DE102014003642B4

DE102014003642B4 - Digital-zeit-wandler mit redundanter verzögerung

Info

Publication number: DE102014003642B4
Application number: DE102014003642.1A
Authority: DE
Inventors: Stephan Henzler; Markus Schimper; Paolo Madoglio; Stefano Pellerando; Kailash Chandrashekar
Original assignee: Intel Deutschland GmbH
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: US20140266837A1; US9130588B2; DE102014003642A1

Abstract

Vorrichtung (400), umfassend: eine Grobverzögerungsstufe, die so eingerichtet ist, dass sie eine Grobverzögerung auf Grundlage eines Eingangssignals auswählt; eine Feinverzögerungsstufe (110), die so eingerichtet ist, dass sie auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung ein Feinverzögerungsintervall aus einem Satz von überlappenden Feinverzögerungsintervallen festlegt; und ein Steuermodul (402), das eingerichtet ist, um das Feinverzögerungsintervall auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung auszuwählen, wenn mehr als ein Feinverzögerungsintervall des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen angezeigt ist, wobei das Steuermodul einen Zufallsgenerator oder einen Pseudozufallsgenerator umfasst, der eingerichtet ist, um das Feinverzögerungsintervall auszuwählen.

Description

HINTERGRUND
Digital-Zeit-Wandler (digital-to-time converters, DTC) sind viel versprechende Bausteine für zukünftige Phasenmodulatoren sowie zur Verwendung in der Pulsweitenmodulation u. ä. Ein DTC ist ein Baustein, der eintreffende Signalflanken gemäß digitalen Abstimminformationen an seinem Eingang verzögert. Ein DTC kann beispielsweise ein digitales Signal oder einen digitalen Wert in eine Zeitverzögerung umwandeln. Er kann spezielle Verzögerungen bereitstellen, die zum Auslösen, Synchronisieren, Verzögern und/oder Ausblenden bestimmter Ereignisse verwendet werden können. In einem Phasenmodulator kann der DTC beispielsweise als ein variables Verzögerungselement wirken, das die Phase eines eintreffenden quasiperiodischen Signals durch dynamisches Ändern seiner Verzögerung verändert.
Es gibt einige mehrstufige Ansätze, die gegenwärtig zum Bau von DTC mit hohem Dynamikbereich verwendet werden. In einer ersten Stufe können beispielsweise Grobverzögerungen durch Auswählen von Grobphasen des Eingangssignals erzeugt werden. In einer zweiten Stufe kann ein unabhängiges Verzögerungselement verwendet werden, um zwischen den Grobphasen zu interpolieren. Probleme können jedoch auftreten, wenn der Abstimmbereich des unabhängigen Verzögerungselementes nicht perfekt in die Grobintervalle passt. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn die Zunahme der unabhängigen Verzögerung nicht genau bekannt ist, und/oder auf Grund von Variationen der Grobverzögerungselemente.
US 5 963 074 A offenbart eine programmierbare Verzögerungsschaltung, welche basierend auf einem INPUT-Signal ein OUTPUT-Signal erzeugt mit einer Verzögerung, die durch Eingangs-Verzögerungauswahldaten ausgewählt ist. Die Verzögerungsschaltung enthält eine angeklemmte Verzögerungsleitung, einen Multiplexer, eine Verzögerungseinstellungsstufe und einen programmierbare Encoder. Die Verzögerungsleitung enthält einen Satz von N Verzögerungselementen, die in Reihe geschaltet sind, um nacheinander das INPUT-Signal zu verzögern und einen Satz von N-Ausgangs-TAP-Signalen zu erzeugen. Der Multiplexer übergibt ein ausgewähltes TAP-Signal an die Verzögerungsanpassungsstufe. Die Verzögerungsanpassungsstufe verzögert das ausgewählte TAP-Signal, um das OUTPUT-Signal zu erzeugen. Der programmierbare Codierer codiert die Eingangsverzögerungsauswahldatensignale, um Signale zur Steuerung des Multiplexer und zur Anpassung der Verzögerung der Verzögerungseinstellungsstufe zu erzeugen. Die Art und Weise, in der der Codierer jeden separaten Verzögerungsauswahldatenwert codiert, ist anpassbar, so dass jeder der wählbaren Verzögerungen N einzeln kalibriert werden kann.
US 6 774 694 B1 offenbart eine Timing-Feineinstellung, die ein Paar stabiler Vorspannungen an Zwischenpunkten einer Impedanzreihe anlegt, um zuverlässige und kalibrierbare Verzögerungszellspannungen für einen Fein-Multiplexer herzustellen. Ein Grob-Eingangs-Multiplexer wird auf ein neues Zeitsteuersignal umgeschaltet, im Wesentlichen unmittelbar nachdem ein vorheriges gültiges Zeitsignal passiert wurde, um die Zeit vor jeder gültigen Ausgabe zu maximieren, so dass die Wellenform unabhängig von dem früheren Verzögerungsmuster ist. Eine Logikschaltungsanordnung wird für drei unterschiedliche Phasendifferenz-Regimen zwischen aufeinanderfolgenden Zeitsignalen vorgesehen, um sicherzustellen, dass ungültige Ausgangssignale, die durch weniger als eine Taktperiode getrennt sind, nicht erzeugt werden. Maskenbefehle werden in eine Reihe von Zeitsteuerungsbefehlen eingefügt, um die Durchschnittswerte des Schreibens und Auslesens der Zeitsteuerungsbefehle mit den Maskenbefehlen, die beim Auslesen übersprungen wurden, auszugleichen.
US 2008/0291080 A1 offenbart ein System zur Bereitstellung von Signaltriggerimpulsen. Das System umfasst eine Äquivalent-Zeit-Abtasteinheit, die Übertragungs- und Empfangs-Triggerpaare bereitstellt, und eine Steuerungseinheit, die die Äquivalent-Zeit-Abtasteinheit steuert, um pseudo-zufällige Verzögerungslängenänderungen zwischen den Triggerpaaren bereitzustellen.
WO 2012/038734 A1 offenbart einen kontinuierlichen Zeit-Kreuzkorrelator, welcher umfasst: einen Quantisierer zum Quantisieren des eingehenden Signals auf diskrete Stufen; eine Verzögerungsleitung, die eine oder mehrere Verzögerungseinheiten umfasst, die eine Vielzahl von Verzögerungsleitungsabgriffen trennen; eine Vergleichseinrichtung für jeden der Verzögerungsleitungsabgriffe, um den Signalpegel des Verzögerungsleitungsabfluss mit einem Korrelationswert zu vergleichen; einen kontinuierlichen Zeitzähler, um die Ausgangssignale der Vielzahl von Komparatoren als Eingänge zu nehmen, um die Ergebnisse der Vergleiche zu zählen und die Ergebnisse der Vergleiche auszugeben; und eine Ausgangsvergleichseinrichtung zum Vergleichen der Zählerausgabe mit einem Schwellwert. Der Kreuzkorrelator sorgt für hochgeschwindigkeits-kontinuierliche Zeitkreuzkorrelation mit geringem Stromverbrauch und einer kleinen Chipfläche. Verfahren zur kontinuierlichen Zeitkreuzkorrelation werden ebenfalls bereitgestellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die ausführliche Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. In den Figuren bezeichnet/bezeichnen die ganz linke(n) Ziffer(n) einer Bezugsnummer die Figur, in der die Bezugsnummer zum ersten Mal auftaucht. Die Verwendung derselben Bezugsnummern in verschiedenen Figuren kennzeichnet ähnliche oder identische Elemente.
Für diese Erörterung sind die in den Figuren veranschaulichten Vorrichtungen und Systeme als mehrere Komponenten aufweisende Vorrichtungen und Systeme dargestellt. Verschiedene Implementierungen von Vorrichtungen und/oder Systemen, wie hierin beschrieben, können weniger Komponenten beinhalten und innerhalb des Umfangs der Offenbarung bleiben. Alternativ können andere Implementierungen von Vorrichtungen und/oder Systemen zusätzliche Komponenten oder verschiedene Kombinationen der beschriebenen Komponenten beinhalten und innerhalb des Umfangs der Offenbarung bleiben.
1 ist gemäß Implementierung eine Prinzipskizze einer exemplarischen Verzögerungsschaltung, wobei die hierin offenbarten Techniken und Vorrichtungen angewendet sein können. Auch ist eine exemplarische Verzögerungscharakteristik in Form eines Diagrammpaares dargestellt.
2 veranschaulicht anhand von zwei Beispielen ein Paar Verzögerungscharakteristika, die jeweils in Form eines Diagrammpaares dargestellt sind.
3 veranschaulicht gemäß einer Implementierung ein Paar Verzögerungscharakteristika, die jeweils in Form eines einzelnen Diagramms dargestellt sind.
4 ist gemäß einer Implementierung eine Prinzipskizze einer exemplarischen Verzögerungsschaltung, bei der eine Kombination einer Grobverzögerungsstufe und einer Feinverzögerungsstufe verwendet wird.
5 ist gemäß einer Implementierung ein Ablaufdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Erzeugen einer digitalen Verzögerung auf Grundlage von überlappenden Feinverzögerungsintervallen veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Überblick
Typische Implementierungen von Vorrichtungen und Techniken wandeln ein digitales Signal oder einen digitalen Wert in eine Zeitverzögerung um. Eine digitale Zeitverzögerung kann auf Grundlage einer Kombination einer Grobverzögerung und einer Feinverzögerung erzeugt werden. Die Grobverzögerung kann beispielsweise auf Grundlage des Eingangswertes ausgewählt werden. Die Feinverzögerung kann auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung aus einem überlappenden Satz von Feinverzögerungsintervallen ausgewählt werden. In einigen Implementierungen kann eine Steuerkomponente verwendet werden, um die Feinverzögerung auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung auszuwählen, wenn mehr als ein Feinverzögerungsintervall angezeigt ist.
In einer Implementierung kann ein Zufalls- oder Pseudozufallsgenerator verwendet werden, um das Feinverzögerungsintervall auszuwählen, wenn mehr als ein Feinverzögerungsintervall des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen angezeigt ist. In einer weiteren Implementierung kann eine Kalibrierkomponente eingerichtet sein, um dynamisch für Kalibrierung der Feinverzögerungsintervalle zu sorgen und/oder den Eingangswert zu skalieren, um die Feinverzögerungsintervalle an die Grobverzögerungsintervalle anzupassen. Wenn die Feinverzögerungsintervalle an die Grobverzögerungsintervalle angepasst sind, kann auf Grundlage des Eingangswertes eine präzise Verzögerung ohne Lücken oder Sprenge zwischen Intervallen erzeugt werden.
In dieser Offenbarung werden verschiedene Implementierungen und Techniken für Verzögerungsanordnungen erörtert. Techniken und Vorrichtungen werden unter Bezugnahme auf exemplarische Verzögerungsschaltungen erörtert, die in den Figuren veranschaulicht sind. Dies soll aber nicht einschränkend sein und ist zum Zwecke der einfachen Erörterung und annehmlichen Veranschaulichung. Die erörterten Techniken und Vorrichtungen können auf verschiedene Ausgestaltungen von Verzögerungsschaltungen, Strukturen, Vorrichtungen und dergleichen angewandt werden und bleiben innerhalb des Umfangs der Offenbarung.
Implementierungen sind unten unter Benutzen mehrerer Beispiele ausführlicher erklärt. Obwohl verschiedene Implementierungen und Beispiele hier und weiter unten erörtert werden, können weitere Implementierungen und Beispiele durch Kombinieren der Merkmale und Elemente einzelner Implementierungen und Beispiele möglich sein.
Exemplarische Verzögerungsschaltung
1 ist gemäß einer Implementierung eine Prinzipskizze einer exemplarischen Verzögerungsschaltung 100, wobei die hierin offenbarten Techniken und Vorrichtungen angewendet sein können. Auch ist eine exemplarische Verzögerungscharakteristik in Form eines Diagrammpaares 120, 122 dargestellt.
Allgemein erzeugt die Verzögerungsschaltung 100 eine gewünschte Zeitverzögerung bei einer Eingangsfrequenz (z. B. „feste Frequenz von PRS”). Anders ausgedrückt: Die Verzögerungsschaltung 100 verzögert eintreffende Signalflanken gemäß Abstimminformationen an ihrem Eingang. In verschiedenen Implementierungen kann die Eingangsfrequenz von einer Phasenregelschleife (PRS) o. ä. bereitgestellt werden. Die Eingangsfrequenz kann beispielsweise durch einen Teiler 104 geteilt werden und anschließend auf Grundlage der gewünschten Verzögerung durch ein oder mehrere Grobverzögerungselemente 106 geführt werden.
In einer Implementierung wird eine Grobverzögerung durch Auswählen von Grobphasen des Eingangssignals erzeugt. Beispielsweise können die Grobphasen auf dem Teiler 104 basiert werden, der die Eingangsfrequenz in Vorbereitung auf das Hindurchführen des resultierenden Signals durch das eine oder die mehreren Verzögerungselemente 106 teilt.
In einer Implementierung fügt jedes Grobverzögerungselement 106 der Ausgangsverzögerung einen vorbestimmten Betrag an Verzögerungszeit (z. B. 100 ns usw.) hinzu. Demgemäß kann eine gewünschte Grobverzögerungsdauer durch Akkumulieren einer Anzahl von Verzögerungszeiten von dem einen oder den mehreren Verzögerungselementen 106 erzeugt werden (das Hindurchführen durch drei Grobverzögerungselemente 106 kann beispielsweise eine Zeitverzögerung von 3 × 100 ns = 300 ns ergeben usw.). In einem Beispiel sind die Grobverzögerungselemente 106 in einem festen Verzögerungsintervall voneinander entfernt. Dies ist in dem Diagramm der exemplarischen Verzögerungscharakteristik 120 dargestellt, wie in 1 (d. h. „GROBVERZÖGERUNG”) anhand der Verzögerungsintervalle mit durchgezogenen Linien dargestellt.
In einer Implementierung wird das Grobverzögerungsintervall beispielsweise mit einem Multiplexer 108 akkumuliert. In einer Implementierung beinhaltet die Verzögerungsschaltung 100 eine Feinverzögerungsstufe 110, die ein feineres Verzögerungsinkrement (z. B. 2 ns, 5 ns, 10 ns usw.) als das Grobverzögerungsintervall aufweist. Diese zweite Stufe kann ein unabhängiges Verzögerungselement 112 mit Feinabstimmungsfähigkeit beinhalten, das zum Interpolieren zwischen den Grobphasen verwendet wird. Anders ausgedrückt: Die Feinverzögerungsintervalle können in jedes der Grobverzögerungsintervalle hinein interpoliert sein, wie in der exemplarischen Verzögerungscharakteristik 120 von 1 durch die gestrichelten Linien gezeigt (d. h. „FEINVERZÖGERUNG”). In alternativen Implementierungen kann eine exemplarische Verzögerungsschaltung 100 weniger, zusätzliche oder alternative Komponenten beinhalten.
Wenn die Feinverzögerungsintervalle gut an die Grobverzögerungsintervalle angepasst sind, ist das Ergebnis die ideale Abstimmkurve 122, wie in 1 gezeigt. Die ideale Abstimmkurve 122 wird frei von Lücken, Sprüngen usw. auf Grundlage von Feinabstimmungsintervallen dargestellt, die idealerweise in jedes der Grobverzögerungsintervalle hinein interpoliert sind (wie beispielsweise im Diagramm 120 gezeigt).
Probleme entstehen jedoch, wenn der Abstimmbereich der Feinverzögerungsstufe 110 nicht perfekt in die Grobintervalle passt. Dies kann in der Praxis erfolgen, wenn die Zunahme der Feinverzögerung 110 nicht genau bekannt ist, und/oder auf Grund von Variation der Grobverzögerungselemente 106 erfolgt. Die Diagramme der Verzögerungscharakteristik von 2 zeigen potenzielle Auswirkungen dieser Möglichkeiten. Große Sprünge und sogar nichtmonotones Verhalten können an den Übergängen zwischen aufeinanderfolgenden groben Sprüngen auftreten. Dies ist in den Diagrammen 202 und 206 dadurch dargestellt, dass die Feinverzögerungsintervalle (die gestrichelten Linien) nicht vollständig in die Grobverzögerungsintervalle (die durchgezogenen Linien) hinein interpoliert sind. Dies zeigt sich in den Diagrammen 204 und 208 auch durch die Sprünge und/oder Lücken in der Gesamtverzögerungscharakteristik.
Exemplarischer Digital-Zeit-Wandler mit redundanter Verzögerung
In verschiedenen Implementierungen kann die Feinverzögerungsinterpolation einer Verzögerungsschaltung (wie beispielsweise Verzögerungsschaltung 100) verbessert werden, wodurch die Leistungsfähigkeit der Schaltung 100 verbessert wird und Lücken und/oder Sprünge in der Verzögerungscharakteristik für den Bereich der Schaltung 100 verringert oder beseitigt werden.
3 veranschaulicht gemäß einer Implementierung ein Paar Verzögerungscharakteristiken 302 und 304. Das Diagramm 302 stellt die ideale Verzögerungscharakteristik (oder eine enge Annäherung an die ideale Charakteristik) dar, wobei die Feinverzögerungsintervalle (die gestrichelten Linien) in jedes der Grobverzögerungsintervalle (die durchgezogenen Linien) hinein interpoliert (oder eingepasst) sind. Die Verzögerungscharakteristik 302 ergibt eine Verzögerungskurve, wie beispielsweise in 1 bei 120 dargestellt. In einer Implementierung kann eine Verzögerungsschaltung 400 (siehe 4) verwendet werden, um die Kurve 302 auf Grundlage der Erzeugung der Kurve 304 zu erzeugen, wie nachstehend erläutert.
4 ist gemäß einer Implementierung eine Prinzipskizze einer exemplarischen Verzögerungsschaltung 400, bei der eine Kombination einer Grobverzögerungsstufe, die ein oder mehrere Grobverzögerungselemente 106 umfasst, und einer Feinverzögerungsstufe einschließlich einer Feinverzögerungskomponente 110 und eines Feinabstimmungselementes 112 verwendet wird. In einer Implementierung sind viele der Merkmale der Verzögerungsschaltung 100, wie oben erörtert, auch Merkmale der Verzögerungsschaltung 400. Jedoch ist die Verzögerungsschaltung 400 so eingerichtet, dass ein Satz von überlappenden Feinverzögerungsintervallen 306 verwendet wird, wie in 3 bei 304 dargestellt, um eine digitale Verzögerung zu erzeugen. Die Grobverzögerungsstufe und die Feinverzögerungsstufe sind beispielsweise so eingerichtet, dass sie auf Grundlage des Eingangssignals einen digitalen Verzögerungswert erzeugen.
In einer Implementierung der Schaltung 400 ist die Grobverzögerungsstufe so eingerichtet, dass sie eine Grobverzögerung aus einem Satz von Grobzeitintervallen auf Grundlage eines Eingangssignals (d. h. „FESTE FREQUENZ VON PRS”) und der einen oder mehreren Verzögerungskomponenten 106 auswählt. In einem Beispiel verzögert die Verzögerungsschaltung 400 eintreffende Signalflanken gemäß Abstimminformationen an ihrem Eingang. In verschiedenen Implementierungen kann die Eingangsfrequenz von einer Phasenregelschleife (PRS) o. ä. bereitgestellt werden. Die Eingangsfrequenz kann beispielsweise durch den Teiler 104 geteilt werden und anschließend auf Grundlage der gewünschten Verzögerung durch den einen oder die mehreren Grobverzögerungselemente 106 geführt werden.
In einer Implementierung ermittelt die Verzögerungsschaltung 400, wenn die gewünschte Verzögerung in einen Überlappungsbereich 306 fällt. Wie in 3 bei 304 dargestellt, umfasst ein Überlappungsbereich 306 beispielsweise einen Teilsatz des Satzes von Grobzeitintervallen, wobei mehr als ein Feinverzögerungsintervall innerhalb des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervalle eine Grobverzögerung schneidet. Der Teilsatz von Grobverzögerungsintervallen, wobei mehr als eine Feinverzögerung eine Grobverzögerung schneidet, wird beispielsweise bei 306 in fetten durchgezogenen Linien dargestellt. Für jedes der Grobverzögerungsintervalle von Teilsatz 306 kann mehr als ein Feinabstimmungsintervall verwendet werden, um die Grobverzögerung auf den gewünschten Verzögerungswert feinabzustimmen.
In einer Implementierung ist die Feinverzögerungsstufe so eingerichtet, dass sie auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung ein Feinverzögerungsintervall aus dem Satz von überlappenden Feinverzögerungsintervallen 306 festlegt. Die Schaltung 400 beinhaltet beispielsweise in einer Implementierung ein Steuermodul 402, das so eingerichtet ist, das Feinverzögerungsintervall auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung auszuwählen, wenn mehr als ein Feinverzögerungsintervall des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen 306 angezeigt werden. In verschiedenen Implementierungen können unterschiedliche Techniken angewandt werden, um in diesem Fall das Feinverzögerungsintervall zu bestimmen.
In einer Implementierung ist das Steuermodul 402 eingerichtet, um zu ermitteln, ob die ausgewählte Grobverzögerung in einen Feinverzögerung-Überlappungsbereich 306 fällt. Das Steuermodul 402 ist ferner so eingerichtet, dass es festlegt, ob ein oberer Teil eines ersten Feinabstimmungsintervalls oder ein unterer Teil eines zweiten Feinabstimmungsintervalls (wie in 3 bei 306 dargestellt) durch die Feinverzögerungsstufe bestimmt wird.
In einer exemplarischen Implementierung beinhaltet das Steuermodul 402 einen Zufallsgenerator oder einen Pseudozufallsgenerator, der so eingerichtet ist, dass es das Feinverzögerungsintervall auswählt. In alternativen Implementierungen können andere Komponenten, Module usw. verwendet werden, um das Feinverzögerungsintervall auszuwählen. In einer Implementierung bestimmt der Zufalls- oder Pseudozufallsgenerator, welche mögliche Realisierung (d. h. Feinverzögerungsintervall) der Verzögerungskurve gewählt wird, d. h., ob der obere Teil des Feinverzögerungsintervalls oder der untere Teil eines anderen Feinverzögerungsintervall innerhalb der Abstimmcharakteristik verwendet wird. In einem Beispiel verwendet der Zufalls- oder Pseudozufallsgenerator einen Zufalls- oder Pseudozufallswert, um das Feinverzögerungsintervall auszuwählen.
In einer Implementierung wird die resultierende Verzögerung mit der jeweiligen ausgewählten Grobverzögerung verglichen. Es ist beispielsweise ein Komparator 404 eingerichtet, um einen Ausgang der Grobverzögerungsstufe mit einem Ausgang der Feinverzögerungsstufe zu vergleichen.
In einer Implementierung sind ein oder mehrere Abstimmwerte für die Schaltung 100 darauf basiert, ob das bestimmte Feinverzögerungsintervall der ausgewählten Grobverzögerung voreilt oder nacheilt. Der Komparator 404 kann beispielsweise entsprechend eingerichtet sein, das Zeitverhalten zwischen dem Ausgang der Feinverzögerungsstufe und dem Ausgang der Grobverzögerungsstufe zu vergleichen. Anders ausgedrückt: Der Komparator 404 ermittelt, ob das Feinverzögerungssignal oder das Grobverzögerungssignal zuerst eintrifft. Auf Grundlage dieses Vergleiches können die Abstimmwerte, bei denen die Feinverzögerung gleich der Grobverzögerung ist (z. B. die Schnittpunkte der Feinverzögerungsintervalle und der Grobverzögerungsintervalle im Diagramm 304), berechnet werden. In einer Implementierung werden die Abstimmwerte iterativ berechnet.
In einer Implementierung wird bei bereits berechneten Schnittpunkten der Feinverzögerungsintervalle und der Grobverzögerungsintervalle das Eingangssignal auf Grundlage dieser Schnittpunkte skaliert, derart, dass die Feinabstimmungscharakteristiken (d. h. die Feinverzögerungsintervalle) in die Grobzeitintervalle passen, wie in 3 an Diagramm 302 dargestellt.
In einer Implementierung beinhaltet die Verzögerungsschaltung 400 eine Kalibrierschaltung 406. In einer Implementierung ist die Kalibrierschaltung 404 eingerichtet, um das Eingangssignal auf Grundlage des einen oder der mehreren Werte, bei denen das Feinverzögerungsintervall die Grobverzögerung schneidet, zu skalieren. Beispielsweise ist die Kalibrierschaltung 406 eingerichtet, um das Eingangssignal so zu skalieren, dass das Feinverzögerungsintervall in ein Grobverzögerungsintervall passt.
In einer Implementierung ist die Kalibrierschaltung 400 eingerichtet, um Zunahmevariationen der Feinverzögerungselemente 110 und 112 und lokale Variationen der Grobverzögerungselemente 106 zu berücksichtigen und dynamisch zu bereinigen. Insbesondere ist die Kalibrierschaltung 400 eingerichtet, um die Zunahme der Feinverzögerungsstufe (oder Feinverzögerungs-Abstimmelement 112) auf Grundlage eines Ausgangs des Komparators 404 und des bestimmten Feinverzögerungsintervalls automatisch und dynamisch zu kalibrieren.
In einer anderen Implementierung ist die Kalibrierschaltung 406 eingerichtet, um eine Schätzung eines Übergangspunktes, der mit einem Übergang von einem ersten Feinverzögerungsintervall zu einem nächsten Feinverzögerungsintervall assoziiert ist, auf Grundlage eines Ausgangs des Komparators 404 und des bestimmten Feinverzögerungsintervalls zu aktualisieren.
Wie oben erörtert, sind die Techniken, Komponenten und Vorrichtungen, die hierin bezüglich der Implementierungen beschrieben sind, nicht auf die Veranschaulichung von 1 bis 4 beschränkt und können auf andere Verzögerungsvorrichtungen, Schaltungen und Ausgestaltungen angewandt werden, ohne den Umfang der Offenbarung zu verlassen. In einigen Fällen können zusätzliche oder alternative Komponenten verwendet werden, um die hierin beschriebenen Techniken zu implementieren. Ferner können die Komponenten in verschiedenen Kombinationen eingerichtet und/oder kombiniert werden, solange sie zu einer gewünschten Verzögerung führen Es versteht sich, dass eine Verzögerungsschaltung 400 als eine eigenständige Vorrichtung oder als Teil eines anderen Systems (z. B. integriert mit anderen Komponenten, Systemen usw.) implementiert werden kann. In verschiedenen Implementierungen können zusätzliche oder alternative Komponenten verwendet werden, um die offenbarten Techniken und Anordnungen zu realisieren.
Typisches Verfahren
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 500 zum Bereitstellen einer gewünschten Verzögerung unter Benutzen einer Verzögerungsschaltung (wie beispielsweise Verzögerungsschaltung 400) gemäß verschiedenen Implementierungen veranschaulicht. Das Verfahren 500 beschreibt das Benutzen einer Technik auf Grundlage von überlappenden Feinverzögerungsintervallen. Das Verfahren 500 wird unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.
Die Reihenfolge, in der das Verfahren beschrieben wird, soll nicht als eine Einschränkung aufgefasst werden, und jede Nummer der beschriebenen Verfahrensblöcke kann in einer beliebigen Reihenfolge kombiniert werden, um das Verfahren oder alternative Verfahren zu implementieren. Außerdem können einzelne Blöcke aus dem Verfahren gelöscht werden, ohne die Idee und den Umfang des hierin beschriebenen Gegenstandes zu verlassen. Zudem kann das Verfahren in beliebigen geeigneten Materialien oder Kombinationen dieser implementiert werden, ohne den Umfang des hierin beschriebenen Gegenstandes zu verlassen.
In Block 502 beinhaltet das Verfahren 500 das Auswählen einer Grobverzögerung auf Grundlage eines Eingangssignals. In einer Implementierung wird beispielsweise die Grobverzögerung aus einem Satz von groben Zeitverzögerungsintervallen ausgewählt. In verschiedenen Implementierungen kann das Eingangssignal von einer PRS oder dergleichen bereitgestellt werden.
In Block 504 beinhaltet das Verfahren das Ermitteln, ob die ausgewählte Grobverzögerung in einen Feinverzögerung-Überlappungsbereich (wie beispielsweise Verzögerungsüberlappungsbereich 306) fällt. In verschiedenen Implementierungen umfasst der Feinverzögerung-Überlappungsbereich einen Teilsatz des Satzes von Grobzeitintervallen, wobei mehr als ein Feinverzögerungsintervall innerhalb eines Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen eine Grobverzögerung schneidet.
In einer Implementierung beinhaltet das Verfahren das Abstimmen der Feinverzögerungsintervalle des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen auf ein größeres Zeitintervall als das Grobzeitintervall (siehe beispielsweise Diagramm 304 von 3).
In Block 506 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen eines Feinverzögerungsintervalls aus einem Satz von überlappenden Feinverzögerungsintervallen auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung. In einer Implementierung beinhaltet das Verfahren das Benutzen eines Zufalls- oder Pseudozufallswertes, um das Feinverzögerungsintervall auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung zu bestimmen, wenn mehr als ein Feinverzögerungsintervall innerhalb des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen angezeigt ist. In einem Beispiel beinhaltet das Verfahren das Benutzen eines Zufalls- oder Pseudozufallswertes, um das Feinverzögerungsintervall zu bestimmen, wenn mehr als ein Feinverzögerungsintervall innerhalb des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen die ausgewählte Grobverzögerung schneidet.
In Block 508 beinhaltet das Verfahren das Bestimmen eines oder mehrerer Werte, bei denen das Feinverzögerungsintervall die Grobverzögerung schneidet.
In Block 510 beinhaltet das Verfahren das Skalieren des Eingangssignals auf Grundlage des einen oder der mehreren Werte, bei denen das Feinverzögerungsintervall die Grobverzögerung schneidet. In einem Beispiel beinhaltet das Verfahren das Bestimmen von mindestens zwei Werten, bei denen das Feinverzögerungsintervall die Grobverzögerung schneidet, und das Skalieren des Eingangssignals auf Grundlage der mindestens zwei Werte. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Verfahren das Skalieren des Eingangssignals, derart, dass das Feinverzögerungsintervall in ein Grobzeitintervall passt (siehe beispielsweise Diagramm 302 von 3).
In einer Implementierung beinhaltet das Verfahren das Vergleichen des bestimmten Feinverzögerungsintervalls mit der ausgewählten Grobverzögerung und das iterative Berechnen von Abstimmwerten, bei denen das Feinverzögerungsintervall gleich der Grobverzögerung ist. Das Verfahren beinhaltet beispielsweise in einer Implementierung das Vergleichen eines Zeitverhaltens des Feinverzögerungsintervalls mit einem Zeitverhalten der Grobverzögerung und das Berechnen von Abstimmwerten, bei denen die Feinverzögerung gleich der Grobverzögerung ist, auf der Grundlage, ob das Feinverzögerungsintervall der Grobverzögerung voreilt oder nacheilt.
In einer Implementierung beinhaltet das Verfahren das dynamische Kalibrieren einer Zunahme einer Feinverzögerungs-Abstimmkomponente auf Grundlage des Vergleichens und des bestimmten Feinverzögerungsintervalls. In einem Beispiel beinhaltet das Verfahren das dynamische Bereinigen von Fein- und/oder lokalen Variationen von Grobverzögerungskomponenten.
In einer Implementierung beinhaltet das Verfahren das Erzeugen eines digitalen Verzögerungswertes auf Grundlage des Eingangssignals, wobei der digitale Verzögerungswert entweder durch ein (erstes) Feinabstimmen einer unteren Grobverzögerung innerhalb des Feinverzögerung-Überlappungsbereiches oder durch ein (zweites) Feinabstimmen einer oberen Grobverzögerung innerhalb des Feinverzögerung-Überlappungsbereiches erzeugt wird. Beispielsweise ist das erste Feinabstimmen mit einem ersten Feinverzögerungsintervall assoziiert und das zweite Feinabstimmen mit einem zweiten Feinverzögerungsintervall assoziiert. In dem Beispiel überlappt das erste Feinverzögerungsintervall das zweite Feinverzögerungsintervall.
In alternativen Implementierungen können in das Verfahren 500 andere Techniken in verschiedenen Kombinationen einbezogen werden und innerhalb des Umfangs der Offenbarung bleiben.
Schlussfolgerung
Obwohl die Implementierungen der Offenbarung in einer Sprache beschrieben wurden, die spezifisch für Strukturmerkmale und/oder methodologische Vorgänge ist, versteht es sich, dass die Implementierungen nicht notwendigerweise auf die beschriebenen spezifischen Merkmale oder Vorgänge beschränkt sind. Vielmehr sind die spezifischen Merkmale und Vorgänge als typische Formen zum Implementieren exemplarischer Vorrichtungen und Techniken offenbart.

Claims

Vorrichtung (400), umfassend: eine Grobverzögerungsstufe, die so eingerichtet ist, dass sie eine Grobverzögerung auf Grundlage eines Eingangssignals auswählt; eine Feinverzögerungsstufe (110), die so eingerichtet ist, dass sie auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung ein Feinverzögerungsintervall aus einem Satz von überlappenden Feinverzögerungsintervallen festlegt; und ein Steuermodul (402), das eingerichtet ist, um das Feinverzögerungsintervall auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung auszuwählen, wenn mehr als ein Feinverzögerungsintervall des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen angezeigt ist, wobei das Steuermodul einen Zufallsgenerator oder einen Pseudozufallsgenerator umfasst, der eingerichtet ist, um das Feinverzögerungsintervall auszuwählen.
Vorrichtung (400) nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Komparator (404), der so eingerichtet ist, dass er ein Zeitverhalten eines Ausgangs der Feinverzögerungsstufe (110) mit einem Ausgang der Grobverzögerungsstufe vergleicht.
Vorrichtung (400) nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Kalibrierschaltung (406), die eingerichtet ist, um eine Schätzung eines Übergangspunktes, der mit einem Übergang von einem ersten Feinverzögerungsintervall zu einem nächsten Feinverzögerungsintervall assoziiert ist, auf Grundlage eines Ausgangs des Komparators und des bestimmten Feinverzögerungsintervalls zu aktualisieren.
Vorrichtung (400) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Kalibrierschaltung (406), die eingerichtet ist, um das Eingangssignal auf Grundlage eines oder mehrerer Werte, bei denen das Feinverzögerungsintervall die Grobverzögerung schneidet, zu skalieren.
Vorrichtung (400) nach Anspruch 4, wobei die Kalibrierschaltung (406) eingerichtet ist, um das Eingangssignal so zu skalieren, dass das Feinverzögerungsintervall in ein Grobzeitintervall passt.
Digital-Zeit-Wandler (DTC), umfassend: eine Grobverzögerungsstufe, die eingerichtet ist, um auf Grundlage eines Eingangssignals eine Grobverzögerung aus einem Satz von Grobzeitintervallen auszuwählen; eine Feinverzögerungsstufe (110), die eingerichtet ist, um auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung ein Feinverzögerungsintervall aus einem Satz von überlappenden Feinverzögerungsintervallen zu bestimmen, wobei die Grobverzögerungsstufe und die Feinverzögerungsstufe (110) eingerichtet sind, um auf Grundlage des Eingangssignals einen digitalen Verzögerungswert zu erzeugen; ein Steuermodul (402), das eingerichtet ist, um zu ermitteln, ob die ausgewählte Grobverzögerung in einen Feinverzögerung-Überlappungsbereich fällt, wobei das Steuermodul einen Zufalls- oder Pseudozufallsgenerator aufweist, der dazu ausgebildet ist, um zu bestimmen, ob ein oberer Teil eines ersten Feinabstimmungsintervalls oder ein unterer Teil eines zweiten Feinabstimmungsintervalls von der Feinverzögerungsstufe (110) bestimmt wird; einen Komparator, der eingerichtet ist, um einen Ausgang der Grobverzögerungsstufe mit einem Ausgang der Feinverzögerungsstufe (110) zu vergleichen; wobei ein oder mehrere Abstimmwerte für den DTC darauf basieren, ob das bestimmte Feinverzögerungsintervall der ausgewählten Grobverzögerung voreilt oder nacheilt; und eine Kalibrierschaltung (406), die eingerichtet ist, um eine Zunahme der Feinverzögerungsstufe (110) auf Grundlage eines Ausgangs des Komparators und des bestimmten Feinverzögerungsintervalls automatisch und dynamisch zu kalibrieren.
Verfahren (500), umfassend: Auswählen (502) einer Grobverzögerung auf Grundlage eines Eingangssignals; Ermitteln (504), ob die ausgewählte Grobverzögerung in einen Feinverzögerung-Überlappungsbereich fällt; Bestimmen (506), auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung, eines Feinverzögerungsintervalls aus einem Satz von überlappenden Feinverzögerungsintervallen; Bestimmen (508) eines oder mehrerer Werte, bei denen das Feinverzögerungsintervall die Grobverzögerung schneidet; Skalieren (510) des Eingangssignals auf Grundlage des einen oder der mehreren Werte; und Benutzen eines Zufalls- oder Pseudozufallswertes, um das Feinverzögerungsintervall auf Grundlage der ausgewählten Grobverzögerung zu bestimmen, wenn mehr als ein Feinverzögerungsintervall innerhalb des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen angezeigt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Auswählen der Grobverzögerung aus einem Satz von Grobverzögerungsintervallen und Abstimmen der Feinverzögerungsintervalle des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen auf ein größeres Zeitintervall als ein Grobzeitintervall.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Benutzen eines Zufalls- oder Pseudozufallswertes, um das Feinverzögerungsintervall festzulegen, wenn mehr als ein Feinverzögerungsintervall innerhalb des Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen die ausgewählte Grobverzögerung schneidet.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Bestimmen von mindestens zwei Werten, bei denen das Feinverzögerungsintervall die Grobverzögerung schneidet, und das Skalieren des Eingangssignals auf Grundlage der mindestens zwei Werte.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Vergleichen des bestimmten Feinverzögerungsintervalls mit der ausgewählten Grobverzögerung und das iterative Berechnen von Abstimmwerten, bei denen das Feinverzögerungsintervall gleich der Grobverzögerung ist.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Vergleichen eines Zeitverhaltens des Feinverzögerungsintervalls mit einem Zeitverhalten der Grobverzögerung und das Berechnen von Abstimmwerten, bei denen die Feinverzögerung gleich der Grobverzögerung ist, auf der Grundlage, ob das Feinverzögerungsintervall der Grobverzögerung voreilt oder nacheilt.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das dynamische Kalibrieren einer Zunahme einer Feinverzögerung-Abstimmkomponente auf Grundlage des Vergleichens und des bestimmten Feinverzögerungsintervalls.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das dynamische Bereinigen von Fein- und/oder lokalen Variationen von Grobverzögerungskomponenten.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Auswählen der Grobverzögerung aus einem Satz von Grobzeitintervallen und das Skalieren des Eingangssignals, derart, dass das Feinverzögerungsintervall in ein Grobverzögerungsintervall passt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Feinverzögerung-Überlappungsbereich einen Teilsatz des Satzes von Grobzeitintervallen umfasst, wobei mehr als ein Feinverzögerungsintervall innerhalb eines Satzes von überlappenden Feinverzögerungsintervallen eine Grobverzögerung schneidet.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Erzeugen eines digitalen Verzögerungswertes auf Grundlage des Eingangssignals, wobei der digitale Verzögerungswert durch ein erstes Feinabstimmen einer unteren Grobverzögerung innerhalb des Feinverzögerung-Überlappungsbereiches oder durch ein zweites Feinabstimmen einer oberen Grobverzögerung innerhalb des Feinverzögerung-Überlappungsbereiches erzeugt wird, wobei das erste Feinabstimmen mit einem ersten Feinverzögerungsintervall assoziiert ist und das zweite Feinabstimmen mit einem zweiten Feinverzögerungsintervall assoziiert ist, wobei das erste Feinverzögerungsintervall das zweite Feinverzögerungsintervall überlappt.