[发明专利]一种抑制参考杂散的注入锁定时钟倍频器

权利要求书

1.一种抑制参考杂散的注入锁定时钟倍频器，其特征在于，包括：

频率锁定单元，用于比较输出时钟频率和频率控制字，初步控制输出时钟信号的频率；

相位锁定单元，用于比较不同延时的输出相位信号，准确锁定输出时钟信号的频率和相位，抑制参考杂散；

延时校正单元，用于降低注入锁定数控振荡器输出到相位锁定单元，不同信号路径上的延时误差；

注入脉冲产生电路，用于从参考时钟中产生脉冲信号，并注入至注入锁定数控振荡器，抑制振荡器的低频噪声；

注入锁定数控振荡器，用于产生输出高频时钟信号；

时钟与快照产生电路，用于将振荡器的高频时钟信号转换成低频率的快照信号，并且产生系统所需的时钟与控制信号；

所述频率锁定单元产生频率误差控制字，用于调整振荡器频率控制字，并且在频率误差控制字连续若干周期小于设定值时，频率锁定标志信号有效；

所述频率锁定单元包括：

计数器，每个输出时钟周期累加1，频率计数复位信号有效后复位，用于计数每参考周期内输出时钟的周期数；

减法器，由误差检测时钟触发，用于求取频率控制字与输出时钟频率计数的误差；

积分器，由误差检测时钟触发，用于累积频率误差，并为频率控制环路提供一个一阶极点；

增益控制，用于将积分器输出的累积频率误差与设定增益系数相乘，控制环路增益；

所述相位锁定单元包括：

时间放大器，用于放大两个输入信号的相位误差；

鉴相器，用于判定两个输入信号的相位关系；

积分器，由误差检测时钟触发，用于累积鉴相器输出的相位误差，为相位控制环路提供一个一阶极点；

增益控制，用于将积分器输出的累积相位误差与设定增益系数相乘，控制环路增益；

所述延时校正单元包括：

积分器，由延时校正时钟触发，用于累积鉴相器输出的相位误差，为延时控制环路提供一个一阶极点；

数控延时链A和数控延时链B，用于根据延时控制字，将输入信号延时指定的时间；其中数控延时链A的延时控制字A为积分器的输出，数控延时链B的延时控制字B固定为0；

所述注入锁定数控振荡器是一个环形振荡器，包括若干个延时单元，其中输出级延时单元为注入单元，其他为普通单元；

输出频率由振荡器频率控制字控制；

注入单元，由两组三态反相器组成，在注入脉冲有效时，其中一组三态反相器有效，直接输出指定电压，如电源电压或地；否则，另一组三态反相器有效，输出为输入的延时；

所述时钟与快照产生电路包括：

时钟产生电路，用于产生系统工作所需要的误差检测时钟、频率计数复位信号、延时校正时钟，以及快照电路的控制信号；

两个快照电路，在控制信号有效后，输入信号的变化沿到来后，输出一个变化沿，如输入信号上升沿到来后，输出一个上升沿，实现输入信号频率到控制信号频率的转化，其输出信号代表输入信号的相位信息。

2.一种如权利要求1所述的注入锁定时钟倍频器的控制方法，其特征在于，至少包括如下部分：

系统启动时，注入脉冲信号默认关闭；

使用快照电路将振荡器输出的高频信号转换到低频，再进行误差检测；

每个参考周期，参考时钟的上升沿和下降沿后均检测振荡器两个不同相位信号之间的相位误差；

延时校正：在参考时钟的下降沿之后，根据检测到的相位误差，调整振荡器两个不同相位信号路径上的延时，使二者相位差为0；

频率锁定：

（1）粗锁定：频率锁定环路控制输出时钟信号的频率接近目标频率，注入脉冲信号开始有效，关闭频率粗锁定环路；

（2）细锁定：注入脉冲信号开始有效后，在参考时钟的上升沿之后，根据检测到的相位误差，控制输出时钟信号频率，使其达到频率与相位准确锁定；

若频率控制字改变，关闭注入脉冲信号，重新开启频率粗锁定环路。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，被检测的振荡器两个不同相位信号，一个是注入单元的输出信号，另一个是普通单元的输出信号。