利技术提供的亚采样锁相环包括：亚采样鉴相器，锁定检测器，脉冲产生电路，支持注入锁定的可控振荡器，辅助频率锁定环路，时钟产生与控制电路，以及环路滤波器；本发明专利技术利用注入锁定振荡器的原理，确保亚采样鉴相器工作在高频输出时钟上降沿附近，避免了环路增益极性相反的情况，实现快速锁定。

A sub sampling PLL and its fast locking method

【技术实现步骤摘要】
一种亚采样锁相环及其快速锁定方法
本专利技术属于集成电路设计
，具体涉及亚采样锁相环及其快速锁定方法。
技术介绍
亚采样锁相环在低频参考时钟的控制下，直接对振荡器的高频输出进行采样，获得相位误差信息，进而通过负反馈控制调节振荡器的输出频率，实现锁相环的功能。环路中无分频器，鉴相器的噪声传输函数中N的平方项得以消除，因此其贡献的带内噪声小于传统锁相环，且省却了分频的功耗。上述低噪声与低功耗的特性，使得亚采样锁相环在高性能时钟综合器中得到广泛的应用。亚采样锁相环通过采样获取频率信息。在模拟亚采样锁相环中，亚采样鉴相器通常包括采样保持电路、跨导单元和电荷泵；在数字亚采样锁相环中，亚采样鉴相器通常包括边沿采样器和时间数字转换器。亚采样鉴相器通常以高频输出时钟的上升沿作为相位锁定目标，这意味着，如果当低频采样时钟在高频输出时钟下降沿附近时，环路增益的极性与正常设计相反，环路成为正反馈，出现周期滑移，相位锁定的时间增大。虽然亚采样的方式能够有效获取输出高频时钟的相位信息，却无法获得具体的频率信息，因此亚采样锁相环通常需要频率锁定辅助电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亚采样锁相环，其特征在于，包括：亚采样鉴相器，锁定检测器，脉冲产生电路，支持注入锁定的可控振荡器，辅助频率锁定环路，时钟产生与控制电路，以及环路滤波器；其中：/n所述的亚采样鉴相器，用于求取输入两个时钟信号的相位误差;其输入为低频时钟ckr 和振荡器高频时钟 ckv ，输出是模拟电压或电流，或者是数字控制字；所述的可控振荡器，用于产生高频时钟信号 ckv，输入为频率控制信号 otw，注入脉冲 inj，输出为高频时钟 ckv；其输入频率控制信号是模拟的电压或电流，或者是数字控制字；/n所述的锁定检测器，用于检测振荡器输出的相位与目标的误差是否小于设计值，输入为亚采样鉴相器输出，输出为锁定...

【技术特征摘要】
1.一种亚采样锁相环，其特征在于，包括：亚采样鉴相器，锁定检测器，脉冲产生电路，支持注入锁定的可控振荡器，辅助频率锁定环路，时钟产生与控制电路，以及环路滤波器；其中：
所述的亚采样鉴相器，用于求取输入两个时钟信号的相位误差;其输入为低频时钟ckr和振荡器高频时钟ckv，输出是模拟电压或电流，或者是数字控制字；所述的可控振荡器，用于产生高频时钟信号ckv，输入为频率控制信号otw，注入脉冲inj，输出为高频时钟ckv；其输入频率控制信号是模拟的电压或电流，或者是数字控制字；
所述的锁定检测器，用于检测振荡器输出的相位与目标的误差是否小于设计值，输入为亚采样鉴相器输出，输出为锁定完成信号ld；
所述的脉冲产生电路，用于由输入参考时钟ref产生窄脉冲信号inj；
所述的辅助频率锁定环，用于在锁相环开始工作时，调整可控振荡器的频率，以接近目标频率；
所述的时钟产生与控制电路，用于产生锁相环正确工作所需要的各种时钟和控制信号；
所述环路滤波器，用于抑制相位误差信息中不需要的频率分量，通常为低通滤波器。


2.根据权利要求1所述的亚采样锁相环，其特征在于，所述亚采样鉴相器由低频时钟ckr为采样时钟的模拟采样保持电路和跨导单元与电荷泵组成；或者由对高频时钟ckv的快照电路和时间数字转换器组成。


3.根据权利要求1所述的亚采样锁相环，其特征在于，所述可控振荡器，是环形振荡器，或者是电感电容振荡器；注入脉冲有效时，可控振荡器输出相位被重置。


4.根据权利要求1-3之一所述的亚采样锁相环，其特征在于，其工作流程为：
（1）当锁相环被重置或频率控制字发生改变时，调整振荡器的频率接近目标频率，然后切换至空闲状态，不再调整振荡器频率；
（2）当频率锁定完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣金，叶大蔚，史传进，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31