CN104716955A - 一种锁相环中的时间数字转换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锁相环中的时间数字转换器，能够提高锁相精度。该时间数字转换器包括输入第一信号的延时单元和输入第二信号的采样单元，其中：延时单元，包括顺次串联的第一延时链、第二延时链和第三延时链，用于对第一信号进行延时；第一延时链包括至少一个第一延时器，第二延时链包括至少三个第二延时器，第三延时链包括至少一个第三延时器，第一延时器的延时长度和第三延时器的延时长度大于第二延时器的延时长度；采样单元，用于在第二信号的预设时刻，对延时单元中的第一延时链中的各第一延时器、第二延时链中的各第二延时器以及第三延时链中的各第三延时器的输出信号进行采样，输出采样信号。

Description

一种锁相环中的时间数字转换器

技术领域

本发明涉及锁相环技术领域，尤其涉及一种锁相环中的时间数字转换器。

背景技术

锁相环(PLL，Phase-locked loops)是一种利用反馈控制原理来实现两个信号相位差固定不变的技术。例如第一信号和第二信号两个信号，可以任意给定两个信号的目标相位差，即给定了第一信号的指定时刻与第二信号的预设时刻的目标时间间隔，检测两个信号的当前相位差，即检测第一信号的指定时刻与第二信号的预设时刻的当前时间间隔，当将第二信号作为参考信号时，可以根据该目标时间间隔和当前时间间隔对第一信号的相位进行控制，以锁定第一信号的指定时刻与第二信号的预设时刻的时间间隔，即锁定了两个信号的相位差。

在锁相环中，用于检测两个信号的当前相位差，即检测第一信号的指定时刻与第二信号的预设时刻的当前时间间隔的装置即为时间数字转换器(TDC，Time-Digital Converter)。现有技术中的一种时间数字转换器如图1所示，主要包括输入第一信号的延时单元101和输入第二信号的采样单元102，第一信号和第二信号中，第二信号为参考信号，具体的：

延时单元101，包括串联的多个延时长度相等的延时器，用于对第一信号进行延时；其中，延时单元101的延时长度大于第一信号的周期；

采样单元102，用于在第二信号的预设时刻，对延时单元101中的各延时器的输出信号D(1)、D(2)……D(n)进行采样，输出采样信号Q(1)、Q(2)……Q(n)。采样单元102输出的采样信号构成的二进制序列Q[1:n]中便携带了第一信号的上升沿时刻/下降沿时刻与第二信号的预设时刻的时间间隔信息，即携带了两个信号的相位差信息。

假设，一个延时器的延时长度为t1，第一信号的周期为T1＝8t1，则延时单元101应包括8个以上延时器，例如可以包括10个，第一信号、第二信号及10个延时器的输出信号D(1)、D(2)……D(10)如图2所示，10个延时器的输出信号均与第一信号同向。若第二信号的预设时刻具体为第二信号的上升沿时刻，则采样单元102在第二信号的上升沿时刻，对延时单元101中的10个延时器的输出信号进行采样。如图2所示，在第二信号的上升沿时刻，延时器的输出信号D(1)、D(2)为高电平，D(3)、D(4)、D(5)、D(6)为低电平，D(7)、D(8)、D(9)、D(10)为高电平，因此采样单元102输出的采样信号Q(1)、Q(2)……Q(10)构成的二进制序列Q[1:10]为0011110000。该二进制序列中携带了第二信号上升沿时刻与第一信号上升沿时刻、第一信号下降沿时刻之间的时间间隔信息。序列中的第一位为“0”，从第一位经过2个延时器的时间间隔在第三位跳变为“1”，表征了第二信号上升沿时刻与该第二信号上升沿时刻之前最近的第一信号下降沿时刻之间的时间间隔为2个延时器的时间间隔，即2t1；从第一位经过6个延时器的时间间隔在第七位重新跳变为“0”，表征了第二信号上升沿时刻与该第二信号上升沿时刻之前最近的第一信号上升沿时刻之间的时间间隔为6个延时器的时间间隔，即6t1。

显然，现有时间数字转换器的检测精度取决于延时单元101中的延时器的延时长度t1，若采用延时长度较小的延时器，则需要数量较多的延时器，延时器的误差累积影响较大，时间数字转换器将很难实现，因此，需采用延时长度较大的延时器，导致现有时间数字转换器的检测精度较低，使得锁相环的锁相精度也较低。

发明内容

本发明实施例提供一种锁相环中的时间数字转换器，用以解决锁相环锁相精度较低的问题。

第一方面，提供一种锁相环中的时间数字转换器，包括输入第一信号的延时单元和输入第二信号的采样单元，其中：

所述延时单元，包括顺次串联的第一延时链、第二延时链和第三延时链，用于对所述第一信号进行延时；所述第一延时链包括至少一个第一延时器，所述第二延时链包括至少三个第二延时器，所述第三延时链包括至少一个第三延时器，所述第一延时器的延时长度和所述第三延时器的延时长度大于所述第二延时器的延时长度；

所述采样单元，用于在所述第二信号的预设时刻，对所述延时单元中的第一延时链中的各第一延时器、第二延时链中的各第二延时器以及第三延时链中的各第三延时器的输出信号进行采样，输出采样信号。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第二延时链的延时长度大于所述锁相环在开环运行状态下输出信号抖动的峰峰值；

所述延时单元的延时长度大于所述第一信号的周期。

结合第一方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第一延时链的延时长度和所述第三延时链的延时长度相同；或者

所述第一延时链的延时长度和所述第三延时链的延时长度不相同。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，或者第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器的延时长度和所述第三延时链中的第三延时器的延时长度为所述第二延时链中的第二延时器的延时长度的4～10倍。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，第一方面的第二种可能的实现方式，或者第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器的延时长度和所述第三延时链中的第三延时器的延时长度相同；或者

所述第一延时链中的第一延时器的延时长度和所述第三延时链中的第三延时器的延时长度不相同。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，第一方面的第二种可能的实现方式，第一方面的第三种可能的实现方式，或者第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器的数量和所述第三延时链中的第三延时器的数量相同；或者

所述第一延时链中的第一延时器的数量和所述第三延时链中的第三延时器的数量不相同。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，第一方面的第二种可能的实现方式，第一方面的第三种可能的实现方式，第一方面的第四种可能的实现方式，或者第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器和/或所述第三延时链中的第三延时器为反相器。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，第一方面的第二种可能的实现方式，第一方面的第三种可能的实现方式，第一方面的第四种可能的实现方式，第一方面的第五种可能的实现方式，或者第一方面的第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第二延时链中的第二延时器为RC延时器。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，第一方面的第二种可能的实现方式，第一方面的第三种可能的实现方式，第一方面的第四种可能的实现方式，第一方面的第五种可能的实现方式，第一方面的第六种可能的实现方式，或者第一方面的第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述采样单元包括多个触发器，所述延时单元中的第一延时链中的各第一延时器、第二延时链中的各第二延时器以及第三延时链中的各第三延时器和所述采样单元中的触发器一一对应；

每个触发器在所述第二信号的预设时刻，对该触发器对应的第一延时器、第二延时器或第三延时器的输出信号进行采样，输出采样信号；并且，针对每个触发器，当该触发器对应的第一延时器、第二延时器或第三延时器的输出信号和所述第一信号同向时，从该触发器的同向输出端输出采样信号；当该触发器对应的第一延时器、第二延时器或第三延时器的输出信号和所述第一信号反向时，从该触发器的反向输出端输出采样信号。

第二方面，提供一种锁相环中的时间数字转换器，包括输入第一信号的延时单元和输入第二信号的采样单元，其中：

所述延时单元，包括串联的第一延时链和第二延时链，用于对所述第一信号进行延时；所述第一延时链包括至少一个第一延时器，所述第二延时链包括至少三个第二延时器，所述第一延时器的延时长度大于所述第二延时器的延时长度；

所述采样单元，用于在所述第二信号的预设时刻，对所述延时单元中的第一延时链中的各第一延时器以及第二延时链中的各第二延时器的输出信号进行采样，输出采样信号。

结合第二方面，所述延时单元中，所述第二延时链的延时长度大于所述锁相环在开环运行状态下输出信号抖动的峰峰值；

所述延时单元的延时长度大于所述第一信号的周期。

结合第二方面，或者第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器的延时长度为所述第二延时链中的第二延时器的延时长度的4～10倍。

结合第二方面，第二方面的第一种可能的实现方式，或者第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器为反相器。

结合第二方面，第二方面的第一种可能的实现方式，第二方面的第二种可能的实现方式，或者第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述延时单元中，所述第二延时链中的第二延时器为RC延时器。

结合第二方面，第二方面的第一种可能的实现方式，第二方面的第二种可能的实现方式，第二方面的第三种可能的实现方式，或者第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述采样单元包括多个触发器，所述延时单元中的第一延时链中的各第一延时器以及第二延时链中的各第二延时器和所述采样单元中的触发器一一对应；

每个触发器在所述第二信号的预设时刻，对该触发器对应的第一延时器或第二延时器的输出信号进行采样，输出采样信号；并且，针对每个触发器，当该触发器对应的第一延时器或第二延时器的输出信号和所述第一信号同向时，从该触发器的同向输出端输出采样信号；当该触发器对应的第一延时器或第二延时器的输出信号和所述第一信号反向时，从该触发器的反向输出端输出采样信号。

根据第一方面提供的锁相环中的时间数字转换器，第二方面提供的锁相环中的时间数字转换器，对第一信号进行延时的延时单元包括顺次串联的第一延时链、第二延时链和第三延时链，第一延时链包括的第一延时器的延时长度和第三延时链包括的第三延时器的延时长度均大于第二延时链包括的第二延时器的延时长度；即第一延时链和第三延时链均采用延时长度较大的延时器，可以减少延时单元中延时器的数量，使时间数字转换器易于实现；第二延时链采用延时长度较小的延时器，可以提高时间数字转换器的检测精度，进而提高了锁相环的锁相精度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中的时间数字转换器的示意图；

图2为现有技术中的时间数字转换器中的原理示意图；

图3为本发明实施例1提供的时间数字转换器的示意图之一；

图4为本发明实施例1提供的时间数字转换器的示意图之二；

图5为本发明实施例1提供的时间数字转换器中的原理示意图；

图6为本发明实施例2提供的时间数字转换器的示意图。

具体实施方式

为了给出提高锁相环锁相精度的实现方案，本发明实施例提供了一种锁相环中的时间数字转换器，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

本发明实施例1提供了一种锁相环中的时间数字转换器，如图3所示，包括输入第一信号的延时单元301和输入第二信号的采样单元302，其中：

延时单元301，包括顺次串联的第一延时链3011、第二延时链3012和第三延时链3013，用于对第一信号进行延时；第一延时链3011包括至少一个第一延时器，第二延时链3012包括至少三个第二延时器，第三延时链3013包括至少一个第三延时器，第一延时器的延时长度和第三延时器的延时长度大于第二延时器的延时长度；

采样单元302，用于在第二信号的预设时刻，对延时单元301中的第一延时链3011中的各第一延时器、第二延时链3012中的各第二延时器以及第三延时链3013中的各第三延时器的输出信号进行采样，输出采样信号。

即延时单元301中，第一延时链3011包括串联的n1个第一延时器，第二延时链3012包括串联的n2个第二延时器，第三延时链3013包括串联的n3个第三延时器，其中n1≥1，n2≥3，n3≥1。即采样单元302输出的采样信号中，有至少一个采样信号为第一延时器的输出信号的采样信号，有至少三个采样信号为第二延时器的输出信号的采样信号，有至少一个采样信号为第三延时器的输出信号的采样信号。

通常在锁相环中，振荡器输出的时钟信号CKV为上述第一信号，外部时钟参考信号FREF为上述第二信号。

进一步的，延时单元301的延时长度大于第一信号的周期；延时单元301中，第二延时链3012的延时长度大于锁相环在开环运行状态下输出信号抖动的峰峰值，该峰峰值可以预先根据实际应用场景基于实验数据获得；而延时单元301中，第一延时链3011的延时长度和第三延时链3013的延时长度可以相同，也可以不相同，本发明不做具体限定。

本发明实施例1提供的时间数字转换器中的延时单元中，第一延时链3011和第三延时链3013均采用延时长度较大的延时器，第二延时链3012采用延时长度较小的延时器。具体的，延时单元301中，第一延时链3011中的第一延时器的延时长度和第三延时链3013中的第三延时器的延时长度可以相同，也可以不相同；延时单元301中，第一延时链3011中的第一延时器的数量和第三延时链3013中的第三延时器的数量可以相同，也可以不相同。

在一个具体实施例中，采样单元302，具体可以在第二信号的上升沿时刻，对延时单元301中的第一延时链3011中的各第一延时器、第二延时链3012中的各第二延时器以及第三延时链3013中的各第三延时器的输出信号D(1)……D(n1)、D(n1+1)……D(n1+n2)、D(n1+n2+1)……D(n1+n2+n3)进行采样，输出采样信号Q(1)……Q(n1)、Q(n1+1)……Q(n1+n2)、Q(n1+n2+1)……Q(n1+n2+n3)；此时，采样单元302输出的采样信号构成的二进制序列Q[1:n1+n2+n3]中便携带了第二信号上升沿时刻与第一信号上升沿时刻、第一信号下降沿时刻之间的时间间隔信息。

在另一个具体实施例中，采样单元302，具体也可以在第二信号的下降沿时刻，对延时单元301中的第一延时链3011中的各第一延时器、第二延时链3012中的各第二延时器以及第三延时链3013中的各第三延时器的输出信号D(1)……D(n1)、D(n1+1)……D(n1+n2)、D(n1+n2+1)……D(n1+n2+n3)进行采样，输出采样信号Q(1)……Q(n1)、Q(n1+1)……Q(n1+n2)、Q(n1+n2+1)……Q(n1+n2+n3)；此时，采样单元302输出的采样信号构成的二进制序列Q[1:n1+n2+n3]中便携带了第二信号下降沿时刻与第一信号上升沿时刻、第一信号下降沿时刻之间的时间间隔信息。

具体实现时，延时单元301中，第一延时链3011中的第一延时器具体可以但不限于为反相器；第二延时链3012中的第二延时器具体可以但不限于为RC延时器；第三延时链3013中的第三延时器具体也可以但不限于为反相器。

采样单元302具体可以但不限于由多个触发器实现，各触发器的时钟端连接第二信号，此时，延时单元301中的第一延时链3011中的各第一延时器、第二延时链3012中的各第二延时器以及第三延时链3013中的各第三延时器和采样单元302中的触发器一一对应；每个触发器在第二信号的预设时刻，对该触发器对应的第一延时器、第二延时器或第三延时器的输出信号进行采样，输出采样信号。需要说明的是，针对每个触发器，当该触发器对应的第一延时器、第二延时器或第三延时器的输出信号和第一信号同向时，从该触发器的同向输出端输出采样信号；当该触发器对应的第一延时器、第二延时器或第三延时器的输出信号和第一信号反向时，从该触发器的反向输出端输出采样信号。

下面结合附图，用具体示例对本发明实施例1提供的锁相环中的时间数字转换器进行进一步说明。

假设，延时单元301中，第一延时链3011中的第一延时器和第三延时链3013中的第三延时器均为反相器，延时长度为t1，第二延时链3012中的第二延时器为RC延时器，延时长度为t2，其中，t1＝4t2；锁相环在开环运行状态下输出信号抖动的峰峰值为5t2，因此第二延时链3012的延时长度大于5t2，例如可以为6t2，此时，第二延时链3012中包括6个串联的第二延时器；第一信号的周期T1＝8t1，因此第一延时链3011的延时长度与第三延时链3013的延时长度之和大于8t1-6t2＝6.5t1，例如可以为8t1，此时，第一延时链3011中可以包括4个串联的第一延时器，第三延时链3013中可以包括4个串联的第三延时器。若采样单元302具体由多个触发器实现，则此时时间数字转换器的具体结构如图4所示，第一信号、第二信号及各第一延时器、各第二延时器、各第三延时器的输出信号D(1)、D(2)……D(14)如图5所示，其中，D*(1)为D(1)的反向信号，D*(3)为D(3)的反向信号，D*(11)为D(11)的反向信号，D*(13)为D(13)的反向信号。

若第二信号的预设时刻具体为第二信号的上升沿时刻，则采样单元302在第二信号的上升沿时刻，对延时单元301中的各第一延时器、各第二延时器、各第三延时器的输出信号D(1)、D(2)……D(14)进行采样，此时，采样单元302输出的采样信号Q(1)、Q(2)……Q(14)构成的二进制序列Q[1:14]为00011111111000，如图5中竖实线所示。

如图5所示，第一信号中，第一延时链3011对应的区域为第一延时链窗口，该第一延时链窗口表征了第一延时链3011对第一信号的延时范围；第二延时链3012对应的区域为第二延时链窗口，该第二延时链窗口表征了第二延时链3012对第一信号的延时范围；第三延时链3013对应的区域为第三延时链窗口，该第三延时链窗口表征了第三延时链3013对第一信号的延时范围。显然，若规定当第二信号上升沿时刻处于第一信号的第一延时链窗口时两个信号的相位差为目标相位差，此时，时间数字转换器的检测精度取决于第一延时链3011中的第一延时器的延时长度t1，由于第一延时器的延时长度较大，因此此时检测精度较低；若规定当第二信号上升沿时刻处于第一信号的第二延时链窗口时两个信号的相位差为目标相位差，此时，时间数字转换器的检测精度取决于第二延时链3012中的第二延时器的延时长度t2，由于第二延时器的延时长度较小，因此此时检测精度较高；若规定当第二信号上升沿时刻处于第一信号的第三延时链窗口时两个信号的相位差为目标相位差，此时，时间数字转换器的检测精度取决于第三延时链3013中的第三延时器的延时长度t1，由于第三延时器的延时长度较大，因此此时检测精度较低。

因此，实际操作中可以规定，当第二信号上升沿时刻处于第一信号的第二延时链窗口时，两个信号的相位差为目标相位差，锁相环处于为锁定状态，例如，可以如图5中竖点段线所示，锁定状态对应的二进制序列为11111110000001。

显然，第二延时链3012中的第二延时器的延时长度越小，时间数字转换器能够提供越高的检测精度，但是延时器的误差累积影响也越大，使得时间数字转换器越难实现。较佳的，第一延时链3011中的第一延时器的延时长度和第三延时链3013中的第三延时器的延时长度具体可以为第二延时链3012中的第二延时器的延时长度的至少4～10倍，此时时间数字转换器能够提供较高的检测精度，并且易于实现。

由于锁相环是一种利用反馈控制原理来对两个信号相位差进行控制的技术，两个信号相位差是不断抖动的，因此，第二延时链3012中应包括至少三个第二延时器，满足两个信号相位差的左右抖动需求，保证检测精度。

综上所述，采用本发明实施例1提供的锁相环中的时间数字转换器能够提供较高的检测精度，从而减小了时间数字转换器的相位噪声，进而减小了锁相环的相位噪声，提高了锁相环的锁相精度。

而延时单元301中的第一延时链3011和第三延时链均采用延时长度较大的延时器，不但可以减少延时器的数量，减小了功耗，降低了实现电路面积，使时间数字转换器更易于实现，应用于锁相环中，还可以使两个信号的相位差尽快达到目标相位差，即使锁相环尽快处于为锁定状态。

实施例2：

基于同一发明构思，对本发明实施例1提供的锁相环中的时间数字转换器的结构进行简化，本发明实施例2还提供了一种锁相环中的时间数字转换器，如图6所示，包括输入第一信号的延时单元601和输入第二信号的采样单元602，其中：

延时单元601，包括串联的第一延时链6011和第二延时链6012，用于对第一信号进行延时；第一延时链6011包括至少一个第一延时器，第二延时链6012包括至少三个第二延时器，该第一延时器的延时长度大于该第二延时器的延时长度；

采样单元602，用于在第二信号的预设时刻，对延时单元601中的第一延时链6011中的各第一延时器以及第二延时链6012中的各第二延时器的输出信号进行采样，输出采样信号。

即延时单元601中，第一延时链6011包括串联的n1个第一延时器，第二延时链6012包括串联的n2个第二延时器，其中，n1≥1，n2≥3。即采样单元602输出的采样信号中，有至少一个采样信号为第一延时器的输出信号的采样信号，有至少三个采样信号为第二延时器的输出信号的采样信号。

进一步的，延时单元601的延时长度大于第一信号的周期；延时单元601中，第二延时链6012的延时长度大于锁相环在开环运行状态下输出信号抖动的峰峰值，该峰峰值可以预先根据实际应用场景基于实验数据获得。

延时单元601中，在第一延时链6011和第二延时链6012串联时，具体可以如图3所示第一延时链6011在前、第二延时链6012在后，也可以第二延时链6012在前、第一延时链6011在后。

本发明实施例2提供的时间数字转换器中的延时单元中，第一延时链6011采用延时长度较大的延时器，第二延时链6012采用延时长度较小的延时器，较佳的，第一延时链6011中的第一延时器的延时长度具体可以为第二延时链6012中的第二延时器的延时长度的4～10倍，此时时间数字转换器能够提供较高的检测精度，并且易于实现。

在一个具体实施例中，采样单元602，具体可以在第二信号的上升沿时刻，对延时单元601中的第一延时链6011中的各第一延时器以及第二延时链6012中的各第二延时器的输出信号D(1)……D(n1)、D(n1+1)……D(n1+n2)进行采样，输出采样信号Q(1)……Q(n1)、Q(n1+1)……Q(n1+n2)；此时，采样单元602输出的采样信号构成的二进制序列Q[1:n1+n2]中便携带了第二信号上升沿时刻与第一信号上升沿时刻、第一信号下降沿时刻之间的时间间隔信息。

在另一个具体实施例中，采样单元602，具体也可以在第二信号的下降沿时刻，对延时单元601中的第一延时链6011中的各第一延时器以及第二延时链6012中的各第二延时器的输出信号D(1)……D(n1)、D(n1+1)……D(n1+n2)进行采样，输出采样信号Q(1)……Q(n1)、Q(n1+1)……Q(n1+n2)；此时，采样单元602输出的采样信号构成的二进制序列Q[1:n1+n2]中便携带了第二信号下降沿时刻与第一信号上升沿时刻、第一信号下降沿时刻之间的时间间隔信息。

具体实现时，延时单元601中，第一延时链6011中的第一延时器具体可以但不限于为反相器；第二延时链6012中的第二延时器具体可以但不限于为RC延时器。

采样单元602具体可以但不限于由多个触发器实现，此时，延时单元601中的第一延时链6011中的各第一延时器以及第二延时链6012中的各第二延时器和采样单元602中的触发器一一对应；每个触发器在第二信号的预设时刻，对该触发器对应的第一延时器或第二延时器的输出信号进行采样，输出采样信号。需要说明的是，针对每个触发器，当该触发器对应的第一延时器或第二延时器的输出信号和第一信号同向时，从该触发器的同向输出端输出采样信号；当该触发器对应的第一延时器或第二延时器的输出信号和第一信号反向时，从该触发器的反向输出端输出采样信号。

本发明实施例2提供的时间数字转换器的原理和本发明实施例1提供的时间数字转换器的原理类似，相比于现有技术，也可以提高锁相环的锁相精度，在此不再举例详述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种锁相环中的时间数字转换器，其特征在于，包括输入第一信号的延时单元和输入第二信号的采样单元，其中：

所述延时单元，包括顺次串联的第一延时链、第二延时链和第三延时链，用于对所述第一信号进行延时；所述第一延时链包括至少一个第一延时器，所述第二延时链包括至少三个第二延时器，所述第三延时链包括至少一个第三延时器，所述第一延时器的延时长度和所述第三延时器的延时长度大于所述第二延时器的延时长度；

所述采样单元，用于在所述第二信号的预设时刻，对所述延时单元中的第一延时链中的各第一延时器、第二延时链中的各第二延时器以及第三延时链中的各第三延时器的输出信号进行采样，输出采样信号。

2.如权利要求1所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第二延时链的延时长度大于所述锁相环在开环运行状态下输出信号抖动的峰峰值；

所述延时单元的延时长度大于所述第一信号的周期。

3.如权利要求1或2所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第一延时链的延时长度和所述第三延时链的延时长度相同；或者

所述第一延时链的延时长度和所述第三延时链的延时长度不相同。

4.如权利要求1-3任一所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器的延时长度和所述第三延时链中的第三延时器的延时长度为所述第二延时链中的第二延时器的延时长度的4～10倍。

5.如权利要求1-4任一所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器的延时长度和所述第三延时链中的第三延时器的延时长度相同；或者

所述第一延时链中的第一延时器的延时长度和所述第三延时链中的第三延时器的延时长度不相同。

6.如权利要求1-5任一所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器的数量和所述第三延时链中的第三延时器的数量相同；或者

所述第一延时链中的第一延时器的数量和所述第三延时链中的第三延时器的数量不相同。

7.如权利要求1-6任一所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器和/或所述第三延时链中的第三延时器为反相器。

8.如权利要求1-7任一所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第二延时链中的第二延时器为RC延时器。

9.如权利要求1-8任一所述的时间数字转换器，其特征在于，所述采样单元包括多个触发器，所述延时单元中的第一延时链中的各第一延时器、第二延时链中的各第二延时器以及第三延时链中的各第三延时器和所述采样单元中的触发器一一对应；

每个触发器在所述第二信号的预设时刻，对该触发器对应的第一延时器、第二延时器或第三延时器的输出信号进行采样，输出采样信号；并且，针对每个触发器，当该触发器对应的第一延时器、第二延时器或第三延时器的输出信号和所述第一信号同向时，从该触发器的同向输出端输出采样信号；当该触发器对应的第一延时器、第二延时器或第三延时器的输出信号和所述第一信号反向时，从该触发器的反向输出端输出采样信号。

10.一种锁相环中的时间数字转换器，其特征在于，包括输入第一信号的延时单元和输入第二信号的采样单元，其中：

所述延时单元，包括串联的第一延时链和第二延时链，用于对所述第一信号进行延时；所述第一延时链包括至少一个第一延时器，所述第二延时链包括至少三个第二延时器，所述第一延时器的延时长度大于所述第二延时器的延时长度；

所述采样单元，用于在所述第二信号的预设时刻，对所述延时单元中的第一延时链中的各第一延时器以及第二延时链中的各第二延时器的输出信号进行采样，输出采样信号。

11.如权利要求10所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第二延时链的延时长度大于所述锁相环在开环运行状态下输出信号抖动的峰峰值；

所述延时单元的延时长度大于所述第一信号的周期。

12.如权利要求10或11所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器的延时长度为所述第二延时链中的第二延时器的延时长度的4～10倍。

13.如权利要求10-12任一所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第一延时链中的第一延时器为反相器。

14.如权利要求10-13任一所述的时间数字转换器，其特征在于，所述延时单元中，所述第二延时链中的第二延时器为RC延时器。

15.如权利要求10-14任一所述的时间数字转换器，其特征在于，所述采样单元包括多个触发器，所述延时单元中的第一延时链中的各第一延时器以及第二延时链中的各第二延时器和所述采样单元中的触发器一一对应；

每个触发器在所述第二信号的预设时刻，对该触发器对应的第一延时器或第二延时器的输出信号进行采样，输出采样信号；并且，针对每个触发器，当该触发器对应的第一延时器或第二延时器的输出信号和所述第一信号同向时，从该触发器的同向输出端输出采样信号；当该触发器对应的第一延时器或第二延时器的输出信号和所述第一信号反向时，从该触发器的反向输出端输出采样信号。