对参考时钟信号进行展频的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了用于对参考时钟信号进行展频的装置和方法，其中，所述装置包括：除法器，用于接收Ｍ值和Ｎ值，并根据Ｍ值和Ｎ值生成第一浮点小数并将其发送给展频控制发生器；展频控制发生器，用于接收来自除法器的第一浮点小数和来自模拟电路的参考时钟信号，根据第一浮点小数、参考时钟信号、及调制频率生成用于展频的第二浮点小数并将其发送给Δ∑调制器；Δ∑调制器，用于根据第二浮点小数生成第一整数分布并将其发送给模拟电路；以及模拟电路，用于将来自外部的参考时钟信号发送给展频控制发生器，以及用于根据第一整数分布生成第一分频时钟信号，并对第一分频时钟信号和参考时钟信号进行相位比较和相位调整以对参考时钟信号进行展频。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子设备领域，尤其涉及一种用于对参考时钟信号进行展频的装置和方法。
技术介绍
当一个电子系统在某单一频率下工作时，由于在这一频率的能量很高，因此就会产生在这一频率下的很强的电磁脉冲干扰(Electromagnetic Interference，简称EMI)。这种电磁干扰会对其他电子设备，或人体产生影响。目前对电子产品，尤其是对消费类电子设备，都有很严格的EMI量化规定，以减少EMI。目前对于减小EMI的基本方法是通过时钟或信号的展频(spreading spectrum)以减小特定频率的能量。目前在利用浮点N锁相环(fractional N PLL)产生恢复时钟的同时展频时钟的方法是通过控制锁相环(Phase Lock Loop，简称PLL)中低通滤波器的电容或电阻值，由此影响压控振荡器(VoltageControl Oscillator，简称VCO)的输出时钟相位，来达到展频的目的。如图1所示，为该方法的具体实例。该方法需要在模拟设计中设计比较复杂的可调电容和可调电阻，并且由于工艺和设计的因素，很难做到精确。另一方面，要做到展频的变化频率和幅度都可改变，代价会比较大。第三，由于产-->生展频功能是在锁相环的滤波器中实现的，因此需要额外的电路来滤除由于频率调制而引入的高频噪声。如图2所示，为另一种常用的方法的具体实例。该方法首先对输入信号相位进行处理，通过多相位时钟产生器生成多相位的时钟信号送入相位选择电路。扩频控制电路控制扩频的频率和频率的幅度，并通过累加器对相位选择进行控制，通过选择合适的相位输出展频信号。该方法的缺点主要包括以下两点：第一，展频的精度低。展频的精度取决于多相位时钟产生器所能产生的相位个数，和相位间隔的精度。一般情况下相位数目为2的指数倍，意味着每增加1比特(bit)控制，相位产生和相位选择都要增加大量的硬件开销。这一特点使产生相位的个数收到限制，从而限制了展频的精度。展频的精度低不利于在接收端恢复信号，同时增加展频时钟的噪声。第二，展频时钟信号会有杂散(spur)。累加器控制的相位选择会在输出的展频信号中产生能量较大的杂散。这是由累加器的特性决定的。这种杂散在需要高质量时钟信号的系统中非常有害。
技术实现思路
鉴于以上所述的一个或多个问题，本专利技术提出了一种用于对参考时钟信号进行展频的装置和方法。通过利用成熟的浮点N锁相环技术，在恢复特定准确的时钟的同时通过数字方法产生时钟调制的信息，并且展频的频率和幅度可以轻松配置，以达到产生展频的时钟信号，最终降低整个系统的EMI的目的。-->根据本专利技术的实施例的用于对参考时钟信号进行展频的装置包括：除法器(Divider)302，用于接收M值和N值，并根据M值和N值生成第一浮点小数并将第一浮点小数发送给展频控制发生器；展频控制发生器(SSC generator)304，用于接收来自除法器的第一浮点小数和来自模拟电路的参考时钟信号，根据第一浮点小数、参考时钟信号、及调制频率生成用于展频的第二浮点小数并将第二浮点小数发送给Δ∑调制器(∑ΔModulator)；Δ∑调制器306，用于根据第二浮点小数生成第一整数分布并将其发送给模拟电路；以及模拟电路，用于将来自外部的参考时钟信号发送给展频控制发生器，以及用于根据第一整数分布生成第一分频时钟信号，并对第一分频时钟信号和参考时钟信号进行相位比较和相位调整以对参考时钟信号进行展频。其中，展频控制发生器304包括：可配置的展频幅度计算发生器，用于接收来自除法器的第一浮点小数和来自模拟电路的参考时钟信号，根据第一浮点小数和参考时钟信号生成峰值频率幅度并将其发送给可配置的三角波发生器，以及用于根据可配置的三角波发生器生成的三角波生成第二浮点小数并将第二浮点小数发送给Δ∑调制器；以及可配置的三角波发生器，用于根据峰值频率幅度和调制频率生成三角波并将三角波发送给可配置的展频幅度计算发生器。其中，Δ∑调制器306还用于根据用于在展频时加入噪声信号的随机的第三浮点小数生成第二整数分布，并将第二整数分布发送给模拟电路；以及模拟电路根据第二整数分布生成第二分频时钟信号，并对第二分频时钟信号和参考时钟信号进行相位比较和相位调整以对参考时钟信号进行展频。-->三角波的周期为配置的调制频率的倒数。展频包括以下至少一种：中央展频(central spreading)、上展频(up spreading)、及下展频(down spreading)。根据本专利技术的另一个方面的用于对参考时钟信号进行展频的方法包括以下步骤：步骤S402，接收M值和N值，根据M值和N值生成第一浮点小数；步骤S404，根据第一浮点小数、参考时钟信号、及配置的调制频率生成用于展频的第二浮点小数；步骤S406，根据第二浮点小数生成第一整数分布；以及步骤S408，根据第一整数分布生成相应的分频时钟信号，并对分频时钟信号和参考时钟信号进行相位比较和相位调整以对参考时钟信号进行展频。其中，步骤S404包括以下步骤：步骤一，根据第一浮点小数和参考时钟信号生成峰值频率幅度；步骤二，根据峰值频率幅度和配置的调制频率生成三角波；以及步骤三，根据三角波生成第二浮点小数。其中，根据第二浮点小数和用于在展频时加入噪声信号的随机的第三浮点小数生成相应的第二整数分布，根据第二整数分布生成相应的分频时钟信号，并对分频时钟信号和参考时钟信号进行相位比较和相位调整以对参考时钟信号进行展频。其中，三角波的周期为配置的调制频率的倒数。展频包括以下至少一种：中央展频、上展频、及下展频。通过本专利技术，利用数字电路和浮点N锁相环的结构实现展频，设计难度大大降低，精确性提高，并且由于已有的锁相环结构不被破坏，信噪比非常理想。并且由于主要部分采用数字电路，可重用性，可测试性，灵活性以及系统可预见性大为提高。-->附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是一种现有技术中的对参考时钟信号进行展频的装置的框图；图2是另一种现有技术中的对参考时钟信号进行展频的装置的框图；图3是根据本专利技术的实施例的对参考时钟信号进行展频的装置的框图；以及图4是根据本专利技术的实施例的对参考时钟信号进行展频的方法的流程图。具体实施方式下面参考附图，详细说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术在恢复特定频率时钟的同时，利用必须用到的浮点N锁相环结构和技术，只需要加入部分数字电路，即可在恢复时钟上产生展频，以达到降低EMI的目的。利用浮点N锁相环的技术和数字信号处理技术，在恢复时钟频率的同时可以产生任何周期和幅度的精确展频时钟，并可以是中央展频、上展频、及下展频，同时有效控制输出展频时钟的杂散能量。图3是根据本专利技术的实施例的对参考时钟信号进行展频的装置的框图。其中，图3中下面的虚线框中所示部分为数字处理电路，-->上面的点划线框中所示部分为模拟电路308。具体地，如图3所示，该装置包括：除法器302、展频控制发生器304、∑Δ调制器306、模拟电路308。以下为该装置的各部分的具体描述：除法器302，用于接收来自发送方的用于恢复的M值和N值，对M值和N值进行处理以得到第一浮点小数，将第一浮点小数发送到展频控制发生器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对参考时钟信号进行展频的装置，其特征在于，所述装置包括：　除法器，用于接收Ｍ值和Ｎ值，并根据所述Ｍ值和所述Ｎ值生成第一浮点小数并将所述第一浮点小数发送给展频控制发生器，其中，Ｍ和Ｎ为整数；　所述展频控制发生器，用于接收来自所述除法器的所述第一浮点小数和来自模拟电路的所述参考时钟信号，根据所述第一浮点小数、所述参考时钟信号、及调制频率生成用于展频的第二浮点小数并将所述第二浮点小数发送给Δ∑调制器；　所述Δ∑调制器，用于根据所述第二浮点小数生成第一整数分布并将其发送给所述模拟电路；以及　所述模拟电路，用于将来自外部的所述参考时钟信号发送给所述展频控制发生器，以及用于根据所述第一整数分布生成第一分频时钟信号，并对所述第一分频时钟信号和所述参考时钟信号进行相位比较和相位调整以对所述参考时钟信号进行展频。

【技术特征摘要】
1.一种用于对参考时钟信号进行展频的装置，其特征在于，所述装置包括：除法器，用于接收M值和N值，并根据所述M值和所述N值生成第一浮点小数并将所述第一浮点小数发送给展频控制发生器，其中，M和N为整数；所述展频控制发生器，用于接收来自所述除法器的所述第一浮点小数和来自模拟电路的所述参考时钟信号，根据所述第一浮点小数、所述参考时钟信号、及调制频率生成用于展频的第二浮点小数并将所述第二浮点小数发送给Δ∑调制器；所述Δ∑调制器，用于根据所述第二浮点小数生成第一整数分布并将其发送给所述模拟电路；以及所述模拟电路，用于将来自外部的所述参考时钟信号发送给所述展频控制发生器，以及用于根据所述第一整数分布生成第一分频时钟信号，并对所述第一分频时钟信号和所述参考时钟信号进行相位比较和相位调整以对所述参考时钟信号进行展频。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述展频控制发生器包括：可配置的展频幅度计算发生器，用于接收来自所述除法器的所述第一浮点小数和来自所述模拟电路的所述参考时钟信号，根据所述第一浮点小数和所述参考时钟信号生成峰值频率幅度并将其发送给可配置的三角波发生器，以及用于根据所述可配置的三角波发生器生成的三角波生成所述第二浮点小数并将所述第二浮点小数发送给所述Δ∑调制器；以及所述可配置的三角波发生器，用于根据所述峰值频率幅度和所述调制频率生成所述三角波并将所述三角波发送给所述可配置的展频幅度计算发生器。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述Δ∑调制器还用于根据所述第二浮点小数和用于在展频时加入噪声信号的随机的第三浮点小数生成第二整数分布，并将所述第二整数分布发送给所述模拟电路；以及所述模拟电路根据所述第二整数分布生成第二分频时钟信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，李奇，
申请(专利权)人：硅谷数模半导体北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]