專利名稱：時脈產(chǎn)生電路與時脈產(chǎn)生方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一時脈產(chǎn)生電路與其相關方法，尤指可以改善一紋波信號的一鎖相回路與與其相關方法。
背景技術：
請參考圖IA與圖IB。圖IA所示是一傳統(tǒng)的鎖相回路電路(Wiase-locked LoopCircuit) 10的一示意圖，圖IB所示是鎖相回路電路10內各個信號的時序圖。傳統(tǒng)的鎖相回路電路10包含有一相位/頻率檢測器(Wiase/Frequency Detector) 12、一電荷泵 14、一低通訊波器16以及一壓控震蕩器18，其元件之間的連接方式請參考圖1A，在此不另贅述。一般而言，傳統(tǒng)的鎖相回路電路10是利用相位/頻率檢測器12來檢測一參考時脈 Si，和一反饋時脈S2’之間的一相位差，并利用電荷泵14來接收第一相位信號Sdl’及第二相位信號Sd2’以產(chǎn)生對應于相位差的一電流信號Μ’，其中這些相位信號Sdl’、Sd2’是以脈波的型式來呈現(xiàn)的。此外，當參考時脈Si’的相位領先反饋時脈S2’的相位時，相位/ 頻率檢測器12的第一相位信號Sdl’為高電壓電平而第二相位信號Sd2’為低電壓電平，反之，當參考時脈Si’的相位落后反饋時脈S2’時，第一相位信號Sdl’為低電壓電平而第二相位信號Sd2’為高電壓電平，然而，在電荷泵14將這些相位信號Sdl’、Sd2’轉換為電流信號Sa’的過程中，由于電荷泵14會具有一定程度的反應時間，因此電荷泵14往往無法忠實地產(chǎn)生一脈波型式的電流信號Sa’。因此，為了使得該電流信號Μ’完整地呈現(xiàn)出與相位信號Sdl’、Sd2’ 一樣的脈波型式，傳統(tǒng)的電荷泵14內都會另包含有一電流調整電路，用來修正電荷泵14所產(chǎn)生的電流信號Μ’，以使得電流信號Sa’具有與相位信號Sdl’、Sd2’大致上一樣的脈波形式。然而，當電流信號Sa’呈現(xiàn)脈波型式時，則表示該電流信號Sa’具有高頻的信號成份，如此一來，鎖相回路電路10中耦接在電荷泵14后方的一低通訊波器16就必須具有將電流信號Μ’的高頻信號成份濾掉的能力，以產(chǎn)生一較低頻的控制信號kon’ 給一壓控震蕩器18。換句話說，此低通濾波器16必須是一個多極點的低通濾波器，其一般上是占具較多的電路面積，且其設定的困難度也是相對較高的。從上述的描述內容可以得知，設置電流調整電路不僅增加了傳統(tǒng)鎖相回路10的電路面積，亦同時增加了低通濾波器16的電路面積和設計難度。再者，將電荷泵14所產(chǎn)生的電流信號Sa’調整成脈波型式并沒有為傳統(tǒng)的鎖相回路電路10帶來顯著的好處，反而可能使得一壓控震蕩器18的控制信號Scon’出現(xiàn)紋波(Ripple)信號(亦即時間點tl、 t2. . . t4處的箭頭所指處)。因此，如何改善上述傳統(tǒng)鎖相回路所面臨到的問題已成為混合信號領域中亟需解決的問題。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一目的在于提供可以改善一紋波信號的一鎖相回路與與其相關方法。依據(jù)本發(fā)明一方面提供一種時脈產(chǎn)生電路。時脈產(chǎn)生電路包含有一相位檢測器、一第一濾波裝置、一電荷泵、一第二濾波裝置以及一可控制振蕩器。該相位檢測器用來檢測一第一時脈和一第二時脈之間的一相位差，以產(chǎn)生一檢測結果。該第一濾波裝置用來對該檢測結果進行濾波操作。該電荷泵用來依據(jù)濾波后的該檢測結果來產(chǎn)生一控制信號。該第二濾波裝置用來對該控制信號進行濾波操作。該可控制振蕩器用來依據(jù)濾波后的該控制信號來產(chǎn)生一輸出時脈，其中該輸出時脈用來產(chǎn)生該第二時脈。依據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種時脈產(chǎn)生電路。時脈產(chǎn)生電路包含有一相位檢測器、一電荷泵、一第二濾波裝置以及一可控制振蕩器。該相位檢測器用來檢測一第一時脈和一第二時脈之間的一相位差，以產(chǎn)生一檢測結果。該電荷泵用來依據(jù)該檢測結果來產(chǎn)生一控制信號，其中該電荷泵包含有一第一濾波裝置，其用來對該檢測結果至該控制信號之間的一中間信號進行濾波操作。該第二濾波裝置用來對該控制信號進行濾波操作。該可控制振蕩器用來依據(jù)濾波后的該控制信號來產(chǎn)生一輸出時脈，其中該輸出時脈用來產(chǎn)生該第二時脈。依據(jù)本發(fā)明的又一方面提供一種時脈產(chǎn)生方法。該時脈產(chǎn)生方法包含有下列步驟檢測一第一時脈和一第二時脈之間的一相位差，以產(chǎn)生一檢測結果；對該檢測結果進行濾波操作；利用一電荷泵來依據(jù)濾波后的該檢測結果來產(chǎn)生一控制信號；對該控制信號進行濾波操作；以及依據(jù)濾波后的該控制信號來產(chǎn)生一輸出時脈，其中該輸出時脈用來產(chǎn)生該第二時脈。依據(jù)本發(fā)明再一方面提供一種時脈產(chǎn)生方法。該時脈產(chǎn)生方法包含有下列步驟 檢測一第一時脈和一第二時脈之間的一相位差，以產(chǎn)生一檢測結果；利用一電荷泵來依據(jù)該檢測結果來產(chǎn)生一控制信號，并對該檢測結果至該控制信號之間的一中間信號進行濾波操作；對該控制信號進行濾波操作；以及依據(jù)濾波后的該控制信號來產(chǎn)生一輸出時脈，其中該輸出時脈用來產(chǎn)生該第二時脈。本發(fā)明的有益技術效果是相對于傳統(tǒng)的鎖相回路，本發(fā)明的時脈產(chǎn)生電路內的回路濾波器具有較低的制作成本。再者，由于控制信號的頻率較低，進而使得回路濾波器所產(chǎn)生的濾波后控制信號就會比較趨近于一直線，而不會出現(xiàn)如傳統(tǒng)鎖相回路的控制信號在每一個周期所產(chǎn)生的紋波信號。這樣，可控制振蕩器所產(chǎn)生的輸出時脈的交錯混附信號 (spur)就可以大幅地改善了。另一方面，由于本實施例并不需要產(chǎn)生一脈波型式的控制信號，因此就無需設計一高速的電荷泵來產(chǎn)生脈波型式的控制信號，以更進一步降時脈產(chǎn)生電路的成本。


圖IA是一傳統(tǒng)的鎖相回路電路的一示意圖。圖IB是圖IA的該鎖相回路電路內各個信號的時序圖。圖2A是本發(fā)明的一種時脈產(chǎn)生電路的一實施例示意圖。圖2B是該時脈產(chǎn)生電路的一第一時脈、一第二時脈、一第一相位信號、一第一濾波后檢測結果以及一濾波后控制信號的時序圖。圖3是該時脈產(chǎn)生電路的一相位檢測器、一第一濾波裝置以及一電荷泵的細部電路的一第一實施例示意圖。圖4是本發(fā)明一時脈產(chǎn)生電路的另一電荷泵的實施例示意圖。
圖5是本發(fā)明一種時脈產(chǎn)生方法的一實施例流呈圖。圖6是本發(fā)明一種時脈產(chǎn)生方法的另一實施例流程圖。
具體實施例方式請參考圖2A。圖2A所示是本發(fā)明的一種時脈產(chǎn)生電路100的一實施例示意圖。 時脈產(chǎn)生電路100包含有一相位檢測器102、一第一濾波裝置104、一電荷泵106、一第二濾波裝置108以及一可控制振蕩器110。相位檢測器102用來檢測一第一時脈Sl和一第二時脈S2之間的一相位差以產(chǎn)生一檢測結果。第一濾波裝置104耦接于相位檢測器102，用來對該檢測結果進行一濾波操作。電荷泵106耦接于第一濾波裝置104，用來依據(jù)經(jīng)由第一濾波裝置104濾波后的該檢測結果來產(chǎn)生一控制信號&。第二濾波裝置108耦接于電荷泵106，用來對控制信號&進行一濾波操作以產(chǎn)生一濾波后控制信號kf?？煽刂普袷幤?110耦接于第二濾波裝置108與相位檢測器102，用來依據(jù)濾波后控制信號Scf來產(chǎn)生一輸出時脈Sout，其中輸出時脈Sout用來產(chǎn)生第二時脈S2。在本實施例中，輸出時脈Sout直接反饋至相位檢測器102來作為第二時脈S2。在本發(fā)明的另一實施例中，輸出時脈Sout亦可以通過一頻除頻電路進行頻率除頻后再反饋至相位檢測器102來作為第二時脈S2，其亦為本發(fā)明的范疇所在。另一方面，雖然本實施例的時脈產(chǎn)生電路100是以一鎖相回路電路 (Phase-locked Loop Circuit)來據(jù)以實施，然而其并未作為本發(fā)明的限制所在。熟悉此項技術者在閱讀完本發(fā)明所揭露的技術特征后，通過適當?shù)匦薷模嗫蓪⒈景l(fā)明的精神應用于一數(shù)據(jù)時脈回復電路(Data Clock Recovery Circuit)中，并得到相似的效果，其亦為本發(fā)明的范疇所在。另一方面，為了區(qū)分第一時脈Sl與第二時脈S2之間相位的領先或落后的關系，相位檢測器102所產(chǎn)生的檢測結果會包含有一第一相位信號Sdl與一第二相位信號Sd2，其中第一相位信號Sdl代表第一時脈Sl領先第二時脈S2的相位，而第二檢測結果Sd2代表第一時脈Sl落后第二時脈S2的相位。此外，第一濾波裝置104包含有一第一濾波器1042 以及一第二濾波器1044。第一濾波器1042接受第一相位信號Sdl，并對第一相位信號Sdl 進行濾波操作以產(chǎn)生一濾波后的第一相位信號Sdfl。第二濾波器1044接受第二相位信號 Sd2，并對第二相位信號Sd2進行濾波操作以產(chǎn)生一濾波后的第二相位信號Sdf2，其中電荷泵106耦接于第一濾波器1042以及第二濾波器1044，用來依據(jù)濾波后的第一相位信號 Sdfl以及濾波后的第二相位信號Sdf2來產(chǎn)生控制信號Sc。在本實施例中，控制信號Sc系一電流信號。一般而言，當時脈產(chǎn)生電路100進行一鎖相操作時，第一時脈Sl與第二時脈S2之間的相位關僅會是第一時脈Sl領先于第二時脈S2或第一時脈Sl落后于第二時脈S2中的一種，且由于第一時脈Sl領先于第二時脈S2的操作是相似于第一時脈Sl落后于第二時脈S2的操作，因此本文僅針對第一時脈Sl領先于第二時脈S2的情形來說明時脈產(chǎn)生電路 100的技術特征。此領域具有通常知識者在閱讀完本文所揭露的方法后理應可了解當?shù)谝粫r脈Sl落后于第二時脈S2時，時脈產(chǎn)生電路100亦會具有相似的技術特征。請參考圖2B， 圖2B所示是本發(fā)明時脈產(chǎn)生電路100的第一時脈Si、第二時脈S2、第一相位信號Sdl、第二相位信號Sd2、第一濾波后檢測結果Sdfl、第二濾波后檢測結果Sdf2以及濾波后控制信號 Scf的時序圖。由于第一時脈Sl領先于第二時脈S2，因此相位檢測器102產(chǎn)生第一相位信號Sdl至第一濾波器1042以進行濾波。請注意，雖然本發(fā)明的圖2A和圖2B均有繪出第一相位信號Sdl，但是在實際電路中是不一定要產(chǎn)生如圖2B所繪示的脈波型式的第一相位信號Sdl，此處是為了方便說明本發(fā)明的技術特征才以脈波型式的第一相位信號Sdl來做說明。在本發(fā)明的另一實施例中，本發(fā)明的相位檢測器102亦可以直接耦接于電荷泵106，而第一濾波器1042耦接于相位檢測器102與電荷泵106之間的連接端點，以對該連接端點的信號進行濾波，如此一來，第一相位信號Sdl的波形圖就會大致上相同于第一濾波后檢測結果Sdfl的波形圖。同樣的，第二濾波器1044亦適用于上述的技術特征。通過第一濾波器1042的濾波操作后，相位檢測器102所產(chǎn)生的第一相位信號Sdl 的波形就會變成第一濾波后檢測結果Sdfl的波形。從圖2B可以得知，第一濾波后檢測結果 Sdfl的每一個周期的波形是緩慢地上升以及緩慢地下降的，并不是如傳統(tǒng)的鎖相回路般呈現(xiàn)脈波形狀。接著，電荷泵106就會依據(jù)第一濾波后檢測結果Sdfl來產(chǎn)生第一電流II。同樣地，第一電流Il的每一個周期的波形也是緩慢地上升以及緩慢地下降的。請注意，在某些情況下，例如在電路為非理想而有延遲的情況下，第一相位信號Sdl的脈波寬度會較第一時脈Sl與第二時脈S2間的相位差來得長，且其延長的部分會產(chǎn)生一對應第二相位信號 Sd2，進而造成第二電流12并不為零電流，而是會具有一小于第一電流Il的電流值。換句話說，在此情況下，相位檢測器102亦會產(chǎn)生第二相位信號Sd2，因此第二濾波后檢測結果 Sdf2亦會具有一對應的電壓變化，如圖2B所示。而第一濾波后檢測結果Sdfl與第二濾波后檢測結果Sdf2通過電荷泵106的電壓轉電流的處理后就會輸出控制信號Sc。此外，在第一相位信號Sdl的每一個周期中的時間寬度T代表第一時脈Sl與第二時脈S2之間的相位差的大小。更進一步來說，第一濾波后檢測結果Sdfl與第二濾波后檢測結果Sdf2的非重疊部分，亦即圖2B的信號中的每一個周期的斜線部分，而信號Scl每一個周期斜線部分的面積是對應電荷泵106在每一個周期內所產(chǎn)生的總電流。請注意，該總電流會大致上等于傳統(tǒng)的鎖相回路(亦即沒有第一濾波裝置104的鎖相回路)的電荷泵在每一個周期內所產(chǎn)生的總電流，而圖2B中的信號Scl僅是用以說明電荷泵106所輸出的控制信號& 的總電流量，實際上，電荷泵106所輸出的僅有控制信號&。傳統(tǒng)鎖相回路的電荷泵所產(chǎn)生的控制信號(亦即對應圖IA中的控制信號Μ’)的波形的面積會大致上相等于信號Scl 中的斜線部分的面積。因此，相較于傳統(tǒng)的鎖相回路，本發(fā)明是將第一濾波器1042設置于相位檢測器102以及電荷泵106之間，以延長電荷泵106所產(chǎn)生的第一電流Il的穩(wěn)態(tài)時間 (Settling Time)，但是其與傳統(tǒng)的鎖相回路的電荷泵在每周期所產(chǎn)生的電流大致上一樣。接著，第二濾波裝置108對控制信號&進行一低通濾波的操作以產(chǎn)生濾波后控制信號。相對于傳統(tǒng)的鎖相回路，由于本實施例的控制信號&系具有較低的頻率，因此第二濾波裝置108的設計就可以寬松許多，亦即可以降低第二濾波裝置108的復雜度進而降低時脈產(chǎn)生電路100的成本。舉例來說，第二濾波裝置108的極點個數(shù)就可以比傳統(tǒng)的回路濾波器來得少。再者，本發(fā)明時脈產(chǎn)生電路100中的控制信號&的頻率較低，因此第二濾波裝置108所產(chǎn)生的濾波后控制信號Scf就會比較趨近于一直線，而不會出現(xiàn)如傳統(tǒng)鎖相回路的控制信號Scon’在每一個周期所產(chǎn)生的紋波(ripple)信號。如此一來，可控制振蕩器110所產(chǎn)生輸出時脈Sout的交錯混附信號(spur)就可以大幅地改善了。此外，在傳統(tǒng)的鎖相回路中，紋波信號會通過電源線被傳送至其它電路的電源端，進而影響其它電路 (如一壓控振蕩器)的正常運作，而在本實施例中，由于濾波后控制信號kf的紋波信號已大幅度地被消除了，所以，此一問題也一并被解決了。另一方面，從上述所揭露的技術特征可以得知，由于本實施例并不需要產(chǎn)生一脈波型式的控制信號Sc，因此就無需設計一高速的電荷泵106來產(chǎn)生脈波型式的控制信號Sc，故可更進一步降時脈產(chǎn)生電路100的成本。請參考圖3，圖3所示是本發(fā)明時脈產(chǎn)生電路100的相位檢測器102、第一濾波裝置104以及電荷泵106的細部電路的一實施例示意圖。電荷泵106包含有一第一電流源 1062、一第一開關1064、一第二電流源1066以及一第二開關1068。第一電流源1062包含有一 ρ型半導體場效應晶體管Ml，其一源極端耦接于一第一電源電壓VDD，一柵極端接收一第一參考電壓Vrl。第一開關1064包含有一 P型半導體場效應晶體管M2，其一源極端耦接于P型半導體場效應晶體管Ml的一漏極端，一柵極端耦接于第一濾波裝置104的第一濾波器1042。第二電流源1066包含有一 N型半導體場效應晶體管M3，其一源極端耦接于一第二電源電壓GND，一柵極端接收一第二參考電壓Vr2。第二開關1068包含有一 N型半導體場效應晶體管M4，其一源極端耦接于N型半導體場效應晶體管M3的一漏極端，一柵極端耦接于第一濾波裝置104的第二濾波器1044，一漏極端耦接P型半導體場效應晶體管M2的漏極端，以形成電荷泵106的輸出端，用以輸出控制信號&。第一濾波器1042包含有一電容元件Cl以及一電阻元件R1。電容元件Cl的一第一端點Ncll耦接于P型半導體場效應晶體管M2的柵極端，以及電容元件Cl的一第二端點Ncl2耦接于第一電源電壓VDD。電阻元件Rl的一第一端點耦接于P型半導體場效應晶體管M2的柵極端，以及電阻元件Rl的一第二端點Nrll耦接于相位檢測器102，用來接受第一相位信號Sdl。請注意，電容元件Cl的第一端點Ncll用來輸出第一濾波后檢測結果Sdfl。此外，第二濾波器1044包含有一電容元件C2以及一電阻元件R2。電容元件C2的一第一端點Nc21耦接于N型半導體場效應晶體管M4的柵極端，以及電容元件C2的一第二端點Nc22耦接于第二電源電壓GND。電阻元件R2的一第一端點耦接于N型半導體場效應晶體管M4的該柵極端，以及電阻元件R2的一第二端點Nr21耦接于相位檢測器102，用來接受第二相位信號Sd2。請注意，電容元件C2 的第一端點Nc21用來輸出第二濾波后檢測結果Sdf2。當相位檢測器102輸出第一相位信號Sdl時，由電容元件Cl以及電阻元件Rl所組成的低通濾波器就會對第一相位信號Sdl進行濾波以產(chǎn)生第一濾波后檢測結果Sdfl于電容元件Cl的第一端點Ncll (亦即對應于時脈產(chǎn)生電路100的第二端點N2)。接著，第一濾波后檢測結果Sdfl控制P型半導體場效應晶體管M2以使得P型半導體場效應晶體管M2 輸出如圖2B所示的控制信號Sc (亦即電流信號)。請注意，當相位檢測器102輸出第二相位信號Sd2時，第二濾波器1044對第二相位信號Sd2進行濾波，此領域具有通常知識者在閱讀完上述所揭露的發(fā)明后理應可以了解第二濾波器1044的運作，故不另贅述。另一方面，雖然圖3所示的第一濾波器1042和第二濾波器1044均是以電阻電容 (RC)濾波器來加以實作，但是其并不作為本發(fā)明的限制所在。在本發(fā)明的另一實施例中，第一濾波器1042和第二濾波器1044亦可以僅用一個電容元件來加以實作。換句話說，在該另一實施例中，P型半導體場效應晶體管M2和N型半導體場效應晶體管M4的柵極端是直接耦接于相位檢測器102。請再次參考圖2A，在本發(fā)明的另一實施例中，時脈產(chǎn)生電路100的第一濾波裝置 104整合至電荷泵106內，因此電荷泵106直接接收到第一相位信號Sdl和第二相位信號 Sd2。圖4所示是本發(fā)明時脈產(chǎn)生電路的另一實施例的電荷泵206的示意圖。換句話說，在本實施例中，電荷泵206包含有一第一濾波裝置204，其中第一濾波裝置204用來對該檢測結果(Sdl、Sc^)至控制信號&之間的信號路徑的一中間信號進行濾波操作。此外，電荷泵 206另包含有一第一電流源2062、一第一轉導電路2064、一第一電流鏡2066、一第二電流源 2068，一第二轉導電路2070、一第二電流鏡2072以及一第三電流鏡2074。第一轉導電路 2064包含有兩個N型半導體場效應晶體管Ml，、M2，，其中N型半導體場效應晶體管Ml，、M2， 構成一差動對(Differential Pair)轉導電路。第一電流鏡2066包含有一連接成二極管型式(diode-cormected)的P型半導體場效應晶體管M3’以及一 P型半導體場效應晶體管 M4，。第二轉導電路2070包含有兩個N型半導體場效應晶體管M5，、M6，，其中N型半導體場效應晶體管M5，、M6，構成一差動對(Differential Pair)轉導電路。第二電流鏡2072包含有一連接成二極管型式的P型半導體場效應晶體管M7，以及一 P型半導體場效應晶體管 M8’。第三電流鏡2074包含有一連接成二極管型式的N型半導體場效應晶體管M9’以及一 N型半導體場效應晶體管M10’。 更進一步來說，第一電流源2062的第一端點耦接于一第一電源電壓GND’以及第二端點耦接于N型半導體場效應晶體管Ml’、M2’的源極端。P型半導體場效應晶體管M3’ 的漏極端耦接于N型半導體場效應晶體管Ml’的漏極端，P型半導體場效應晶體管M3’的源極端耦接于一第二電源電壓VDD’。P型半導體場效應晶體管M3’的柵極端耦接于P型半導體場效應晶體管M4’的柵極端。P型半導體場效應晶體管M4’的源極端耦接于第二電源電壓VDD’。同樣地，第二電流源2068的第一端點耦接于第一電源電壓GND’以及第二端點耦接于N型半導體場效應晶體管M5’、M6’的源極端。P型半導體場效應晶體管M7’的漏極端耦接于N型半導體場效應晶體管M5’的漏極端，P型半導體場效應晶體管M8’的源極端耦接于第二電源電壓VDD’。P型半導體場效應晶體管M8’的柵極端耦接于P型半導體場效應晶體管M7’的柵極端。P型半導體場效應晶體管M8’的源極端耦接于第二電源電壓VDD’。N 型半導體場效應晶體管Ml’、M2’的柵極端耦接于相位檢測器102以用來接收第二相位信號 Sd2以將第二相位信號Sd2轉導為一第一電流11，。第一電流鏡2066將第一電流11，映像 (mirror)為第二電流12，。接著，第三電流鏡2074將第二電流12，映像為第三電流13，。 同理，N型半導體場效應晶體管M5’、M6’的柵極端耦接于相位檢測器102以用來接收第一相位信號Sdl以將第一相位信號Sdl轉導為一第四電流14’。第二電流鏡2072將第四電流14’映像為第五電流15’。在本實施例中，電荷泵106所產(chǎn)生的第三電流13’和第五電流15’用來產(chǎn)生控制信號&，并傳送至下一級的第二濾波裝置108。另一方面，第一濾波裝置204的第一濾波器2042耦接于P型半導體場效應晶體管M7’與P型半導體場效應晶體管M8’之間的柵極端，第一濾波裝置204的第二濾波器2044耦接于P型半導體場效應晶體管M3’與P型半導體場效應晶體管M4’之間的柵極端。請注意，第一濾波器2042用來對第一相位信號Sdl至控制信號&之間的信號路徑的一第一電壓信號(亦即P型半導體場效應晶體管M7’與P型半導體場效應晶體管M8’的柵極端的信號)進行濾波操作。第二濾波器2044用來對第二相位信號Sd2至控制信號&之間的信號路徑的一第二電壓信號(亦即 P型半導體場效應晶體管M3’與P型半導體場效應晶體管M4’的柵極端的信號)進行濾波操作。在本實施例中，雖然第一濾波器2042和第二濾波器2044均是以一電容元件來加以實作，然而其并不作為本發(fā)明的限制所在。換句話說，任何具有單一極點的濾波器均為本發(fā)明的范疇所在。
當相位檢測器102輸出第一相位信號Sdl時，第二轉導電路2070將第一相位信號 Sdl轉導為一第四電流14’，由于第一濾波器2042耦接于P型半導體場效應晶體管M7，的柵極端與第二電源電壓VDD’之間，因此P型半導體場效應晶體管M7，的柵極端上的電壓電平并不會瞬間改變，而是如圖2B所示的第一濾波后檢測結果Sdfl變化，如此一來，流經(jīng)P 型半導體場效應晶體管M8’的第五電流15’亦會具有相似的波形。同理，當相位檢測器102 輸出第二相位信號Sd2時，第二濾波器2044的存在亦會使得控制信號&具有相似的技術特征，此領域具有通常知識者在閱讀完上述所揭露的發(fā)明后理應可以了解第二濾波器2044 的運作，故不另贅述。請參考圖5。圖5所示系本發(fā)明一種時脈產(chǎn)生方法500的一實施例流程圖。本實施例的時脈產(chǎn)生方法500可以圖2A的時脈產(chǎn)生電路100來加以實現(xiàn)，因此后續(xù)關于時脈產(chǎn)生方法500的操作方法是搭配時脈產(chǎn)生電路100來說明。此領域具有通常知識者應可了解， 以時脈產(chǎn)生電路100來實現(xiàn)時脈產(chǎn)生方法500僅是為了方便說明本發(fā)明的精神所在，其并不作為本發(fā)明的限制。再者，倘若大體上可達到相同的結果，并不需要一定照圖5所示的流程中的步驟順序來進行，且圖5所示的步驟不一定要連續(xù)進行，亦即其它步驟亦可插入其中。時脈產(chǎn)生方法500包含有下列步驟步驟502 檢測第一時脈Sl和第二時脈S2之間的該相位差以產(chǎn)生一檢測結果 (Sdl、Sd2)；步驟504 對該檢測結果進行濾波操作；步驟506 利用電荷泵106來依據(jù)濾波后的該檢測結果(Sdfl、Sdf2)來產(chǎn)生控制信號Sc ；步驟508 對控制信號&進行濾波操作；以及步驟510 依據(jù)濾波后的該控制信號(kf)來產(chǎn)生輸出時脈Sout，其中輸出時脈 Sout用來產(chǎn)生第二時脈S2。在步驟502中，檢測結果包含有第一相位信號Sdl與第二相位信號Sd2。在步驟 504中，對檢測結果進行的濾波操作包含有利用第一濾波器1042來對第一相位信號Sdl進行濾波操作以及利用第二濾波器1044來對第二相位信號Sd2進行濾波操作，其中電荷泵 106依據(jù)濾波后的第一相位信號(Sdfl)以及濾波后的第二相位信號(SdH)來產(chǎn)生控制信號&。在步驟506中，由于第一濾波后檢測結果Sdfl以及第二濾波后檢測結果Sdf2的波形并非如傳統(tǒng)鎖相回路所產(chǎn)生的脈波信號，而是如圖2B所示的緩慢地上升以及緩慢地下降的，因此控制信號&亦會具有相似的波形。在步驟508中，第二濾波裝置108對控制信號&進行該第二濾波操作以產(chǎn)生濾波后控制信號kf，其波形繪示于圖2B。相較于傳統(tǒng)的鎖相回路，濾波后控制信號Scf就會比較趨近于一直線，而不會出現(xiàn)如傳統(tǒng)鎖相回路的控制信號kon’在每一個周期所產(chǎn)生的紋波(ripple)信號(箭頭處)。請參考圖6。圖6所示是本發(fā)明一種時脈產(chǎn)生方法600的一實施例流程圖。本實施例的時脈產(chǎn)生方法600可以圖2A的時脈產(chǎn)生電路100搭配圖4的電荷泵206來加以實現(xiàn)，因此后續(xù)關于時脈產(chǎn)生方法600的操作方法是搭配時脈產(chǎn)生電路100與電荷泵206來說明。時脈產(chǎn)生方法600包含有下列步驟步驟602 檢測第一時脈Sl和第二時脈S2之間的該相位差以產(chǎn)生一檢測結果 (Sdl、Sd2)；
步驟604 利用電荷泵206來依據(jù)該檢測結果來產(chǎn)生控制信號&，并對該檢測結果至控制信號Sc之間的信號路徑的一中間信號進行濾波操作；步驟606 對控制信號&進行濾波操作；以及步驟608:依據(jù)濾波后的控制信號(kf)來產(chǎn)生輸出時脈Sout，其中輸出時脈 Sout用來產(chǎn)生第二時脈S2。在本實施例的時脈產(chǎn)生方法600中，檢測結果亦包含有第一相位信號Sdl與第二相位信號Sd2，以及步驟604另包含有a)利用第一濾波器2042來對第一相位信號Sdl至控制信號&之間的信號路徑的一第一電壓信號進行濾波操作；以及b)利用第二濾波器2044 來對第二相位信號Sd2至控制信號&之間的信號路徑的一第二電壓信號進行濾波操作。綜上所述，相對于傳統(tǒng)的鎖相回路，本發(fā)明的時脈產(chǎn)生電路100內的回路濾波器具有較低的制作成本。再者，由于控制信號&的頻率較低，進而使得回路濾波器所產(chǎn)生的濾波后控制信號Scf就會比較趨近于一直線，而不會出現(xiàn)如傳統(tǒng)鎖相回路的控制信號 Scon'在每一個周期所產(chǎn)生的紋波(ripple)信號。如此一來，可控制振蕩器110所產(chǎn)生的輸出時脈Sout的交錯混附信號(spur)就可以大幅地改善了。另一方面，由于本實施例并不需要產(chǎn)生一脈波型式的控制信號Sc，因此就無需設計一高速的電荷泵106來產(chǎn)生脈波型式的控制信號Sc，以更進一步降時脈產(chǎn)生電路100的成本。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡根據(jù)本發(fā)明的精神和本申請權利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種時脈產(chǎn)生電路，包含有一相位檢測器，用來檢測一第一時脈和一第二時脈之間的一相位差，以產(chǎn)生一檢測結果；一第一濾波裝置，用來對該檢測結果進行濾波操作； 一電荷泵，用來依據(jù)濾波后的該檢測結果來產(chǎn)生一控制信號； 一第二濾波裝置，用來對該控制信號進行濾波操作；以及一可控制振蕩器，用來依據(jù)濾波后的該控制信號來產(chǎn)生一輸出時脈，其中該輸出時脈用來產(chǎn)生該第二時脈。
2.根據(jù)權利要求1所述的時脈產(chǎn)生電路，其特征在于，該檢測結果包含有一第一相位信號與一第二相位信號，以及該第一濾波裝置包含有一第一濾波器，用來對該第一相位信號進行濾波操作；以及一第二濾波器，用來對該第二相位信號進行濾波操作。
3.根據(jù)權利要求2所述的時脈產(chǎn)生電路，其特征在于，該電荷泵依據(jù)濾波后的該第一相位信號及濾波后的該第二相位信號來產(chǎn)生該控制信號。
4.根據(jù)權利要求2所述的時脈產(chǎn)生電路，其特征在于，該第一、第二濾波器皆為具有單一極點的低通濾波器。
5.根據(jù)權利要求2所述的時脈產(chǎn)生電路，其特征在于，該電荷泵包含有 一第一電流源，其一第一端點耦接于一第一參考電壓；一第一開關，具有一控制端點耦接于該第一濾波器，一第一參考端點耦接于該第一電流源的一第二端點，以及一第二參考端點；一第二電流源，其一第一端點耦接于一第二參考電壓；以及一第二開關，具有一控制端點耦接于該第二濾波器，一第一參考端點耦接于該第二電流源的一第二端點，以及一第二參考端點耦接該第一開關的該第二參考端點，用以輸出該控制信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的時脈產(chǎn)生電路，其特征在于，該第一濾波器包含有一電容元件，該電容元件的一第一端點耦接于該第一開關的該控制端點，以及該電容元件的一第二端點耦接于一電壓源。
7.根據(jù)權利要求6所述的時脈產(chǎn)生電路，其特征在于，該第一濾波器另包含有一電阻元件，該電阻元件的一第一端點耦接于該第一開關的該控制端點，以及該電阻元件的一第二端點用來接受該第一相位信號。
8.一種時脈產(chǎn)生電路，包含有一相位檢測器，用來檢測一第一時脈和一第二時脈之間的一相位差，以產(chǎn)生一檢測結果；一電荷泵，用來依據(jù)該檢測結果來產(chǎn)生一控制信號，該電荷泵包含有一第一濾波裝置，用來對該檢測結果至該控制信號之間的一中間信號進行濾波操作；一第二濾波裝置，用來對該控制信號進行濾波操作；以及一可控制振蕩器，用來依據(jù)濾波后的該控制信號來產(chǎn)生一輸出時脈，其中該輸出時脈用來產(chǎn)生該第二時脈。
9.根據(jù)權利要求8所述的時脈產(chǎn)生電路，其特征在于，該檢測結果包含有一第一相位信號與一第二相位信號，以及該第一濾波裝置包含有一第一濾波器，用來對該第一相位信號至該控制信號之間的一第一電壓信號進行濾波操作；以及一第二濾波器，用來對該第二相位信號至該控制信號之間的一第二電壓信號進行濾波操作。
10.根據(jù)權利要求9所述的時脈產(chǎn)生電路，其特征在于，該第一、第二濾波器中至少一濾波器包含有一電容元件。
11.一種時脈產(chǎn)生方法，包含有檢測一第一時脈和一第二時脈之間的一相位差，以產(chǎn)生一檢測結果；對該檢測結果進行濾波操作；利用一電荷泵來依據(jù)濾波后的該檢測結果產(chǎn)生一控制信號；對該控制信號進行濾波操作；以及依據(jù)濾波后的該控制信號來產(chǎn)生一輸出時脈，其中該輸出時脈用來產(chǎn)生該第二時脈。
12.根據(jù)權利要求11所述的時脈產(chǎn)生方法，其特征在于，該檢測結果包含有一第一相位信號與一第二相位信號，以及對該檢測結果進行濾波操作的步驟包含有利用一第一濾波器來對該第一相位信號進行濾波操作；以及利用一第二濾波器來對該第二相位信號進行濾波操作。
13.根據(jù)權利要求12所述的時脈產(chǎn)生方法，其特征在于，該電荷泵依據(jù)濾波后的該第一相位信號及濾波后的該第二相位信號來產(chǎn)生該控制信號。
14.根據(jù)權利要求12所述的時脈產(chǎn)生方法，其特征在于，該第一、第二濾波器皆為具有單一極點的低通濾波器。
15.一種時脈產(chǎn)生方法，包含有檢測一第一時脈和一第二時脈之間的一相位差，以產(chǎn)生一檢測結果；利用一電荷泵來依據(jù)該檢測結果產(chǎn)生一控制信號，并對該檢測結果至該控制信號之間的一中間信號進行濾波操作；對該控制信號進行濾波操作；以及依據(jù)濾波后的該控制信號來產(chǎn)生一輸出時脈，其中該輸出時脈用來產(chǎn)生該第二時脈。
16.根據(jù)權利要求15所述的時脈產(chǎn)生方法，其特征在于，該檢測結果包含有一第一相位信號與一第二相位信號，以及對該檢測結果至該控制信號之間的該中間信號進行濾波操作的步驟包含有利用一第一濾波器來對該第一相位信號至該控制信號之間的一第一電壓信號進行濾波操作；以及利用一第二濾波器來對該第二相位信號至該控制信號之間的一第二電壓信號進行濾波操作。
17.根據(jù)權利要求16所述的時脈產(chǎn)生方法，其特征在于，該第一、第二濾波器皆為具有單一極點的低通濾波器。
全文摘要
本發(fā)明是一種時脈產(chǎn)生電路與時脈產(chǎn)生方法，該時脈產(chǎn)生電路包含有一相位檢測器用來檢測一第一時脈和一第二時脈之間的一相位差，以產(chǎn)生一檢測結果；一第一濾波裝置用來對該檢測結果進行濾波操作；一電荷泵用來依據(jù)濾波后的該檢測結果來產(chǎn)生一控制信號；一第二濾波裝置用來對該控制信號進行濾波操作；以及一可控制振蕩器用來依據(jù)濾波后的該控制信號來產(chǎn)生一輸出時脈，其中該輸出時脈用來產(chǎn)生該第二時脈。
文檔編號H03L7/099GK102255614SQ201010190098
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權日2010年5月20日
發(fā)明者顏仕杰 申請人:晨星半導體股份有限公司, 晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司