專利名稱：降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法及其裝置，特別涉及一種可通過消除壓控振蕩器的控制電壓上的漣波，以避免壓控振蕩器變化太快而產(chǎn)生相位抖動的方法及裝置。
背景技術(shù)：
鎖相環(huán)路(Phase Locked Loop)普遍被用來做為頻率的控制，其一般可當(dāng)作頻率乘法器(Multiplier)、解調(diào)器(Demodulator)、軌跡追蹤產(chǎn)生器(Tracking Generator)、時鐘恢復(fù)系統(tǒng)(Clock Recovery Circuit)等應(yīng)用。而近來具有利用高倍再生速率的光盤介質(zhì)，如CD-ROM、DVD等，更利用時鐘恢復(fù)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)做同步化的再生(regeneration)。如圖1所示，是一典型的時鐘恢復(fù)系統(tǒng)1，其包括依序連接形成一封閉回路的相位檢測器11、電荷汲取器12、環(huán)路濾波器13、壓控振蕩器14及分頻器15。一輸入信號DATA與一由壓控振蕩器14產(chǎn)生并經(jīng)分頻器15分頻后的時鐘信號CLK同時輸入該相位檢測器11中作相位比較，并根據(jù)兩者的相位差Δt產(chǎn)生一上升脈沖及下降脈沖控制該電荷汲取器12產(chǎn)生一電流Icp，該電流Icp經(jīng)過環(huán)路濾波器13積分產(chǎn)生控制電壓Vct，該控制電壓Vct控制壓控振蕩器14送出的頻率經(jīng)分頻器15分頻產(chǎn)生的時鐘信號CLK再回饋到相位檢測器11。由此，使時鐘信號CLK與輸入信號DATA達到同步，以利用該時鐘信號CLK對輸入信號DATA進行取樣再生。因此，當(dāng)時鐘信號CLK的相位超前輸入信號IN時，相位檢測器11會輸出一寬度較窄的上升脈沖UP或?qū)挾容^寬的下降脈沖DN，控制電荷汲取器12產(chǎn)生負的電流Icp，使經(jīng)過環(huán)路濾波器13積分產(chǎn)生較小的控制電壓Vct，控制壓控振蕩器14變慢而降低時鐘信號CLK的頻率。而當(dāng)時鐘信號CLK落后輸入信號DATA時，一較寬的上升脈沖UP或較窄的下降脈沖DN即被產(chǎn)生以控制電荷汲取器12產(chǎn)生正的電流Icp，以增加控制電壓Vct控制壓控振蕩器14加快速度并提高時鐘信號CLK的頻率。
但是，如圖2所示，由于典型的相位檢測器11會先輸出上升脈沖UP，接著再輸出下降脈沖DN，亦即上升脈沖UP與下降脈沖DN并非同時輸出，此現(xiàn)象造成根據(jù)上升脈沖UP與下降脈沖DN而產(chǎn)生的控制電壓Vct隨著上升脈沖UP與下降脈沖DN的依序出現(xiàn)而逐漸積分，以致在控制電壓Vct上除了實際由相位差Δt產(chǎn)生的電壓ΔV外，還出現(xiàn)了不被需要的漣波(ripple)Vr，且這些漣波Vr即使只是一個很小的相位差也會產(chǎn)生，其不但會驅(qū)使壓控振蕩器14不斷地去改變時鐘信號CLK的相位，造成時鐘信號CLK的相位抖動(jitter)，而且造成時鐘信號CLK頻率上升或下降太快，導(dǎo)致采用時鐘信號CLK去對輸入信號DATA取樣時，會因取樣點偏移造成數(shù)據(jù)判斷錯誤，并且這些上下抖動的相位會隨著輸入信號(數(shù)據(jù))DATA的轉(zhuǎn)換邊緣(transitionedge)出現(xiàn)頻率而產(chǎn)生對應(yīng)的漣波，如此將造成與數(shù)據(jù)相關(guān)的抖動(datadependent jitter)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法及其裝置，利用消除在控制電壓上產(chǎn)生的漣波而降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中壓控振蕩器產(chǎn)生的相位抖動。
于是，本發(fā)明提供一種降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，該時鐘恢復(fù)系統(tǒng)包括連接形成一環(huán)路的相位檢測器、電荷汲取器、環(huán)路濾波器及壓控振蕩器，其中該相位檢測器檢測一輸入信號與該壓控振蕩器輸出的時鐘信號的相位，并根據(jù)兩者的相位差輸出一上升脈沖及一下降脈沖控制該電荷汲取器，使據(jù)以產(chǎn)生一電流供該環(huán)路濾波器產(chǎn)生一控制電壓控制該壓控振蕩器，使輸出與該輸入信號同步的時鐘信號，該方法為令該上升脈沖與下降脈沖重迭，使在兩者重迭期間，電荷汲取器根據(jù)該上升脈沖及下降脈沖產(chǎn)生的上升電流及下降電流不會流至該環(huán)路濾波器，由此，消除在控制電壓上產(chǎn)生的漣波，進而降低時鐘信號上的相位抖動。
再者，本發(fā)明實現(xiàn)上述方法的時鐘恢復(fù)系統(tǒng)，包括依序連接形成一環(huán)路的相位檢測器、電荷汲取器、環(huán)路濾波器及壓控振蕩器，其中該相位檢測器檢測一輸入信號與一由該壓控振蕩器輸出的時鐘信號的相位，并根據(jù)兩者的相位差輸出一上升脈沖及一下降脈沖，控制該電荷汲取器產(chǎn)生一電流至該環(huán)路濾波器，使產(chǎn)生一控制電壓控制該壓控振蕩器輸出與該輸入信號同步的時鐘信號。特別是，該時鐘恢復(fù)系統(tǒng)還包括時間延遲組件，該時間延遲組件連接在該相位檢測器與電荷汲取器之間，用以控制該上升脈沖與下降脈沖在時域上重迭，使在兩者重迭期間，電荷汲取器根據(jù)該上升脈沖及下降脈沖產(chǎn)生的上升電流及下降電流不會流至該環(huán)路濾波器，由此消除在控制電壓上因為上升脈沖與下降脈沖不重迭而產(chǎn)生的漣波，進而降低時鐘信號上的相位抖動。


本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點，在以下參考附圖對優(yōu)選實施例的詳細說明中將變得更加清楚，其中圖1是一典型時鐘恢復(fù)系統(tǒng)的電路方框圖；圖2是圖1中的輸入信號與時鐘信號的時序及波形、該相位檢測器輸出的上升脈沖與下降脈沖的波形、以及該環(huán)路濾波器輸出至壓控振蕩器的控制電壓的波形，其中顯示上升脈沖與下降脈沖相互分離而沒有重迭；圖3是本發(fā)明降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法及其裝置的一優(yōu)選實施例的電路方框圖；及圖4是圖3中的輸入信號與時鐘信號的時序及波形、該相位檢測器輸出的上升脈沖與下降脈沖波形、以及該環(huán)路濾波器輸出至壓控振蕩器的控制電壓的波形，其中顯示該上升脈沖UP被延遲一段時間Td而與下降脈沖DN重迭。
具體實施例方式
首先對附圖中的參考標號進行說明2--時鐘恢復(fù)系統(tǒng)，21--相位檢測器，22--電荷汲取器，23--環(huán)路濾波器，24--壓控振蕩器，25--分頻器，26--時間延遲組件，UP--上升脈沖，DN--下降脈沖，DEL_UP--延遲上升脈沖，DATA--輸入信號，CLK--時鐘信號，ICP--電流，Vct--控制電壓，Δt--相位差，Td--延遲時間，Δv--電壓。
參閱圖3所示，是本發(fā)明降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法及其裝置的一優(yōu)選實施例的電路方框圖，且該時鐘恢復(fù)系統(tǒng)2，如同前述，基本上包括依序連接形成一封閉環(huán)路的相位檢測器21、電荷汲取器22、環(huán)路濾波器23、壓控振蕩器(VCO)24及一分頻器25，且時鐘恢復(fù)系統(tǒng)2是供一輸入信號DATA輸入，用以根據(jù)該輸入信號DATA產(chǎn)生與其同步的時鐘信號CLK，以利用該時鐘信號CLK做為輸入信號DATA的取樣信號。因此，結(jié)合圖4所示，首先輸入信號DATA被輸入到相位檢測器21中，使壓控振蕩器24相對產(chǎn)生一初始的時鐘信號CLK，該時鐘信號CLK與輸入信號DATA并未同步，所以，為了使時鐘信號CLK與輸入信號DATA取得同步，時鐘信號CLK被回饋至相位檢測器21中與輸入信號DATA進行比較，而得到一相位差Δt，相位檢測器21根據(jù)該相位差Δt產(chǎn)生一上升脈沖UP及一下降脈沖DN去控制電荷汲取器22產(chǎn)生電流Icp(其中包含由上升脈沖UP產(chǎn)生的一上升電流及由下降脈沖DN產(chǎn)生的一下降電流)，使控制環(huán)路濾波器23相對產(chǎn)生控制電壓Vct控制壓控振蕩器24的輸出頻率。且由于典型相位檢測器21的特性，是根據(jù)輸入信號DATA的上升沿或下降沿先產(chǎn)生該上升脈沖UP，然后再根據(jù)時鐘信號CLK的上升沿產(chǎn)生該下降脈沖DN，且下降脈沖DN是固定的，其脈沖寬度為一個時鐘信號CLK的周期T，但是此一現(xiàn)象卻會造成上述在控制電壓Vct上產(chǎn)生漣波(ripple)的情況，造成壓控振蕩器14輸出頻率變化，而導(dǎo)致時鐘信號CLK的相位抖動并影響輸入信號DATA取樣正確性的情形發(fā)生。
因此，為了消除上述的漣波現(xiàn)象，使壓控振蕩器14輸出頻率不致因漣波而變化，以致影響時鐘信號CLK的相位變化，本發(fā)明的作法即為在該時鐘恢復(fù)系統(tǒng)2的相位檢測器21的上升脈沖UP輸出端與電荷汲取器22之間更設(shè)置一時間延遲組件26，將上升脈沖UP往后延遲一段時間Td，而與下降脈沖DN在時域上重迭。且在本實施例中，因為下降脈沖DN的脈沖寬度為一個時鐘周期T，所以可將該時間延遲組件26設(shè)定成使上升脈沖UP恰延遲一個時鐘周期T，即延遲時間Td＝T，如此，延遲后的上升脈沖DEL_UP與下降脈沖DN之間會有最大的重迭面積，并且，延遲后的上升脈沖DEL_UP與下降脈沖DN之間的相位差亦恰等于輸入信號DATA與時鐘信號CLK的相位差Δt，而使產(chǎn)生漣波的原因(即上升脈沖UP與下降脈沖DN之間不重迭的情況)消失。因此，當(dāng)延遲后的上升脈沖DEL_UP與下降脈沖DN輸入電荷汲取器22時，因為延遲后的上升脈沖DEL_UP與下降脈沖DN相重迭的期間所產(chǎn)生的上升電流及下降電流相抵消，因此在此一期間電荷汲取器22并不會有電流輸出至該環(huán)路濾波器23，而只有在延遲后的上升脈沖DEL_UP與下降脈沖DN不重迭期間，電荷汲取器22才產(chǎn)生電流Icp輸出至環(huán)路濾波器23，由此抑制漣波的產(chǎn)生，因此，環(huán)路濾波器23產(chǎn)生的控制電壓Vct上將只會出現(xiàn)一平緩上升的電壓ΔV，而不會有漣波的產(chǎn)生，且該電壓ΔV就是根據(jù)實際的相位差Δt所對應(yīng)產(chǎn)生的用來控制壓控振蕩器24的電壓。
所以，根據(jù)上述方法，將上升脈沖UP往后適當(dāng)延遲一段時間以與下降脈沖DN盡可能地重迭，使電荷汲取器22在兩者重迭期間不會輸出電流至環(huán)路濾波器23，而能避免及減少控制電壓Vct上漣波的產(chǎn)生，進而使受控制電壓Vct控制的壓控振蕩器24不致因控制電壓Vct上不斷出現(xiàn)的漣波，造成輸出的時鐘信號CLK的相位變化而產(chǎn)生抖動，并且能被用來對輸入信號DATA進行準確的取樣及判讀。
以上所述，只是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不能用以限定本發(fā)明實施的范圍，凡根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修改，都應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求所覆蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，該時鐘恢復(fù)系統(tǒng)包括依序連接形成一環(huán)路的相位檢測器、電荷汲取器、環(huán)路濾波器及壓控振蕩器，其中該相位檢測器檢測一輸入信號與由該壓控振蕩器輸出的時鐘信號的相位，并根據(jù)兩者的相位差輸出一上升脈沖及一下降脈沖控制該電荷汲取器產(chǎn)生一電流至該環(huán)路濾波器，使產(chǎn)生控制電壓以控制該壓控振蕩器輸出與該輸入信號同步的時鐘信號，該方法包括令該上升脈沖與下降脈沖在時域上重迭，使得該電荷汲取器在該重迭期間不會輸出與該上升脈沖及該下降脈沖對應(yīng)的一上升電流及一下降電流至該環(huán)路濾波器；由此，消除該控制電壓上因為該上升脈沖與該下降脈沖不重迭而產(chǎn)生的漣波，使得受該控制電壓控制的該壓控振蕩器所產(chǎn)生的該時鐘信號不致產(chǎn)生相位抖動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中該上升脈沖與該下降脈沖在時域上重迭的面積達到最大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中令該上升脈沖與該下降脈沖之中相位超前的那一個脈沖延遲一段時間以與另外一個脈沖在時域上重迭并具有最大的重迭面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中該相位檢測器是先產(chǎn)生該上升脈沖，再產(chǎn)生該下降脈沖，因此，令該上升脈沖延遲一段時間以與該下降脈沖重迭，且該延遲時間長度為該下降脈沖的脈沖寬度，使得該上升脈沖與該下降脈沖之間具有最大的重迭面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中該下降脈沖為固定，且其脈沖寬度為該時鐘信號的一個周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中該輸入信號是一數(shù)字信號，且該時鐘信號根據(jù)該輸入信號而產(chǎn)生。
7.一種降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，該時鐘恢復(fù)系統(tǒng)包括相位檢測器及壓控振蕩器，該相位檢測器用以檢測一輸入信號與由該壓控振蕩器輸出的時鐘信號的相位差，并據(jù)以產(chǎn)生未重迭的一上升脈沖及一下降脈沖，且該上升脈沖及下降脈沖用以產(chǎn)生一控制該壓控振蕩器的控制電壓，該方法包括令該上升脈沖與該下降脈沖在時域上重迭，使得該電荷汲取器在該重迭期間不會輸出與該上升脈沖及該下降脈沖對應(yīng)的一上升電流及一下降電流至該環(huán)路濾波器；由此消除在該控制電壓上因該上升脈沖與該下降脈沖不重迭而產(chǎn)生的漣波，使受該控制電壓控制的該壓控振蕩器產(chǎn)生的該時鐘信號不致發(fā)生相位抖動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中該上升脈沖與該下降脈沖在時域上重迭的面積達到最大。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中令該上升脈沖與該下降脈沖之中超前的那一個脈沖延遲一段時間以與另一個脈沖在時域上重迭并使兩者的重迭面積達到最大。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中該相位檢測器先產(chǎn)生該上升脈沖，再產(chǎn)生該下降脈沖，因此，令該上升脈沖延遲一段時間以與該下降脈沖重迭，且該延遲時間長度為該下降脈沖的脈沖寬度，使得該上升脈沖與該下降脈沖之間具有最大的重迭面積。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中該下降脈沖為固定，且其脈沖寬度為該時鐘信號的一個周期。
12.根據(jù)權(quán)利要求7或11所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法，其中該輸入信號是數(shù)字信號，且該時鐘信號根據(jù)該輸入信號而產(chǎn)生。
13.一種降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的裝置，該時鐘恢復(fù)系統(tǒng)包括依序連接形成一環(huán)路的相位檢測器、電荷汲取器、環(huán)路濾波器及壓控振蕩器，其中該相位檢測器檢測一輸入信號與由該壓控振蕩器輸出的時鐘信號的相位，并根據(jù)兩者的相位差輸出未重迭的一上升脈沖及一下降脈沖以控制該電荷汲取器產(chǎn)生一電流至該環(huán)路濾波器，使產(chǎn)生一控制電壓控制該壓控振蕩器輸出與該輸入信號同步的時鐘信號；該裝置包括時間延遲組件，連接在該相位檢測器與該電荷汲取器之間，用以控制該上升脈沖與該下降脈沖在時域上重迭，使得該電荷汲取器在該重迭期間不會輸出與該上升脈沖及該下降脈沖對應(yīng)的一上升電流及一下降電流至該環(huán)路濾波器，由此，消除在該控制電壓上因為該上升脈沖與該下降脈沖不重迭而產(chǎn)生的漣波。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的裝置，其中該時間延遲組件控制該上升脈沖與該下降脈沖在時域上重迭的面積達到最大。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的裝置，其中該時間延遲組件控制該上升脈沖與該下降脈沖之中超前的那一個脈沖延遲一段時間以與落后的另一個脈沖在時域上重迭，并使兩者的重迭面積達到最大。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的裝置，其中該相位檢測器先產(chǎn)生該上升脈沖，再產(chǎn)生該下降脈沖，因此，該時間延遲組件系將該上升脈沖延遲一段時間以與該下降脈沖重迭，且該延遲時間長度為該下降脈沖的脈沖寬度，使得該上升脈沖與該下降脈沖之間具有最大的重迭面積。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的裝置，其中該下降脈沖為固定，且其脈沖寬度為一個時鐘信號周期。
18.根據(jù)權(quán)利要求13或17所述的降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的裝置，其中該輸入信號是數(shù)字信號，且該時鐘信號系根據(jù)該輸入信號而產(chǎn)生。
19.一種時鐘恢復(fù)系統(tǒng)，包括依序連接形成一環(huán)路的相位檢測器、電荷汲取器、環(huán)路濾波器及壓控振蕩器，其中該相位檢測器檢測一輸入信號與由該壓控振蕩器輸出的時鐘信號的相位，并根據(jù)兩者的相位差輸出未重迭的一上升脈沖及一下降脈沖以控制該電荷汲取器產(chǎn)生一電流至該環(huán)路濾波器，使產(chǎn)生一控制電壓控制該壓控振蕩器輸出與該輸入信號同步的時鐘信號，其特征在于該時鐘恢復(fù)系統(tǒng)還包括一時間延遲組件，該時間延遲組件連接在該相位檢測器與電荷汲取器之間，用以控制該上升脈沖與該下降脈沖在時域上重迭，使得該電荷汲取器在該重迭期間不會輸出與該上升脈沖及該下降脈沖對應(yīng)的一上升電流及一下降電流至該環(huán)路濾波器，由此消除在控制電壓上因為該上升脈沖與該下降脈沖不重迭而產(chǎn)生的漣波。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的時鐘恢復(fù)系統(tǒng)，其中該時間延遲組件控制該上升脈沖與該下降脈沖在時域上重迭的面積達到最大。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的時鐘恢復(fù)系統(tǒng)，其中該時間延遲組件控制該上升脈沖與該下降脈沖之中超前的那一個脈沖延遲一段時間以與落后的另一個脈沖在時域上重迭并使兩者的重迭面積達到最大。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的時鐘恢復(fù)系統(tǒng)，其中該相位檢測器先產(chǎn)生該上升脈沖再產(chǎn)生該下降脈沖，因此，該時間延遲組件將該上升脈沖延遲一段時間以與該下降脈沖重迭，且該延遲時間長度為該下降脈沖的脈沖寬度，使得該上升脈沖與該下降脈沖之間具有最大的重迭面積。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的時鐘恢復(fù)系統(tǒng)，其中該下降脈沖為固定，且其脈沖寬度為該時鐘信號的一個周期。
24.根據(jù)權(quán)利要求19或23所述的時鐘恢復(fù)系統(tǒng)，其中該輸入信號是數(shù)字信號，且該時鐘信號是根據(jù)該輸入信號而產(chǎn)生的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種降低時鐘恢復(fù)系統(tǒng)中相位抖動的方法及其裝置，該時鐘恢復(fù)系統(tǒng)具有一相位檢測器，用以檢測一輸入信號與一由壓控振蕩器輸出的時鐘信號的相位差，并根據(jù)該相位差產(chǎn)生一上升脈沖及一下降脈沖，而利用該二脈沖產(chǎn)生一控制該壓控振蕩器的控制電壓，該方法為利用一時間延遲組件令該上升脈沖與下降脈沖在時域上重疊，由此消除在控制電壓上產(chǎn)生的漣波，使得受控制電壓控制的壓控振蕩器所產(chǎn)生的時鐘信號不致因壓控振蕩器不必要的漣波而產(chǎn)生相位抖動。
文檔編號H03L7/06GK1485986SQ02132368
公開日2004年3月31日 申請日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月24日
發(fā)明者徐哲祥, 陳志成 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司