專利名稱：二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，具體地說，涉及一種經(jīng)二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域里，通常需要從數(shù)據(jù)流里面提取時(shí)鐘。其中一個(gè)例子就是DVD+rw刻錄機(jī)。我們知道地址預(yù)制溝槽技術(shù)(ADIP)用于DVD刻錄光盤中，采用這種技術(shù)記錄相關(guān)幀的地址信息。地址信息是用被二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的時(shí)鐘來記錄的，即采用二進(jìn)制移相鍵控的方法將地址信息調(diào)制到載波當(dāng)中。每93個(gè)時(shí)鐘周期當(dāng)中有8個(gè)時(shí)鐘周期用來記錄地址信息，其中一段信息如圖7的701所示。
在DVD+rw刻錄機(jī)中，刻錄光盤轉(zhuǎn)動(dòng)方式有兩種，即恒定的線速度(CLV)和恒定的角速度(CAV)轉(zhuǎn)動(dòng)。如果光盤以恒定的線速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則被調(diào)制的時(shí)鐘頻率是固定的；如果光盤以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，被調(diào)制的時(shí)鐘頻率是不斷變化的，它的頻率隨導(dǎo)向器在光盤上的位置變法而變化。如圖1所示，101是刻錄光盤截面的一部分，當(dāng)導(dǎo)向器以恒定的角速度進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域(48mm~120mm之間)后，其最快與最慢線速率之比為α＝Vleave/Vin＝120/48＝2.5；其中，Vleave為導(dǎo)向器離開數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的線速度，Vin為導(dǎo)向器進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的線速度。
為了相干解調(diào)出地址信息，同時(shí)用鎖相環(huán)產(chǎn)生相應(yīng)的刻錄時(shí)鐘，需要對(duì)被調(diào)制了二進(jìn)制移相鍵控的載波進(jìn)行抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)。其中一種公開的技術(shù)就是用帶通濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，恢復(fù)出抖動(dòng)時(shí)鐘。然后進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出地址信息，另外一方面作為鎖相環(huán)的參考時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，得到刻錄時(shí)鐘。由于采用二進(jìn)制移相鍵控，噪聲和載波的頻譜離得較近，同時(shí)在恒定的角速度模式下，載波的速度不斷變化(最快以最慢線速度之比為2.5)，要恢復(fù)出噪聲較小的抖動(dòng)時(shí)鐘，對(duì)通濾波器要求必定大大提高，增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和難度。例如需要多個(gè)不同品質(zhì)因素的帶通濾波器，采用級(jí)聯(lián)方式進(jìn)行濾波。
正因如此，發(fā)明人有鑒于已知技術(shù)的缺點(diǎn)，經(jīng)過試驗(yàn)與研究，發(fā)明出本發(fā)明“二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路，采用數(shù)字方法，便于實(shí)現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)上面的所述目的，本發(fā)明一種二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路，包括時(shí)鐘產(chǎn)生單元、上升沿微分單元、計(jì)數(shù)器單元、誤差控制單元、時(shí)鐘輸出單元，其特征在于，一時(shí)鐘產(chǎn)生單元，對(duì)不同的輸入信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的采樣時(shí)鐘；一上升沿微分單元，對(duì)輸入信號(hào)的上升沿進(jìn)行微分，生成微分脈沖信號(hào)；一第一計(jì)數(shù)器單元，對(duì)微分脈沖信號(hào)的間隔時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)；一誤差控制單元，對(duì)計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值進(jìn)行校正；一第二計(jì)數(shù)器單元，每隔半個(gè)抖動(dòng)時(shí)鐘周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)；一時(shí)鐘輸出單元，對(duì)脈沖進(jìn)行處理，生成抖動(dòng)時(shí)鐘；時(shí)鐘產(chǎn)生單元分別連接于第一、第二計(jì)數(shù)器單元、誤差控制單元；上升沿微分單元分別連接于第一計(jì)數(shù)器單元、誤差控制單元和時(shí)鐘輸出單元；誤差控制單元和時(shí)鐘輸出單元互連；時(shí)鐘輸出單元和第二計(jì)數(shù)器單元互連。
一種二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)方法，采用高頻采樣時(shí)鐘對(duì)待恢復(fù)時(shí)鐘的上升沿微分信號(hào)間隔的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)數(shù)；誤差控制單元對(duì)非調(diào)制抖動(dòng)時(shí)鐘部分的計(jì)數(shù)值進(jìn)行平均，控制另一計(jì)數(shù)器產(chǎn)生二倍于抖動(dòng)時(shí)鐘脈沖序列，時(shí)鐘輸出單元對(duì)脈沖序列進(jìn)行二分頻，恢復(fù)出時(shí)鐘信號(hào)。


圖1是光驅(qū)的部分區(qū)域；圖2是時(shí)鐘恢復(fù)系統(tǒng)框圖；圖3是時(shí)鐘恢復(fù)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)；圖4是誤差選擇單元；圖5是上升沿微分單元；圖6是脈沖加寬單元；圖7是抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)示意圖。
具體實(shí)施例方式
二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路系統(tǒng)框圖如圖2所示，整個(gè)抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路201由時(shí)鐘產(chǎn)生單元202、上升沿微分單元203、計(jì)數(shù)器單元204、計(jì)數(shù)器單元205、誤差控制單元206、時(shí)鐘輸出單元207組成。
時(shí)鐘產(chǎn)生單元202針對(duì)不同的輸入信號(hào)頻率，產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)鐘提供給計(jì)數(shù)器204、205計(jì)數(shù)時(shí)鐘及誤差控制單元206采樣時(shí)鐘。上升沿微分單元203對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行上升沿微分，作為計(jì)數(shù)器204、誤差控制單元206和時(shí)鐘輸出單元207的控制信號(hào)。計(jì)數(shù)器204在微分信號(hào)的控制下，可以計(jì)算出微分信號(hào)的間隔長(zhǎng)度，同時(shí)，其間隔值被誤差控制單元206的鎖存器鎖存。每輸入一次新的間隔值，誤差控制單元206對(duì)其前一次計(jì)算的平均間隔值進(jìn)行一次更新。其更新值如下式所示Dave=Dnew-Dave′n+Dave′,]]>其中Dnew為跟蹤到的最近一次計(jì)數(shù)值，Dave′為上一次脈沖間隔的平均計(jì)數(shù)值，Dave為更新脈沖間隔的平均計(jì)數(shù)值，1/n為最近一次計(jì)數(shù)值的權(quán)重。由于輸入信號(hào)被二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制，被調(diào)制部分的脈沖間隔并不作為Dnew累加到Dave。計(jì)數(shù)器205每次在計(jì)數(shù)到 產(chǎn)生一個(gè)脈沖，時(shí)鐘輸出單元207將該脈沖和上升沿微分單元203脈沖相加，分頻得到恢復(fù)的抖動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)。
下面我們舉例說明一下采用輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘為240MHz，輸入信號(hào)頻率為817.5KHz(圖7的701)，經(jīng)二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路的模塊結(jié)構(gòu)及子模塊構(gòu)成。其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，工作時(shí)鐘產(chǎn)生單元302對(duì)240MHz的參考時(shí)鐘進(jìn)行4分頻得到60Mhz的采樣時(shí)鐘；微分單元316對(duì)817.5KHz的信號(hào)進(jìn)行上升沿微分，得到的結(jié)果如圖7的702所示。
計(jì)數(shù)器303對(duì)微分間隔長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)數(shù)。對(duì)于817.5kHz的輸入信號(hào)，每個(gè)間隔長(zhǎng)度可以得到74個(gè)計(jì)數(shù)值，考慮到最大線速度是最小線速度的2.5倍。計(jì)算器303采用8bit即可。采樣時(shí)鐘越高，則恢復(fù)時(shí)鐘的精度也越高。這里能達(dá)到的精度為98.6％，相應(yīng)的相位誤差為5度。
計(jì)數(shù)器303的計(jì)數(shù)值在每個(gè)微分沿的位置都被鎖存器304鎖存，其鎖存器的輸出值作為跟蹤到的最近一次計(jì)數(shù)值Dnew參與誤差控制單元的計(jì)算。實(shí)現(xiàn)函數(shù)Dave=Dnew-Dave′n+Dave′]]>功能的模塊由減法器305、誤差選擇單元306、加法器307及鎖存器308完成。
每半個(gè)微分周期插入一個(gè)脈沖可以消除二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制信號(hào)。為此，需要另一8bit計(jì)數(shù)器315，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到鎖存器308輸出值Dave的一半時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)脈沖輸出。通過乘法器314、比較器313、或門312及計(jì)數(shù)器315可實(shí)現(xiàn)此功能。采用或門312的輸出信號(hào)作為計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)，在上升沿和達(dá)到Dave的一半時(shí)都會(huì)輸出一個(gè)脈沖，這樣在半個(gè)抖動(dòng)時(shí)鐘周期的位置會(huì)產(chǎn)生一脈沖，但在上升沿，由于或門312的存在，會(huì)輸出兩個(gè)鄰近的脈沖。脈沖加寬單元311可以對(duì)這兩個(gè)鄰近的脈沖合并。這樣就在抖動(dòng)時(shí)鐘的上升沿和下降沿處都產(chǎn)生一脈沖信號(hào)。如圖7的703所示。分頻器309對(duì)該信號(hào)進(jìn)行二分頻便恢復(fù)出抖動(dòng)時(shí)鐘。
下面講述其中的一些子模塊的構(gòu)成。誤差選擇如圖4所示，實(shí)現(xiàn)的功能有兩個(gè)一個(gè)是對(duì)于正常誤差范圍(比如10個(gè)計(jì)數(shù)值)，誤差將乘以一權(quán)重輸出；另一個(gè)是對(duì)于超出正常誤差范圍(比如大于10個(gè)計(jì)數(shù)值)，誤差將不輸出，用0代替，即保留前一次脈沖間隔的平均計(jì)數(shù)值Dave′。該功能由選擇單元404及405實(shí)現(xiàn)。其中，選擇信號(hào)由比較器408、與門402及產(chǎn)生選擇信號(hào)單元403完成。誤差的權(quán)重由放大單元406實(shí)現(xiàn)，這里放大單元的增益為0.25。
上升沿微分單元如圖5所示，由兩個(gè)鎖存器502、503及一與門504組成。鎖存器(502)、(503)及與門(504)依次串聯(lián)。其原理是采用鎖存器502及503對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行兩個(gè)時(shí)鐘周期的延遲，再將其鎖存器503的反相輸出與輸入信號(hào)經(jīng)與門504相與，便可得到脈沖寬度為兩個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿微分信號(hào)。如圖7的701所示。
脈沖加寬單元如圖6所示，包括延遲單元604、或門602及二分頻單元603。將輸入脈沖進(jìn)行延遲(延遲數(shù)不超過Dave的1/4)，再和輸入信號(hào)經(jīng)或門602相或，所得結(jié)果經(jīng)分頻器603進(jìn)行二分頻便可得到相位不變的脈沖加寬單元。
權(quán)利要求
1.一種二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路，包括時(shí)鐘產(chǎn)生單元、上升沿微分單元、計(jì)數(shù)器單元、誤差控制單元、時(shí)鐘輸出單元，其特征在于，一時(shí)鐘產(chǎn)生單元，對(duì)不同的輸入信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的采樣時(shí)鐘；一上升沿微分單元，對(duì)輸入信號(hào)的上升沿進(jìn)行微分，生成微分脈沖信號(hào)；一第一計(jì)數(shù)器單元，對(duì)微分脈沖信號(hào)的間隔時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)；一誤差控制單元，對(duì)計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值進(jìn)行校正；一第二計(jì)數(shù)器單元，每隔半個(gè)抖動(dòng)時(shí)鐘周期產(chǎn)生一脈沖信號(hào)；一時(shí)鐘輸出單元，對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，恢復(fù)抖動(dòng)時(shí)鐘；時(shí)鐘產(chǎn)生單元分別連接于第一、第二計(jì)數(shù)器單元、誤差控制單元；上升沿微分單元分別連接于第一計(jì)數(shù)器單元、誤差控制單元和時(shí)鐘輸出單元；誤差控制單元和時(shí)鐘輸出單元互連；時(shí)鐘輸出單元和第二計(jì)數(shù)器單元互連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路，其特征在于，上升沿微分單元由兩個(gè)鎖存器(502)、(503)及與門(504)組成，鎖存器(502)、(503)及與門(504)依次串聯(lián)。
3.一種二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)方法，其特征在于采用高頻采樣時(shí)鐘對(duì)待恢復(fù)時(shí)鐘的上升沿微分信號(hào)間隔的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)數(shù)；誤差控制單元對(duì)非調(diào)制抖動(dòng)時(shí)鐘部分的計(jì)數(shù)值進(jìn)行平均，控制另一計(jì)數(shù)器產(chǎn)生二倍于抖動(dòng)時(shí)鐘脈沖序列，時(shí)鐘輸出單元對(duì)脈沖序列進(jìn)行二分頻，恢復(fù)出時(shí)鐘信號(hào)。
全文摘要
一種二進(jìn)制移相鍵控調(diào)制的抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路，包括時(shí)鐘產(chǎn)生單元、上升沿微分單元、計(jì)數(shù)器單元、誤差控制單元、時(shí)鐘輸出單元，其特征在于，一時(shí)鐘產(chǎn)生單元，對(duì)不同的輸入信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的采樣時(shí)鐘；一上升沿微分單元，對(duì)輸入信號(hào)的上升沿進(jìn)行微分，生成微分脈沖信號(hào)；一第一計(jì)數(shù)器單元，對(duì)微分脈沖信號(hào)的間隔時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)；一誤差控制單元，對(duì)計(jì)數(shù)器輸出的計(jì)數(shù)值進(jìn)行校正；一第二計(jì)數(shù)器單元，每隔半個(gè)抖動(dòng)時(shí)鐘周期產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)；一時(shí)鐘輸出單元，對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，恢復(fù)抖動(dòng)時(shí)鐘。
文檔編號(hào)H03L7/08GK101071612SQ20061007821
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者郭書苞, 趙冰, 仇玉林, 葉青 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院微電子研究所