本发明专利技术提供一种锁相方法及相关电路，以根据一输入讯号产生一同步的时钟。该方法包含有：根据该输入讯号中数据变化的情形产生一频率估计值，进行一扰频步骤来将该频率估计值乘以一预设比率以更新该频率估计值，并根据该更新后的频率估计值调整该时钟的频率。其中每次进行扰频步骤时，该预设比率会依一预设法则改变，以在不同的扰频步骤中使用不同的预设比率来更新频率估计值。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锁相方法及相关装置，特别涉及一种以扰频方式产生的频率估计值调整时钟频率以加速锁相过程的方法及相关装置。
技术介绍
现代化信息社会发展最重要的基础之一，就是以电子形式的讯号来携带、传输以及储存大量、高密度的数据、资料，使得信息、知识的交流传播更方便有效率。而各种用来处理电子讯号储存、读取与传输的电子电路，也成为信息业界研发的重点。在许多用来处理电子讯号的电子电路中，用来使两讯号锁定同步的锁相电路常是最重要的电路构筑方式之一。一般通讯系统、数字通讯系统以及硬盘机、光盘机中的数据读取电路，都会使用锁相电路来取还(retrieve)与数据同步的时钟(也就是和数据鲍率(Buadrate)同步的时钟)，以便正确解读出数据的内容。请参考图1。图1为一已知锁相电路10(尤其是数字式锁相电路)的功能方块示意图。锁相电路10具有一误差检测模块14、一滤波模块16、一震荡器18、一监测电路20、一开关电路24以及一估测模块22；锁相电路10若是数字式的锁相电路，还可配合一模拟/数字转换电路12将模拟的讯号转换为数字的讯号以方便数字形式的数据处理。当锁相电路10运用于通讯装置或数据储存装置(像是硬盘机、光盘机)来取还与数据同步的时钟时，数据常常就是以模拟的形式携载于数据讯号30A而输入至锁相电路10中。举例来说，数据讯号30A可以是无线通讯系统中经天线接收并解调后的讯号，或是由硬盘机、光盘机读取头由磁性、光学媒体(像是磁盘、磁带或是光盘)读取得来的讯号。转换电路12可依据一取样时钟CK0的触发来对数据讯号30A取样以形成数字形式的输入讯号30B，输入至锁相电路10中。在锁相电路10中，震荡器18可震荡出一时钟30E，并受控改变时钟30E的周期与频率。误差检测模块14中则可设有频率检测器(frequencydetector)26A、相位检测器(phase detector)26B，分别用来检测时钟30E及输入讯号30B间的频率、相位间不同步所产生的差异，并将检测的结果传输至滤波模块16。滤波模块16可由电荷泵(charge pump)以及低通滤波器(Low-pass filter)共同形成，目的是将误差检测模块14传来的检测结果转变为能用来控制震荡器18震荡周期的频率调整值30C。结合误差检测模块14、滤波模块16以及震荡器18，就形成一锁相回路。另一方面，输入讯号30B也会传输至估测模块22，让估测模块22能根据输入讯号30B中数据变化的情形产生一频率估计值30D；频率估计值30D也能用来控制震荡器18的时钟30E的震荡周期，其目的是要提供锁相回路锁相过程的初始值。要以数字的输入讯号30B来产生初始值，估测模块22中可设有零越检测器(zero-crossing detector)28A、取样计数器(sample counter)28B以及计算电路28c。而锁相电路10中的监测电路20则用来根据误差检测模块14检测的结果来控制开关电路24，以选择是要以滤波模块16的频率调整值30C来控制震荡器18，或是以估测模块22的频率估计值30D来控制震荡器18。至于已知锁相电路10运作的原理，请继续参考图2(及图1)。图2为锁相电路10运作的过程中，各相关讯号的波形及锁相过程的时序图；图2的横轴即为时间。图2中由上至下，分别是一数据时钟CKd、数据讯号30A以及输入讯号30B的波形时序图，各波形的纵轴为波形振幅；接下来的曲线32则是频率估计值30D随时间变化的情形(纵轴代表频率估计值的大小)，曲线34则是锁相电路10锁相过程中时钟30E的频率随时间变化的情形(纵轴代表频率的大小)；也就是震荡器18震荡频率随时间变化的情形。如数据讯号30A所示，配合数据时钟CKd，数据讯号30A中携载有多笔数据，每笔数据就对应于数据时钟CKd的一个周期Td；换句话说，数据时钟CKd的频率就对应于数据讯号30A中数据的鲍率(Baud rate)。举例来说，在图2中的时段T0，数据讯号30A有延续三个数据周期Td的高电平，可代表三笔连续的数字数据“1”。时段T1则有延续两个数据周期Td的低电平，可视为两笔连续的数字数据“0”。由上述说明可知，数据讯号30A中的数据要配合数据时钟CKd才能正确解读；若是没有数据时钟CKd供参考，数据讯号30A中的数据可能被错误地解读。举例来说，没有数据时钟CKd可供参考，就不能分辨出来时段T0中到底是有一笔、两笔或三笔还是更多笔的数字数据“1”了。不过，在现代的电路应用中，通常都仅会传输数据讯号30A本身，并不会传输数据时钟CKd；换句话说，在解读数据讯号30A时，并没有数据时钟CKd可供参考。而锁相电路10就是要在这样的情形下，仅根据数据讯号30A来取还(retrieve)与数据讯号30A中各笔数据同步的数据时钟，以便解读数据讯号30A中的每笔数据。而震荡器18所产生的时钟30E，在锁相稳定后，就可用来当作是数据讯号30A的数据时钟。若要以数字式的锁相电路10来取还数据讯号30A的对应数据时钟，可先经由一模拟/数字转换电路12配合一取样时钟CK0的触发来将数据讯号30A取样为数字形式的输入讯号30B。如图2中所示，输入讯号30B中各取样点之间的间隔时间，就是取样时钟CK0的取样周期Ts。取样后得到的输入讯号30B一方面输入至锁相回路中，一方面则输入至估测模块22中。为了方便数据时钟的取还，数据讯号30A中的数据都经过特殊的编码，使得数据讯号30A中各笔数据综合以后具有特定的统计性质。举例来说，记录于光盘片上的数据会经过特定的编码，使得光盘片上的数据被读出为数据讯号30A后，每1024笔数字数据中(也就是1024个数据时钟的周期中)平均会有216个数据转换(transition)，每个数据转换就是由数字“1”变为数字“0”，或是由数字“0”变为数字“1”。对应地，由数据讯号30A取样而得的输入讯号30B，在其高低电平间可定义出一个零电平(如图2中标出的电平L0)；数据转换反映在输入讯号30B中，就变成了讯号的零越(zero-crossing，即穿越电平L0)。举例来说，在图2中的时间点t3、t4及t5附近，就分别有三个零越发生，对应于三个数据转换。在时间点t 3，输入讯号30B由前一取样值的低电平而穿越电平L0达到高电平；在时间点t4，输入讯号30B则由前一取样值的高电平穿越电平L0而变为低电平。利用数据讯号30A、输入讯号30B中数据所具有的特定统计性质，估测模块22就能估计出数据时钟的周期。举例来说，估测模块22可计算输入讯号30B中有几个零越发生，由于统计上每1024笔数据就有216个零越，估测模块2累算至216个零越所需要的时间，应该就相当于1024个数据时钟的周期。根据这样的原理，估测模块22就能估计出数据时钟的频率，并产生出对应的频率估测值30D。估测模块22要实现上述的频率估测，可经由零越检测器28A累计零越发生的数目，取样计数器28B可由取样时钟CK0的触发来计算零越累计期间总共经过了多少个取样周期Ts(也就是累计取样了多少个取样值)；最后计算电路28C可经由取样计数器28B来计算出能用来控制震荡器18的频率估测值。延续前述的例子，假设数据编码使得数据讯号30A、输入讯号30本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锁相方法，用来根据一输入讯号产生一与该输入讯号同步的时钟；该输入讯号中包含有多笔数据；而该方法包含有： 根据该输入讯号中数据变化的情形产生一频率估计值； 进行一扰频步骤，以将一预设比率乘以该频率估计值以更新该频率估计值； 根据扰频步骤中更新后的频率估计值调整该时钟的频率，使该时钟的频率对应于该更新后的频率估计值；以及 改变该预设比率，使得在进行另一次的扰频步骤时，是以该改变后的预设比率来更新该扰频步骤中的频率估计值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马清文，文治中，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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