防止鎖相環時鐘過沖的方法、電路及時鐘產生裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及了一種防止鎖相環時鐘過沖的方法、電路及時鐘產生裝置，該防止鎖相環時鐘過沖的方法包括：獲取鎖相環的輸入信號和反饋信號，并根據所述輸入信號和所述反饋信號確定鎖相環的當前狀態，所述鎖相環的狀態包括鎖定狀態和失鎖狀態；在當前狀態為失鎖狀態時，對鎖相環的輸出信號進行降頻處理，并將降頻處理后的信號作為時鐘信號；在當前狀態為鎖定狀態時，直接將鎖相環的輸出信號作為時鐘信號。實施本發明專利技術的技術方案，能夠更低成本、更可靠、更快速提供可用時鐘，能提高軟件運行效能，節省功耗。

【技術實現步驟摘要】
防止鎖相環時鐘過沖的方法、電路及時鐘產生裝置
本專利技術涉及鎖相環領域，尤其涉及一種防止鎖相環時鐘過沖的方法、電路及時鐘產生裝置。
技術介紹
鎖相環路是一種反饋控制電路，稱為鎖相環(Phase-LockedLoop，簡稱PLL)。他利用外部輸入的參考信號控制環路內部振蕩信號的頻率和相位。在處理電子信號過程中，因鎖相環可以實現輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，所以鎖相環通常廣泛應用于閉環跟蹤電路。在時鐘領域，時鐘鎖相環被廣泛應用于時鐘的生成。結合圖1所示的時鐘鎖相環，其通常由幾個部分組成：鑒相器PD、環路濾波器LPF、壓控振蕩器VCO和環路分頻器LPDIV。其中，鑒相器PD是一個完成相位比較的單元，其作用是比較輸入信號Fin和反饋信號Fback之間的相位差，它的輸出電壓正比于兩個輸入信號之相位差。低通濾波器LPF是一個有源或無源低通濾波器，其作用是濾除鑒相器輸出電壓中的高頻分量(包括混頻及其他的高頻噪聲)，起到平滑濾波的作用，最終輸出控制信號Vc，通常由電阻、電容或電感等組成，有時也包含運算放大器。壓控振蕩器VCO是一個振蕩頻率受控制電壓控制的振蕩器，其振蕩頻率與控制電壓之間成線性關系，壓控振蕩器VCO根據控制信號Vc輸出對應的振蕩頻率Fosc。環路分頻器LPDIV決定了輸入和輸出時鐘的倍率，可是整數也可以是小數。關系是Fosc＝N(lpdiv)*Fin。對于該時鐘鎖相環，其輸出頻率Fout就是振蕩器頻率Fosc。通常來說，PLL時鐘鎖定后，由于反饋時鐘與輸入時鐘的相位差穩定，因此能夠輸出穩定的時鐘。當我們要改變PLL的輸出頻率Fout時，只需改變環路分頻器對應的系數。眾所周知，描述二階鎖相環的方程是一個二階非線性微分方程(觀察鎖定過程)。二階鎖相環系統中壓控振蕩器VCO可以看成是一個理想的積分器。所以從系統的角度來看，如果低通濾波器LPF是一階的，則鎖相環PLL可以看成一個二階系統。對一個二階系統而言，存在固有頻率ωn、阻尼系數ξ。如果突然改變系統內部的參數都將根據系統的特性發生一次本征的阻尼振蕩。在同樣的LPF條件下，VCO靈敏度越高，ξ越小，鎖定很快，但是阻尼振蕩的幅度就愈大；ξ越大，阻尼振蕩的幅度就愈小，大于1時就沒有阻尼振蕩，但是鎖定時間變得很長。由于阻尼因子無法準確控制，而通常PLL需要盡快鎖定，因此輸出存在一定幅度的振蕩阻尼振蕩。當系統改變分頻比后，PLL需要重新鎖定，鎖定行為需要一定時間。例如，一鎖相環的輸入參考頻率是12.5MHz，分頻器系數從31變為60時，如圖2所示，輸出頻率應該從387.5MHz(12.5*31)變為750MHz(12.5*60)，在頻率變化時可明顯看到二階阻尼振蕩特性，并且由于振蕩出現的過沖，期間存在780MHz的輸出頻率，比750MHz的目標值要大，而且，若輸出頻率780MHz超過系統最高工作頻率(例如僅為770MHz)，則可能導致系統出錯，甚至出現崩潰。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于，針對現有技術中在通過改變環路分頻器來調整PLL輸出時鐘時會發生過沖的缺陷，提供一種防止鎖相環時鐘過沖的方法、電路及時鐘產生裝置，可降低過沖風險。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種防止鎖相環時鐘過沖的方法，所述鎖相環包括鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器和環路分頻器，在通過改變環路分頻器的分頻系數改變鎖相環輸出信號的頻率時，進行以下步驟：獲取鎖相環的輸入信號和反饋信號，并根據所述輸入信號和所述反饋信號確定鎖相環的當前狀態，所述鎖相環的狀態包括鎖定狀態和失鎖狀態；在當前狀態為失鎖狀態時，對鎖相環的輸出信號進行降頻處理，并將降頻處理后的信號作為時鐘信號；在當前狀態為鎖定狀態時，直接將鎖相環的輸出信號作為時鐘信號。優選地，根據所述輸入信號和所述反饋信號確定鎖相環的當前狀態，包括：將所述輸入信號與所述反饋信號進行比較，并判斷兩者的差異是否小于閾值；若預設時段內兩者的差異均小于閾值，則確定鎖相環的當前狀態為鎖定狀態；若預設時段內兩者的差異不小于閾值，則確定鎖相環的當前狀態為失鎖狀態。優選地，對鎖相環的輸出信號進行降頻處理，包括：通過降頻裝置對鎖相環的輸出信號進行降頻處理。優選地，還包括：獲取鎖相環的環路分頻器的分頻控制信號，并根據所述分頻控制信號確定所述降頻裝置的降頻系數，所述降頻系數大于1.1。本專利技術還構造一種防止鎖相環時鐘過沖的電路，所述鎖相環包括鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器和環路分頻器，所述防止鎖相環時鐘過沖的電路包括：狀態檢測模塊，用于獲取鎖相環的輸入信號和反饋信號，并根據所述輸入信號和所述反饋信號確定鎖相環的當前狀態，所述鎖相環的狀態包括鎖定狀態和失鎖狀態；安全降頻模塊，用于在當前狀態為失鎖狀態時，對鎖相環的輸出信號進行降頻處理，并將降頻處理后的信號作為時鐘信號；在當前狀態為鎖定狀態時，直接將鎖相環的輸出信號作為時鐘信號。優選地，所述狀態檢測模塊，用于將所述輸入信號與所述反饋信號進行比較，并判斷兩者的差異是否小于閾值，若預設時段內兩者的差異均小于閾值，則確定鎖相環的當前狀態為鎖定狀態；若預設時段內兩者的差異不小于閾值，則確定鎖相環的當前狀態為失鎖狀態。優選地，所述狀態檢測模塊包括：第一延時器、第二延時器、第一D觸發器、第二D觸發器和與門，其中，所述第一延時器的輸入端連接鎖相環的輸入端，以用于輸入鎖相環的輸入信號，所述第一延時器的輸出端連接所述第一D觸發器的時鐘端，所述第一D觸發器的數據輸入端連接鎖相環的反饋端，以用于輸入鎖相環的反饋信號，所述第一D觸發器的數據輸出端連接所述與門的第一輸入端；所述第二延時器的輸入端連接鎖相環的反饋端，以用于輸入鎖相環的反饋信號，所述第二延時器的輸出端連接所述第二D觸發器的時鐘端，所述第二D觸發器的數據輸入端連接鎖相環的輸入端，以用于輸入鎖相環的輸入信號，所述第二D觸發器的數據輸出端連接所述與門的第二輸入端，所述與門的輸出端用于輸出狀態信號。優選地，所述安全降頻模塊包括降頻裝置和切換開關，其中，所述降頻裝置的輸入端及所述切換開關的第一輸入端均連接鎖相環的輸出端，以用于輸入鎖相環的輸出信號，所述降頻裝置的輸出端連接所述切換開關的第二輸入端，所述切換開關的控制端連接所述與門的輸出端，所述切換開關的輸出端用于輸出時鐘信號。優選地，包括：降頻控制模塊，用于獲取鎖相環的環路分頻器的分頻控制信號，并根據所述分頻控制信號確定所述降頻裝置的降頻系數，所述降頻裝置的降頻系數大于1.1。本專利技術還構造一種時鐘產生裝置，包括鎖相環，所述鎖相環包括鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器和環路分頻器，時鐘產生裝置還包括以上所述的防止鎖相環時鐘過沖的電路。實施本專利技術的技術方案，當通過改變環路分頻器的分頻系數來調整鎖相環輸出信號的頻率時，在鎖相環沒有穩定鎖定的期間，可根據輸入信號和反饋信號判斷出當前處于失鎖狀態，并對鎖相環的輸出信號進行降頻處理，以消除過沖的風險。而且，一旦根據輸入信號和反饋信號判本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種防止鎖相環時鐘過沖的方法，所述鎖相環包括鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器和環路分頻器，其特征在于，在通過改變環路分頻器的分頻系數改變鎖相環輸出信號的頻率時，進行以下步驟：/n獲取鎖相環的輸入信號和反饋信號，并根據所述輸入信號和所述反饋信號確定鎖相環的當前狀態，所述鎖相環的狀態包括鎖定狀態和失鎖狀態；/n在當前狀態為失鎖狀態時，對鎖相環的輸出信號進行降頻處理，并將降頻處理后的信號作為時鐘信號；/n在當前狀態為鎖定狀態時，直接將鎖相環的輸出信號作為時鐘信號。/n

【技術特征摘要】
1.一種防止鎖相環時鐘過沖的方法，所述鎖相環包括鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器和環路分頻器，其特征在于，在通過改變環路分頻器的分頻系數改變鎖相環輸出信號的頻率時，進行以下步驟：
獲取鎖相環的輸入信號和反饋信號，并根據所述輸入信號和所述反饋信號確定鎖相環的當前狀態，所述鎖相環的狀態包括鎖定狀態和失鎖狀態；
在當前狀態為失鎖狀態時，對鎖相環的輸出信號進行降頻處理，并將降頻處理后的信號作為時鐘信號；
在當前狀態為鎖定狀態時，直接將鎖相環的輸出信號作為時鐘信號。


2.根據權利要求1所述的防止鎖相環時鐘過沖的方法，其特征在于，根據所述輸入信號和所述反饋信號確定鎖相環的當前狀態，包括：
將所述輸入信號與所述反饋信號進行比較，并判斷兩者的差異是否小于閾值；
若預設時段內兩者的差異均小于閾值，則確定鎖相環的當前狀態為鎖定狀態；
若預設時段內兩者的差異不小于閾值，則確定鎖相環的當前狀態為失鎖狀態。


3.根據權利要求1所述的防止鎖相環時鐘過沖的方法，其特征在于，對鎖相環的輸出信號進行降頻處理，包括：
通過降頻裝置對鎖相環的輸出信號進行降頻處理。


4.根據權利要求3所述的防止鎖相環時鐘過沖的方法，其特征在于，還包括：
獲取鎖相環的環路分頻器的分頻控制信號，并根據所述分頻控制信號確定所述降頻裝置的降頻系數，所述降頻系數大于1.1。


5.一種防止鎖相環時鐘過沖的電路，所述鎖相環包括鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器和環路分頻器，其特征在于，所述防止鎖相環時鐘過沖的電路包括：
狀態檢測模塊，用于獲取鎖相環的輸入信號和反饋信號，并根據所述輸入信號和所述反饋信號確定鎖相環的當前狀態，所述鎖相環的狀態包括鎖定狀態和失鎖狀態；
安全降頻模塊，用于在當前狀態為失鎖狀態時，對鎖相環的輸出信號進行降頻處理，并將降頻處理后的信號作為時鐘信號；在當前狀態為鎖定狀態時，直接將鎖相環的輸出信號作為時鐘信號。


6.根據權利要求5所述的防止...

【專利技術屬性】
技術研發人員：熊江，
申請(專利權)人：炬芯珠海科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44