[发明专利]一种数字锁相环

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字锁相环。

背景技术

在数字通信系统中，数字锁相环是一种必不可少的工具，用来产生与参考信号相位有固定关系的信号的电子控制系统。现有模拟技术的锁相环包括：相位检测器、压控振荡器、反馈电路。反馈电路用来将压控振荡器的输出信号反馈至相位检测器的输入端，以提高或降低模拟锁相环输入信号的频率。压控振荡器用电压控制振荡产生输出频率。众所周知，模拟锁相环使用模拟元器件，采用模拟方式操作，很容易产生误差，甚至是误差传播。

因此如何减小上述误差，且有助于芯片面积降低和制造工艺迁移成为本领域技术人员努力的方向。

发明内容

本发明目的是提供一种数字锁相环，该数字锁相环结构简单，易操作控制，频率切换时噪声小。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种数字锁相环，包括：

振荡器，用于生成一个基准时钟频率；

振荡控制电路，根据来自外部的控制命令，产生用于控制所述振荡器的频率控制信号；

分频器，接收来自所述振荡器的基准时钟频率，并根据基准时钟频率产生m个分频频率时钟；

频率选择电路，用于接收来自所述分频器的m个分频时钟频率，并将其中的一个分频时钟频率从频率选择电路的输出端输出；

所述振荡器包括：

由奇数个数字反相器串联构成的第一反相器支路和第一标准延时单元首尾连接形成第一回路，第一标准延时单元的控制端接收来自所述振荡控制电路的频率控制信号，第一标准延时单元的输出端作为振荡器的输出端；

由奇数个数字反相器串联构成的第二反相器支路，该支路的输出端与第一标准延时单元和第一反相器支路的接点连接，第二反相器支路另一端与第二标准延时单元的输入端连接，第二标准延时单元的输出端与第一反相器支路和第一标准延时单元的输出端的接点连接，第二标准延时单元的控制端接收来自所述振荡控制电路的频率控制信号，第二标准延时单元的输出端并作为振荡器的输出端；

由奇数个数字反相器串联构成的第N反相器支路，该支路的输出端与第N-1标准延时单元和第N-1反相器支路的接点连接，第N反相器支路另一端与第N标准延时单元的输入端连接，第N标准延时单元的输出端与第N-1反相器支路和第N-1标准延时单元的输出端的接点连接，第N标准延时单元的控制端接收来自所述振荡控制电路的频率控制信号，第N标准延时单元的输出端并作为振荡器的输出端。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

上述方案中，还包括：用于对所述频率选择电路输出的时钟频率进行计数的第一计数器，用于对来自外部的时钟频率进行计数的第二计数器，用于比较第一计数器和第二计数器数值的比较器，用于根据比较器的比较结果来控制所述振荡控制电路的状态机，该状态机接的输入端收来自比较器的信息，该状态机的输出端与所述振荡控制电路连接。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明由于采用了数字组件和数字操作可以有效减少上述误差。此外，全数字锁相环可以直接参与综合，有助于芯片面积降低和制造工艺迁移。数字振荡器可以取代模拟锁相环中的压控振荡器。在电路设计以及无线通信领域中，数字锁相环已被广泛应用。

2、本发明结构简单，易操作控制，频率切换时噪声小。且此数字锁相环的调频范围比较大，且此数字锁相环的调频范围比较大，在tsmc65gp工艺上得到验证，可达1.2GHz。可通过综合的方式得到网表，有助于芯片面积的降低和工艺迁移。

3、本发明状态机可以灵活的完成各个功能状态的转换，且保证在可预测范围内各个状态都能响应，同一状态操作不会得到重复处理。状态机是通用的表现形式，在某一抽象层次上可作为一个可重复用的模板。

附图说明

附图1为锁相环结构示意图；

附图2为振荡器的示意图；

附图3为状态机转换图。

以上附图中：1、振荡控制电路；2、振荡器；3、分频器；4、频率选择电路；5、第一计数器；6、第二计数器；7、比较器；8、状态机。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种数字锁相环，包括：

振荡器2，用于生成一个基准时钟频率；

振荡控制电路1，根据来自外部的控制命令，产生用于控制所述振荡器的频率控制信号；

分频器3，接收来自所述振荡器的基准时钟频率，并根据基准时钟频率产生m个分频频率时钟；