一种低抖动时钟信号产生系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低抖动时钟信号产生系统和方法，低抖动时钟信号产生系统包括主环路和辅助环路；主环路和辅助环路的频率检测模块均用于检测振荡器的输出频率；当输出频率与期望的时钟频率不同时，通过调整输出频率使其与期望的时钟频率相同；主环路的注入脉冲产生模块，用于产生窄脉冲信号，并将其注入到主环路的振荡器中，在时域上每个注入周期将主环路的振荡器的输出信号相位与注入信号相位对齐，以消除主环路的振荡器累积的抖动，减小振荡器输出信号的抖动

【技术实现步骤摘要】
一种低抖动时钟信号产生系统和方法


[0001]本专利技术涉及电子
，特别是一种低抖动时钟信号产生系统和方法
。

技术介绍

[0002]随着现在电子信息技术的发展，作为核心的集成电路的变化日新月异，其中又以数字集成电路的变化最大
。
每个数字集成电路都需要一个时钟来驱动进行工作
。
通常这个时钟信号采用锁相环频率综合器的方式来产生时钟信号，但一方面锁相环由多个模块构成，电路复杂规模大，占用面积大；另一方面锁相环的负反馈环路控制复杂，不便调试
。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术提供一种低抖动时钟信号产生系统和方法
。
[0004]本专利技术公开了一种低抖动时钟信号产生系统，其包括主环路和辅助环路；
[0005]主环路和辅助环路的频率检测模块均用于检测振荡器的输出频率；当输出频率与期望的时钟频率不同时，通过调整输出频率使其与期望的时钟频率相同；
[0006]主环路的注入脉冲产生模块，用于产生窄脉冲信号，并将其注入到主环路的振荡器中，在时域上每个注入周期将主环路的振荡器的输出信号相位与注入信号相位对齐，以消除主环路的振荡器累积的抖动，减小振荡器输出信号的抖动
。
[0007]进一步地，主环路包括注入脉冲产生模块
、
第一频率控制模块
、
第一频率检测模块和第一数控振荡器；
[0008]辅助环路包括第二频率控制模块
、
第二频率检测模块和第二数控振荡器；
[0009]注入脉冲产生模块
、
第一频率控制模块和第二频率控制模块的输入端均接收同一个参考时钟信号；
[0010]注入脉冲产生模块和第一频率控制模块的输出端均连接第一数控振荡器的输入端；第一数控振荡器的一个输出端连接第一频率检测模块的输入端，另一个输出端用于输出低抖动时钟频率；第一频率控制模块的输出端连接第一频率检测模块的输入端；
[0011]第二频率控制模块的输出端连接第二数控振荡器的输入端；第二数控振荡器的输出端连接第二频率检测模块的输入端；
[0012]第二频率控制模块的输出端分别连接第一频率控制模块的输入端和第二频率检测模块的输入端
。
[0013]进一步地，辅助环路的振荡器没有注入，一直都处于自由振荡；
[0014]第一频率控制模块和第二频率控制模块相同；第一频率检测模块和第二频率检测模块相同；第一数控振荡器和第二数控振荡器相同
。
[0015]进一步地，主环路的第一频率检测模块以及辅助环路的第二频率检测模块分别用于检测第一数控振荡器和第二数控振荡器的输出频率；当输出频率与期望的时钟频率不同时，主环路的第一频率控制模块和辅助环路的第二频率控制模块均根据频率检测结果调整频率控制字，改变数控振荡器的频率，以使输出频率与期望的时钟频率相同
。
[0016]进一步地，关闭主环路的第一频率检测模块，之后打开主环路的注入脉冲产生模块产生窄脉冲信号，注入到主环路的第一数控振荡器中，使第一振荡器进入到注入锁定状态，以减小输出时钟信号的抖动；第一频率检测模块和辅助环路的第二频率检测模块分别维持当前的控制字
FCW1
和
FCW2
不变
。
[0017]进一步地，当环境因素引起频率改变时，第二频率检测模块检测到频率变化之后，第二频率控制模块将频率控制字调整为
FCW2+
Δ
FCW
，以维持振荡器频率为期望的时钟频率不变；同时将频率控制字变化的部分
Δ
FCW
传给主环路的第一频率控制模块；其中，环境因素包括温度
、
电压；
[0018]主环路的频率控制模块将输出频率控制字调整为
FCW1+
Δ
FCW
，以减小环境因素对主环路的第一振荡器输出频率的影响
。
[0019]本专利技术还公开了一种低抖动时钟信号产生方法，其包括：
[0020]步骤1：确定期望的时钟频率，关闭主环路的注入脉冲产生模块，分别对主环路的第一频率检测模块和第一频率控制模块以及
[0021]辅助环路中的第二频率检测模块和第二频率控制模块进行初始化；
[0022]步骤2：在第一数控振荡器和第二数控振荡器稳定之后，主环路的第一频率检测模块和辅助环路的第二频率检测模块同时检测第一数控振荡器和第二数控振荡器的输出频率；
[0023]步骤3：若检测得到的输出频率与期望的时钟频率不同，则通过主环路的第一频率控制模块和辅助环路的第二频率控制模块分别调整第一数控振荡器和第二数控振荡器的输出频率，以使其与期望的时钟频率相同
。
[0024]进一步地，所述步骤3包括：
[0025]步骤
31
：若检测的输出频率与期望的时钟频率不同，主环路的第一频率控制模块和辅助环路的第二频率控制模块根据频率检测结果分别调整其频率控制字，以改变第一数控振荡器和第二数控振荡器的频率，再重复步骤2；若检测的输出频率与期望的时钟频率相同，则进行步骤
32
；
[0026]步骤
32
：关闭主环路的第一频率检测模块，之后打开注入脉冲产生模块产生窄脉冲信号，注入到第一数控振荡器中，让第一数控振荡器进入到注入锁定状态，以减小输出时钟信号的抖动；
[0027]步骤
33
：主环路的第一频率检测模块和辅助环路的第二频率检测模块分别维持当前的控制字
FCW1
和
FCW2
不变
。
[0028]进一步地，所述步骤3之后，还包括：
[0029]步骤4：辅助环路继续检测第二数控振荡器的频率；当环境因素引起频率改变时，第二频率检测模块检测到频率变化之后，第二频率控制模块将频率控制字调整为
FCW2+
Δ
FCW
，以维持第二数控振荡器频率为期望的时钟频率不变；同时将频率控制字变化部分
Δ
FCW
传输给主环路的第一频率控制模块；其中，环境因素包括温度
、
电压
。
[0030]进一步地，所述步骤4之后，还包括：
[0031]主环路的第一频率控制模块在接收到辅助环路的第二频率控制模块传过来的数据
Δ
FCW
之后，将输出的频率控制字调整为
FCW1+
Δ
FCW
，以减小环境因素对第一数控振荡器输出频率的影响；随后进行步骤
33
，进行下一次校正
。
[0032]由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：
[0033]传统抖动时钟信号基本上都是基于锁相环产生的，本专利技术提出了一种新的低抖动时钟信号系统，该系统是基于注入锁定原理来产生的低抖动时钟信号，不需要像锁相环一样进行复杂的环路控制，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低抖动时钟信号产生系统，其特征在于，包括主环路和辅助环路；主环路和辅助环路的频率检测模块均用于检测振荡器的输出频率；当输出频率与期望的时钟频率不同时，通过调整输出频率使其与期望的时钟频率相同；主环路的注入脉冲产生模块，用于产生窄脉冲信号，并将其注入到主环路的振荡器中，在时域上每个注入周期将主环路的振荡器的输出信号相位与注入信号相位对齐，以消除主环路的振荡器累积的抖动，减小振荡器输出信号的抖动
。2.
根据权利要求1所述的低抖动时钟信号产生系统，其特征在于，主环路包括注入脉冲产生模块
、
第一频率控制模块
、
第一频率检测模块和第一数控振荡器；辅助环路包括第二频率控制模块
、
第二频率检测模块和第二数控振荡器；注入脉冲产生模块
、
第一频率控制模块和第二频率控制模块的输入端均接收同一个参考时钟信号；注入脉冲产生模块和第一频率控制模块的输出端均连接第一数控振荡器的输入端；第一数控振荡器的一个输出端连接第一频率检测模块的输入端，另一个输出端用于输出低抖动时钟频率；第一频率控制模块的输出端连接第一频率检测模块的输入端；第二频率控制模块的输出端连接第二数控振荡器的输入端；第二数控振荡器的输出端连接第二频率检测模块的输入端；第二频率控制模块的输出端分别连接第一频率控制模块的输入端和第二频率检测模块的输入端
。3.
根据权利要求2所述的低抖动时钟信号产生系统，其特征在于，辅助环路的振荡器没有注入，一直都处于自由振荡；第一频率控制模块和第二频率控制模块相同；第一频率检测模块和第二频率检测模块相同；第一数控振荡器和第二数控振荡器相同
。4.
根据权利要求1所述的低抖动时钟信号产生系统，其特征在于，主环路的第一频率检测模块以及辅助环路的第二频率检测模块分别用于检测第一数控振荡器和第二数控振荡器的输出频率；当输出频率与期望的时钟频率不同时，主环路的第一频率控制模块和辅助环路的第二频率控制模块均根据频率检测结果调整频率控制字，改变数控振荡器的频率，以使输出频率与期望的时钟频率相同
。5.
根据权利要求4所述的低抖动时钟信号产生系统，其特征在于，关闭主环路的第一频率检测模块，之后打开主环路的注入脉冲产生模块产生窄脉冲信号，注入到主环路的第一数控振荡器中，使第一振荡器进入到注入锁定状态，以减小输出时钟信号的抖动；第一频率检测模块和辅助环路的第二频率检测模块分别维持当前的控制字
FCW1
和
FCW2
不变
。6.
根据权利要求5所述的低抖动时钟信号产生系统，其特征在于，当环境因素引起频率改变时，第二频率检测模块检测到频率变化之后，第二频率控制模块将频率控制字调整为
FCW2+
Δ
FCW
，以维持振荡器频率为期望的时钟频率不变；同时将频率控制字变化的部分
Δ
FCW
传给主...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文宣，张锐，金伍华，刘波，张成科，黎光洁，
申请(专利权)人：重庆御芯微信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：