相位检测器电路和方法技术

技术编号:7857211 阅读:230 留言:0更新日期:2012-10-13 19:41
相位检测器电路比较第一周期性输入信号和第二周期性输入信号的相位以产生输出信号。相位检测器包括形成第一周期性输入信号和第二周期性输入信号的两个不同组合以产生第三周期性信号和?第四周期性信号的电路。该电路使得表达第一相对相移的第三周期性信号取决于第一周期性信号和第二周期性信号的第一组合。该电路使得第四周期性信号取决于第一周期性信号和第二周期性信号的第二种组合以提供不同的相对相移。相位检测器还包括比较电路,比较电路比较第三周期性信号功率的测量和第四周期性信号功率的测量以产生相位比较输出信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及电子电路,并且更具体而言,涉及。
技术介绍
图I图示了现有技术的锁相环(PLL) 100。PLL 100包括相位检测器电路101、环路滤波器电路102、振荡器电路103和分频器电路104。相位检测器电路101比较反馈时钟信号FBCLK的相位与参考时钟信号REFCLK的相位以产生控制信号VC。环路滤波器电 路102 过滤控制信号VC以产生经过滤的控制信号VCF。振荡器电路103产生周期性的输出时钟信号0UTCLK。振荡器电路103基于经过滤的控制信号VCF中的改变来变化OUTCLK的频率。分频器电路104响应于OUTCLK产生FBCLK。分频器电路104对OUTCLK分频以产生FBCLK的频率。PLL 100驱动FBCLK与REFCLK之间的相位差和频率差至零。分频器电路104为了响应于高频输出时钟信号OUTCLK产生反馈时钟信号FBCLK 而典型地消耗大量功率。分频器电路104还在OUTCLK中产生抖动。因此,需要提供一种产生高频周期性输出信号的锁相环,其无需消耗大量功率并产生抖动的分频器电路。附图说明图I图示了现有技术的锁相环(PLL)。图2A图示了相位检测器电路的示例。图2B图示了当Φ i和Φ2分别为90度(+j)和270度H)时,图2A的组合电路的两个信号的、根据组合电路的输入信号之间的相位差的归一化平均功率的示例。图2C通过比较来自组合电路两个信号的在Φ4Ρ Φ2相位范围内的归一化功率差,显示了图2Α的相位检测器针对组合电路的输入信号之间的90度相位差的灵敏度。图2D图示了使用图2Α相位检测器电路的实施例的、能够产生高频周期性输出信号的锁相环(PLL)电路的示例。图3Α图示了可以用于在图2D的PLL中实现无源混合耦合器的混合耦合器电路的示例。图3Β图示了可以用于在图2D的PLL中实现无源混合耦合器的LC电路的示例。图4为图示了去往图2D的无源混合耦合器的周期性输入信号之间相位差比对在信号等于A+jB和A-jB的实施例中的来自无源混合耦合器的信号之间归一化幅度差值的曲线图的图表。图5A图示了可以用于实现在图2D的PLL中的幅度/功率检测器电路的包络检测器电路的示例。图5B图示了可以用于实现在图2D的PLL中的幅度/功率检测器电路的自混频器电路的示例。图6图示了能够使用图2A相位检测器电路的实施例产生高频周期性输出信号的延迟锁定环路(DLL)电路的示例。图7A图示了包含图2D的PLL的集成电路的部分的示例。图7B图示了包含图6的DLL的集成电路的部分的示例。 具体实施例方式相位检测器电路将第一周期性输入信号和第二周期性输入信号组合以产生表示输入信号相移图像的不同组合的两个不同的中间信号。相位检测器比较这两个中间信号的功率以确定第一周期性输入信号和第二周期性输入信号之间的相位差。相位检测器可以使用无源电路(例如无源混合耦合器)以产生两个输出信号。通过在诸如PLL之类的锁定环路中使用此类型相位检测器电路,低功率电路可以用于产生具有特定相位的时序信号。此电路在数字电子器件中有广泛应用,这包括在低功率数字器件中使用,其中将芯片或电路与时序参考信号同步,或者关于时序参考信号控制该芯片或电路。图2A图示了相位检测器电路200的示例。相位检测器电路200比较两个周期性输入信号A和B的相位以产生输出信号OUT。输出信号OUT直接依赖于输入信号A和B之间的相位差,因而可以被用于同步它们的相对相位或者将它们锁定至受控关系。相位检测器电路200包括将两个输入信号A和B组合以产生表示输入信号的相移图像的不同组合的两个中间信号的组合电路201。在图2A中,这两个中间信号分别被表示为A+exp(jX Φ^ΧΒ 和A+exp(jX Φ2) XB,但是存在这些信号可以被组合以表达相对相移的备选方式。两个中间信号输入至比较电路202,该比较电路202产生输出信号OUT。在一个实施例中,比较电路获取这两个中间信号之间的差值以产生差信号,接着差信号被处理以检测(至少针对频率范围的)峰值功率。在A和B同相时,差信号将具有最大峰值功率,而在A和B的相位差为180度时,差信号将具有最小峰值功率。另外,对于给定的信号A和B之间的任意相位关系而言,在小1和Φ2的相位差为180度时,峰值功率上的差值将被最大化。这些关系分别以图4和图2B/2C图示。在图2Α的实施例中,组合电路201相对彼此地修改输入信号A和B以产生两个周期性信号,这两个周期性信号等于A+exp(jX Ct1) XB和A+exp(jX Φ2) ΧΒ,其中j=>/^T。参数指示组合电路201产生的在周期性信号B中的相对于周期性信号A的相位偏移, 从而产生等于A+eXp(jXch)XB的中间信号。参数Φ2指示组合电路201产生的在周期性信号B中的相对于周期性信号A的相位偏移,从而产生等于A+exp(j X Φ2) XB的中间信号。如上所述,可以存在组合这些信号的其他方法,其包括表达它们之间相对相位延迟的其他方法。当牝和Φ2在特定的范围内时,信号A+exp(jX C^1) XB和A+exp(jX Φ2) XB的功率差别与周期性信号A和B之间的相位差成比例。图2Β图示了当Φ,Ρ Φ2分别为90 度(+j)和270度(_j)时,来自组合电路201的两个中间信号的、根据输入信号A和B之间相位差的归一化平均功率的示例。在图2B中分别以实线和虚线显示来自组合电路201的中间信号 A+exp(jX Φ0 XB 和 A+exp(jX Φ2) XB。组合电路 201 使信号 A+exp (j X Φ) XB和A+exp (jX Φ2) XB具有响应于在相位上对准的信号A和B的相同的归一化平均功率。若干实施例(包括下面结合图2D讨论的实施例)利用这些原理以便于PLL的构造。例如,相位检测器电路(图2Α中的块200)可以接收PLL反馈以作为待被锁定至提供为信号“Α”的参考输入的信号“B,”。在此情况下,如上所述,组合电路可以被用于引起信号B相对于信号A的两个不同的相移图像,以及产生两个不同的输出A+exp (j X Φ i) XB和 A+exp (j X Φ2) ΧΒ。图2A中的组合电路可以实现为不需要额外电源驱动而产生该组合的无源电路,从而促成了低功率的PLL。在图2D的实施例中,该电路可进一步地实现为“混合规A吳”不内口ο 对于输入信号A和B之间90度的相位差而言,通过在Ct1和小2的相位范围内比 较两个中间信号输出之间的归一化功率差,图2C显示了相位检测器200的灵敏度。在图2C 中,信号间的功率差以O至I. O间的归一化数值来表示。图2C中的九条曲线针对Φ,Ρ Φ2 的相位范围图示了来自组合电路201的信号之间的、在O. 1,0. 2,0. 3,0. 4,0. 5,0. 6,0. 7, O. 8和O. 9处的归一化功率差。如图2C所示,虽然Φ i和Φ2的理想值分别是90度和270 度,但是相位检测器200在大范围的参数(^和Φ2的值的范围内工作。比较电路202将周期性信号A+exp (j X Φ J XB的功率与周期性信号 A+exp (j X Φ2) XB的功率进行比较,以产生相位检测器电路200的相位比较输出信号OUT。 相位检测器200的相位比较输出信号OU本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.21 US 61/297,0021.一种相位检测器电路,包括 组合电路,其以两种不同方式组合第一周期性信号和第二周期性信号,以产生第三周期性信号和第四周期性信号,其中所述组合电路使得所述第三周期性信号取决于所述第一周期性信号和所述第二周期性信号的、具有第一相对相移的组合,并且其中所述组合电路使得所述第四周期性信号取决于所述第一周期性信号和所述第二周期性信号的、具有第二相对相移的组合;以及 比较电路,将所述第三周期性信号的功率的测量与所述第四周期性信号的功率的测量相比较,以产生所述相位检测器电路的输出信号。2.根据权利要求I的相位检测器电路,进一步包括 第一包络检测器电路,其产生表示所述第三周期性信号的功率的第一包络信号;以及 第二包络检测器电路,其产生表示所述第四周期性信号的功率的第二包络信号,其中所述比较电路将所述第一包络信号与所述第二包络信号相比较,以产生所述相位检测器电路的输出信号。3.根据权利要求2的相位检测器电路,其中所述第一包络检测器电路包括第一二极管、第一电阻器和与所述第一电阻器并联耦合并且耦合至所述第一二极管的第一电容器,并且其中所述第二包络检测器电路包括第二二极管、第二电阻器和与所述第二电阻器并联耦合并且耦合至所述第二二极管的第二电容器。4.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述组合电路包括以环形结构耦合的四条传输线。5.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述组合电路包括以环形结构耦合的第一电感器、第二电感器、第三电感器以及第四电感器。6.根据权利要求5的相位检测器电路,其中所述组合电路进一步包括耦合至所述第一电感器和第二电感器的第一电容器、耦合至所述第二电感器和第三电感器的第二电容器、耦合至所述第三电感器和第四电感器的第三电容器以及耦合至所述第四电感器和第一电感器的第四电容器。7.根据权利要求I的相位检测器电路,进一步包括 第一自混频器电路,其产生表示所述第三周期性信号的功率的第一功率信号;以及 第二自混频器电路,其产生表示所述第四周期性信号的功率的第二功率信号,其中,所述比较电路将所述第一功率信号与所述第二功率信号相比较,以产生所述相位检测器电路的输出信号。8.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述相位检测器电路为锁相环电路的一部分,并且所述第二周期性信号为所述锁相环电路中的反馈信号。9.根据权利要求8的相位检测器电路,其中所述第二周期性信号从所述锁相环电路中振荡器电路的输出路由至所述相位检测器电路的输入。10.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述相位检测器电路为延迟锁定环路电路的一部分,并且所述第二周期性信号为所述延迟锁定环路电路中的反馈信号。11.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述组合电路为无源电路。12.根据权利要求11的相位检测器电路,其中所述无源电路为无源混合耦合器。13.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述组合电路使得所述第三周期性信号取决于所述第一周期性信号和所述第二周期性信号的、引入约90度的相对相移的组合,所述组合电路使得所述第四周期性信号取决于所述第一周期性信号和所述第二周期性信号的、引入约270度的相对相移的组合。14.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述相位检测器电路为集成电路。15.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述相位检测器电路为动态随机存取存储器集成电路。16.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述相位检测器电路为存储器器件的一部分。17.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述相位检测器电路为存储器控制器集成电路。18.根据权利要求I的相位检测器电路,其中所述组合电路通过将所述第一周期性信号和所述第二周期性信号组合用于产生所述第三周期性信号的第一极性相移和所述第四周期性信号的第二极性相移,来产生所述第三周期性信号和所述第四周期性信号,并且其中所述组合电路减去所述第三周期性信号和所述第四周期性信号以获得隔离所述第一周期性信号和所述第二周期性信号之间相位差的输出,并且使得所述输出收敛至所述第一周期性信号和所述第二周期性信号之间的特定的相位差。19.一种电路,包括 相位检测器电路,其接收第一周期性信号和第二周期性信号并且响应于所述第一周期性信号和所述第二周期性信号产生第三周期性信号和第四周期性信号,其中所述相位检测器电路使得所述第三周期性信号取决于所述第一周期性信号和所述第二周期性信号的、表达第一相对相移的组合,其中所述相位检测器电路使得所述第四周期性信号取决于所述第一周期性信号和所述第二周期性信号的、表达第二相对相移的组合,并且其中所述相位检测器电路将所述第三周期性信号的功率与所述第四周期性信号的功率相比较,以产生输出信号;以及 环路电路,耦合至所述相位检测器电路,其中所述环路电路产生所述第二周期性信号,并且其中所述环路电路基于所述相位检测器电路的输出信号中的改变来变化所述第二周期性信号的相位。20.根据权利要求19的电路,其中所述环路电路包括耦合至振荡器的环路滤波器,其中所述环路滤波器接收所述相位检测器电路的输...

【专利技术属性】
技术研发人员:F·阿扬法李海昌C·沃纳
申请(专利权)人:拉姆伯斯公司
类型:发明
国别省市:

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