CN109245761B - 一种锁相环的暂停和恢复方法 - Google Patents

一种锁相环的暂停和恢复方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109245761B
CN109245761B CN201811105177.2A CN201811105177A CN109245761B CN 109245761 B CN109245761 B CN 109245761B CN 201811105177 A CN201811105177 A CN 201811105177A CN 109245761 B CN109245761 B CN 109245761B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
voltage
controlled oscillator
locked loop
loop filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811105177.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109245761A (zh
Inventor
周泽坤
刘晓琳
钱俊林
王韵坤
石跃
王卓
张波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201811105177.2A priority Critical patent/CN109245761B/zh
Publication of CN109245761A publication Critical patent/CN109245761A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109245761B publication Critical patent/CN109245761B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08—Details of the phase-locked loop
    • H03L7/0807—Details of the phase-locked loop concerning mainly a recovery circuit for the reference signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08—Details of the phase-locked loop
    • H03L7/099—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

一种锁相环的暂停和恢复方法，属于电子电路技术领域。锁相环启动完成并锁定后，通过断开环路滤波器与鉴相器和压控振荡器的连接，将环路滤波器的输出电压保持在环路滤波器内的电容上；随后将压控振荡器的输入端信号拉低至地电平，关闭压控振荡器，使得锁相环暂停工作；将锁相环暂停工作后，通过恢复环路滤波器与鉴相器和压控振荡器的连接，并断开压控振荡器的输入端信号与地电平的连接，将锁相环暂停工作时保持在环路滤波器内电容上的环路滤波器的输出电压作为压控振荡器的输入信号控制压控振荡器起振，使得锁相环恢复工作。本发明能够控制锁相环暂停和恢复工作，实现缩短锁相环启动时间和降低功耗的目的。

Description

一种锁相环的暂停和恢复方法
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种锁相环的暂停和恢复方法。
背景技术
在电子电路中，锁相环电路是一种重要的电路，锁相环电路一般用于频率倍增和合成、减小相位偏移和时钟抖动等，从而产生所需要的时钟信号，在数字电路和模拟电路中被广泛应用。锁相环在从关闭状态到开启状态的过程中，要经历瞬态过程以及环路调整过程两个阶段，而瞬态过程一般耗时较长。从低功耗角度考虑，一些应用需要在某些时段关闭锁相环，然后在需要时钟信号时重新开启锁相环，但对于某些系统而言，锁相环重新启动的过程耗时较长，所以不能关闭锁相环，因此就无法达到低功耗的目的。
发明内容
针对锁相环重新开启时在瞬态过程耗时较长引起的功耗高的问题，本发明提出了一种锁相环的暂停和恢复方法，在不需要锁相环工作时使得锁相环暂停工作，需要锁相环工作时使得锁相环跳过瞬态过程直接进入环路调整过程从而恢复工作，达到缩短启动时间和降低功耗的目的。
本发明的技术方案为：
一种锁相环的暂停和恢复方法，所述锁相环包括依次连接的鉴相器、环路滤波器和压控振荡器；
所述锁相环启动完成并锁定后，将所述锁相环暂停工作的方法包括如下步骤：
a1、断开所述环路滤波器与所述鉴相器和压控振荡器的连接，将所述环路滤波器的输出电压保持在所述环路滤波器内的电容上；
a2、将所述压控振荡器的输入端信号拉低至地电平，关闭所述压控振荡器，使得所述锁相环暂停工作；
将所述锁相环暂停工作后，使所述锁相环恢复工作的方法包括如下步骤：
b1、恢复所述环路滤波器与所述鉴相器和压控振荡器的连接；
b2、断开所述压控振荡器的输入端信号与地电平的连接，将所述锁相环暂停工作时保持在所述环路滤波器内电容上的所述环路滤波器的输出电压作为所述压控振荡器的输入信号控制所述压控振荡器起振，使得所述锁相环恢复工作。
具体的，所述步骤a2中将所述压控振荡器的输入端信号拉低至地电平的同时，将所述压控振荡器的输出端信号也拉低至地电平。
具体的，所述环路滤波器和所述鉴相器之间设置第一传输门，所述环路滤波器和所述压控振荡器之间设置第二传输门，所述步骤a1中通过断开所述第一传输门和第二传输门来断开所述环路滤波器与所述鉴相器和压控振荡器的连接，所述步骤b1中通过导通所述第一传输门和第二传输门来恢复所述环路滤波器与所述鉴相器和压控振荡器的连接。
具体的，所述环路滤波器和所述第二传输门之间设置缓冲器。
具体的，所述锁相环还包括连接在鉴相器和环路滤波器之间的电荷泵，所述步骤a1中断开所述环路滤波器与所述鉴相器的连接时，将所述电荷泵输入端信号拉低至地电平，关闭所述电荷泵；所述步骤b2中所述压控振荡器起振后，断开所述电荷泵输入端信号与地电平的连接，打开所述电荷泵。
本发明的有益效果为：本发明通过提出一种就锁相环暂停和恢复的方法，使得锁相环在暂停后恢复工作时跳过瞬态过程直接进入环路调整过程，达到缩短启动时间和降低功耗的目的。
附图说明
图1为实现本发明提出的一种锁相环的暂停和恢复方法的一种电路实现结构图。
图2为本发明提出的一种锁相环的暂停和恢复方法在实施例中的时序示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的阐述。
如图1所示，锁相环包括依次连接的鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，鉴相器的输入端连接参考基准频率CLKi和锁相环的输出信号CLKO，其输出信号用于控制环路滤波器，环路滤波器的输出信号VB用于控制压控振荡器产生锁相环的输出信号CLKO，一些实施例中在环路滤波器和鉴相器之间设置第一传输门，环路滤波器和压控振荡器之间设置第二传输门，通过第一传输门和第二传输门控制环路滤波器开启和关闭。
一些锁相环结构还包括连接在鉴相器和环路滤波器之间的电荷泵，锁相环在启动过程中，要经过两个过程，即瞬态过程与环路调整过程。在瞬态过程中，电荷泵对环路滤波器中的电容充电，使得环路滤波器的输出电压达到环路锁定状态时的锁定值VLOCK的附近，然后锁相环进入环路调整过程，通过环路调整将环路滤波器输出电压稳定在环路锁定状态时的锁定值VLOCK。本发明提出的锁相环的暂停和恢复方法，通过“暂停”逻辑，跳过瞬态过程，使锁相环恢复工作时仅通过环路调整过程后就进入锁定状态。
在锁相环启动完成并锁定后，环路滤波器的输出电压VB和压控振荡器的输入端信号VC都为锁定值VLOCK，当需要暂停锁相环时，本发明中通过如下步骤将锁相环暂停工作：
a1、通过断开环路滤波器与鉴相器和压控振荡器的连接，将此时环路滤波器的输出电压即锁定值VLOCK保持在环路滤波器内的电容上。当锁相环还包括电荷泵时，还需要将电荷泵输入端信号拉低至地电平，关闭电荷泵。
a2、将压控振荡器的输入端信号VC拉低至地电平，关闭压控振荡器，使得锁相环暂停工作；一些实施例中，还可以同时将压控振荡器的输出端信号CLKO也拉低至地电平，防止后面所接逻辑电路出现误动作，如果对锁相环暂停时输出的电平状态不作要求的话，可以不把压控振荡器的输出端信号CLKO拉低。
锁相环进入暂停状态时环路滤波器的输出电压被保持为锁定值VLOCK，电荷泵和压控振荡器的输入端都被拉低至地电平，使得电荷泵和压控振荡器都不再工作，当要恢复锁相环的工作状态时，本发明中通过如下步骤将锁相环恢复工作：
b1、恢复环路滤波器与鉴相器和压控振荡器的连接。
b2、断开压控振荡器的输入端信号与地电平的连接，将环路滤波器的输出电压在暂停状态保持的锁定值VLOCK作为压控振荡器的输入信号控制压控振荡器起振，使得锁相环恢复工作。若步骤a2中将压控振荡器的输出端信号CLKO也拉低至地电平了，此时也需要断开压控振荡器的输出端信号CLKO与地电平的连接，使得压控振荡器的输出端信号CLKO能够返回鉴相器的输入端控制锁相环正常工作。当锁相环还包括电荷泵时，还需要断开电荷泵输入端信号与地电平的连接，打开电荷泵，使得锁相环能够正常工作。
下面以第一传输门和第二传输门控制环路滤波器，第一开关器件和第二开关器件分别控制压控振荡器的输入端信号和输出端信号，第三开关器件控制电荷泵的输入端信号为例，结合图2所述的时序图详细描述本实施例的工作过程，如图1和图2所示，电荷泵的控制信号CFD用于控制第三开关器件的断开和闭合，第一传输门的控制信号TGS1和-TGS1用于控制第一传输门的断开和闭合，第二传输门的控制信号TGS2和-TGS2用于控制第二传输门的断开和闭合，压控振荡器的控制信号CVCO用于控制第一开关器件和第二开关器件的断开和闭合，CTRL为锁相环的暂停控制信号。
当需要锁相环暂停时，暂停控制信号CTRL翻高，经过延时后使第一传输门的控制信号TGS1和第二传输门的控制信号TGS2分别翻高，断开第一传输门和第二传输门将锁定值VLOCK保持在环路滤波器的电容上；其中第一传输门的控制信号TGS1和第二传输门的控制信号TGS2可以同时翻高，也可以第一传输门的控制信号TGS1先于第二传输门的控制信号TGS2翻高，或第一传输门的控制信号TGS1晚于第二传输门的控制信号TGS2翻高，本实施例以第一传输门的控制信号TGS1先于第二传输门的控制信号TGS2翻高为例。然后电荷泵的控制信号CFD翻高，闭合第三开关器件将鉴相器的输出拉至GND，使得电荷泵输入端信号也为地电平，将电荷泵锁定。最后压控振荡器的控制信号CVCO翻高，闭合第一开关器件将压控振荡器输入端的控制电压拉低，关闭压控振荡器，同时闭合第二开关器件将压控振荡器的输出拉为地电平。
若压控振荡器的控制信号CVCO先于第二传输门的控制信号TGS2翻高，或与第二传输门的控制信号TGS2同时翻高时，为了防止环路滤波器里的电容在暂停逻辑开关的工作中和后级的寄生电容发生电荷共享，导致环路滤波器上存储的电压信息改变，可以在环路滤波器和第二传输门之间设置一个缓冲器，当第二传输门断开后再翻高压控振荡器的控制信号CVCO时，也可以不设置缓冲器。
当锁相环从暂停状态进入启动状态时，暂停控制信号CTRL翻低，使第一传输门的控制信号TGS1和第二传输门的控制信号TGS2翻低，将第一传输门和第二传输门打开，然后压控振荡器的控制信号CVCO翻低，断开第一开关器件和第二开关器件，解锁压控振荡器的控制信号即压控振荡器的输入端信号VC与输出端信号CLKO，使VC＝VB＝VLOCK，压控振荡器起振，相当于进入启动状态后，锁相环在暂停后恢复工作时瞬间完成了瞬态过程，直接进入环路调整过程。然后电荷泵的控制信号CFD翻低，解锁电荷泵，环路开始调整，当环路调整完成时，锁相环进入锁定状态。
图2所示的控制逻辑只是给出了一种可行的方案，其他控制逻辑方案，如先关闭电荷泵，再断开第一传输门和第二传输门，最后关闭压控振荡器也是可行的。本发明对压控振荡器的要求是：压控振荡器的启动时间要远远小于锁相环的环路调整过程所消耗的时间。
值得说明的是，本发明中是通过将锁定状态时压控振荡器的控制信号在暂停时保持在环路滤波器的电容上，也可以在压控振荡器之前添加一个电容用来在暂停时将压控振荡器的控制信号保持在添加的电容上，本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种锁相环的暂停和恢复方法，所述锁相环包括依次连接的鉴相器、环路滤波器和压控振荡器；
其特征在于，所述锁相环启动完成并锁定后，将所述锁相环暂停工作的方法包括如下步骤：
a1、断开所述环路滤波器与所述鉴相器和压控振荡器的连接，将所述环路滤波器的输出电压保持在所述环路滤波器内的电容上；
a2、将所述压控振荡器的输入端信号拉低至地电平，关闭所述压控振荡器，使得所述锁相环暂停工作；
将所述锁相环暂停工作后，使所述锁相环恢复工作的方法包括如下步骤：
b1、恢复所述环路滤波器与所述鉴相器和压控振荡器的连接；
b2、断开所述压控振荡器的输入端信号与地电平的连接，将所述锁相环暂停工作时保持在所述环路滤波器内电容上的所述环路滤波器的输出电压作为所述压控振荡器的输入信号控制所述压控振荡器起振，使得所述锁相环恢复工作。
2.根据权利要求1所述的锁相环的暂停和恢复方法，其特征在于，所述步骤a2中将所述压控振荡器的输入端信号拉低至地电平的同时，将所述压控振荡器的输出端信号也拉低至地电平。
3.根据权利要求1或2所述的锁相环的暂停和恢复方法，其特征在于，所述环路滤波器和所述鉴相器之间设置第一传输门，所述环路滤波器和所述压控振荡器之间设置第二传输门，所述步骤a1中通过断开所述第一传输门和第二传输门来断开所述环路滤波器与所述鉴相器和压控振荡器的连接，所述步骤b1中通过导通所述第一传输门和第二传输门来恢复所述环路滤波器与所述鉴相器和压控振荡器的连接。
4.根据权利要求3所述的锁相环的暂停和恢复方法，其特征在于，所述环路滤波器和所述第二传输门之间设置缓冲器。
5.根据权利要求1、2或4所述的锁相环的暂停和恢复方法，其特征在于，所述锁相环还包括连接在鉴相器和环路滤波器之间的电荷泵，所述步骤a1中断开所述环路滤波器与所述鉴相器的连接时，将所述电荷泵输入端信号拉低至地电平，关闭所述电荷泵；所述步骤b2中所述压控振荡器起振后，断开所述电荷泵输入端信号与地电平的连接，打开所述电荷泵。
CN201811105177.2A 2018-09-21 2018-09-21 一种锁相环的暂停和恢复方法 Active CN109245761B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811105177.2A CN109245761B (zh) 2018-09-21 2018-09-21 一种锁相环的暂停和恢复方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811105177.2A CN109245761B (zh) 2018-09-21 2018-09-21 一种锁相环的暂停和恢复方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109245761A CN109245761A (zh) 2019-01-18
CN109245761B true CN109245761B (zh) 2021-07-02

Family

ID=65056386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811105177.2A Active CN109245761B (zh) 2018-09-21 2018-09-21 一种锁相环的暂停和恢复方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109245761B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101814917A (zh) * 2009-02-19 2010-08-25 中国科学院微电子研究所 可实现频段选择的自校正锁相环频率综合器
CN101888244A (zh) * 2010-07-16 2010-11-17 上海集成电路研发中心有限公司 低功耗锁相环电路
CN102291129A (zh) * 2011-06-01 2011-12-21 浙江大学 一种用于抑制vco电压纹波的锁相环电路
CN103401555A (zh) * 2013-07-30 2013-11-20 中科院微电子研究所昆山分所 一种锁相环快速频带切换方法及频带切换的锁相环电路
CN104702271A (zh) * 2013-12-10 2015-06-10 展讯通信（上海）有限公司 锁相环电路及压控振荡器的特性曲线的校准方法
CN104993817A (zh) * 2015-08-12 2015-10-21 电子科技大学 一种用于电荷泵锁相环的快速启动电路
US9523615B1 (en) * 2011-09-09 2016-12-20 Sitime Corporation Capacitor-referenced temperature sensing

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3790689B2 (ja) * 2001-08-23 2006-06-28 富士通株式会社 位相同期ループのテスト装置および方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101814917A (zh) * 2009-02-19 2010-08-25 中国科学院微电子研究所 可实现频段选择的自校正锁相环频率综合器
CN101888244A (zh) * 2010-07-16 2010-11-17 上海集成电路研发中心有限公司 低功耗锁相环电路
CN102291129A (zh) * 2011-06-01 2011-12-21 浙江大学 一种用于抑制vco电压纹波的锁相环电路
US9523615B1 (en) * 2011-09-09 2016-12-20 Sitime Corporation Capacitor-referenced temperature sensing
CN103401555A (zh) * 2013-07-30 2013-11-20 中科院微电子研究所昆山分所 一种锁相环快速频带切换方法及频带切换的锁相环电路
CN104702271A (zh) * 2013-12-10 2015-06-10 展讯通信（上海）有限公司 锁相环电路及压控振荡器的特性曲线的校准方法
CN104993817A (zh) * 2015-08-12 2015-10-21 电子科技大学 一种用于电荷泵锁相环的快速启动电路

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Clock Recovery PLL with Gated PFD for NRZ ON-OFF Modulated Signals in a Retinal Implant System;Christian Brendler等;《35th Annual International Conference of the IEEE EMBS》;20130707;1022-1027 *
一种基于锁相环的COT开关频率锁定技术;辛杨立 等;《半导体集成电路》;20180703;356-361 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109245761A (zh) 2019-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5886582A (en) Enabling clock signals with a phase locked loop (PLL) lock detect circuit
US6285225B1 (en) Delay locked loop circuits and methods of operation thereof
US6683478B2 (en) Apparatus for ensuring correct start-up and phase locking of delay locked loop
US5642082A (en) Loop filter level detection circuit and method
US9503105B2 (en) Phase frequency detector (PFD) circuit with improved lock time
US9147376B2 (en) Display device and method
US20080008284A1 (en) Pll device with leakage current compensation unit
US8766684B2 (en) Charge pump, phase frequency detector and charge pump methods
TW407400B (en) Phase-locked loop circuit
CN210899136U (zh) 一种锁相环电路、芯片、电路板以及电子设备
WO2007029428A1 (ja) Ｐｌｌ回路
US6346838B1 (en) Internal offset-canceled phase locked loop-based deskew buffer
US5483180A (en) Data and clock recovery circuit
US7889012B2 (en) System and method for cycle slip prevention in a frequency synthesizer
CN104168018A (zh) 用于生成时钟信号的系统
CN109245761B (zh) 一种锁相环的暂停和恢复方法
KR19990081804A (ko) Pll가속시스템
JP2003234651A (ja) 位相同期ループ回路
CN112073059B (zh) 一种dll电路
US9160352B1 (en) Phase-locked loop and method for controlling the same
JP3258313B2 (ja) 集積回路フェーズロックドループ電荷ポンプ
JPH08130464A (ja) Ｄｌｌ回路
JP2017079353A (ja) クロックリカバリ回路
CN112737508B (zh) 时钟电路及芯片电路
CN111510132B (zh) 一种电荷泵锁相环、锁相环和闭环控制电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant