DE10306619B4

DE10306619B4 - DLL-Schaltung zur Stabilisierung der Einschwingphase

Info

Publication number: DE10306619B4
Application number: DE10306619A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Knüpfer
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: US6924680B2; US20040222830A1; DE10306619A1

Abstract

DLL-Schaltung (1) zur Phasenanpassung eines periodischen Eingangssignals
mit einer einstellbaren Verzögerungseinheit (2),
mit einem Verzögerungselement (4) und
mit einer Regeleinheit (3), die eine Regeleinrichtung (7) zum Einstellen einer Verzögerung des Eingangssignals in der Verzögerungseinheit (2) und eine Vergleichereinheit (5) umfasst, um bei jedem Signalzyklus ein Phasensignal (P) zu generieren, dessen Zustand eine Voreilung oder eine Nacheilung des Eingangssignals bezüglich einem durch die einstellbare Verzögerungseinheit (2) und dem Verzögerungselement (4) verzögerten Signal angibt und das der Regeleinrichtung (7) während einer eingeschwungenen Betriebsphase zur Verfügung gestellt wird, wobei die Regeleinrichtung (7) während einer Einschwingphase die Verzögerung der einstellbaren Verzögerungseinheit (2) inkrementell erhöht, bis ein Wechsel des Phasensignals einen Wechsel von einer erkannten Nacheilung des Eingangssignals zu einer Voreilung des Eingangssignals anzeigt, wobei während der Einschwingphase die Inkremente größer sind als während der eingeschwungenen Betriebsphase,
wobei die Regeleinheit (3) eine Filterschaltung (8) umfasst, um während der Einschwingphase ein gefiltertes...

Description

Die Erfindung betrifft eine DLL-Schaltung zur Phasenanpassung eines periodischen Eingangssignales, das während der Einschwingphase gegenüber Störungen unempfindlich ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Phasenanpassung eines periodischen Eingangssignales während einer Einschwingphase einer DLL-Schaltung.
DLL-Schaltungen (Delay-Locked-Loops) werden eingesetzt, um Signale zu erzeugen, die zu einem gegebenen periodischen Eingangssignal einen festen Phasenunterschied aufweisen sollen. Häufig werden solche DLL-Schaltungen in Taktsignalleitungen in integrierten Schaltungen eingesetzt, um die Laufzeitverzögerung auf der Taktsignalleitung zu kompensieren. Im Falle eines verzögerten Taktsignals fügt die DLL-Schaltung dann dem Taktsignal eine weitere Verzögerung hinzu, so dass an dem Ausgang der DLL-Schaltung ein phasenangepasstes Signal, das eine Verzögerung von einer Taktperiodendauer oder ein Vielfaches davon gegenüber dem ursprünglichen nicht verzögerten Taktsignal aufweist. Auf diese Weise kann z.B. unter Kenntnis der Signallaufzeit des Signalwegs des Taktsignals bis zu der DLL-Schaltung an jeder Stelle der integrierten Schaltung ein nicht verzögertes Taktsignal am Ausgang zur Verfügung gestellt werden.
Die Genauigkeit der Phasenanpassung hängt davon ab, wie genau die bisherige Verzögerung des Taktsignals mit Hilfe eines Replikats in Form eines Verzögerungselementes nachgebildet werden kann.
Typischerweise ist eine DLL-Schaltung mit einer einstellbaren Verzögerungseinheit, die über eine Regeleinheit eingestellt wird, ausgebildet. Die Regeleinheit weist weiterhin eine Vergleichereinheit auf, die das periodische Signal und das über die einstellbare Verzögerungseinheit und das Verzögerungselement verzögerte Eingangssignal miteinander vergleicht und ein Phasensignal generiert, das eine Voreilung oder Nacheilung des Eingangssignals angibt. Das Phasensignal gibt im eingeschwungenen Zustand an, ob die Verzögerung der einstellbaren Verzögerungseinheit inkrementell vergrößert oder verkleinert werden soll.
In einer Einschwingphase z.B. kurz nach dem Einschalten der DLL-Schaltung muss zunächst der eingeregelte Zustand gefunden werden, bei dem das Eingangssignal und das durch die Verzögerungseinheit und das Verzögerungselement verzögerte Signal im Wesentlichen eine Phasenlage von 0° aufweist bzw. um die Phasenlage von 0° pendelt. Als Anfangszustand wird in der einstellbaren Verzögerungseinheit eine bestimmte Verzögerung eingestellt, wobei bei einer erkannten Voreilung nicht feststeht, ob durch eine Reduzierung der Verzögerung in der Verzögerungseinheit die Phasenlage von 0° sicher erreicht werden kann. Aus diesem Grunde wird in der Einschwingphase unabhängig von dem Phasensignal die Verzögerung in der einstellbaren Verzögerungseinheit kontinuierlich mit größeren Inkrementen als im eingeschwungenen Zustand erhöht. Kommt es bei einer zuvor erkannten Voreilung des Eingangssignals zu einer Erkennung einer Nacheilung des Eingangssignals, so ist die Phasenlage von 180° erreicht. Wird nach einer Nacheilung eine Voreilung detektiert, so ist die Phasenlage von 0° erreicht, die Einschwingphase ist beendet und es wird in den Normalbetriebszustand übergegangen.
Beim Wechsel des Phasensignals bei der Phasenlage von 180° kann es aufgrund von Störungen nach einem erkannten Wechsel von einer Voreilung zu einer Nacheilung erneut zu einem Erkennen einer Voreilung kommen, so dass die Regeleinheit fälschlicherweise davon ausgeht, dass die Phasenlage von 0° bereits erreicht ist. Dies führt zu einem Wechsel der Regelung in den Normalbetriebsmodus, bei dem die Änderung der Verzögerung in der Verzögerungseinheit durch erheblich klei nere Inkremente als in der Einschwingphase erfolgt, so dass das Einstellen der Phasenlage auf 0° sehr langsam erfolgt. Dadurch kann eine gemäß einer Spezifikation vorgegebene maximale Einschwingdauer nicht erreicht werden.

Aus der Druckschrift DE 101 20 764 A1 ist eine DLL-Schaltung bekannt, die eine einstellbare Verzögerungseinheit, ein Verzögerungselement und eine Regeleinheit aufweist. Die Regeleinheit umfasst einen Phasenvergleicher, der bei jedem Signalzyklus ein Phasensignal generiert, das eine Voreilung oder eine Nacheilung des Eingangssignals angibt. Darüber hinaus weist die Regeleinheit eine Filterschaltung auf, die erst nach Eintreffen einer Mehrzahl von Phasenänderungsereignissen ein Ausgangssignal freigibt, um nicht bei jeder Phasenänderung eine erneute Synchronisation auszulösen.

Weitere Beispiele für DLL-Schaltungen sind aus den Druckschriften DE 199 30 167 A1 , US 6,456,129 B1 , US 6,316,976 B1 und US 6,337,590 B1 bekannt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine störunempfindliche DLL-Schaltung und ein Verfahren zur Phasenanpassung eines periodischen Eingangssignals für eine DLL-Schaltung zur Verfügung zu stellen, wobei ein schnelles Einschwingen auf eine Phasenlage von 0° erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die DLL-Schaltung nach Anspruch 1 sowie durch das Verfahren zur Phasenanpassung eines periodischen Eingangssignales nach Anspruch 8 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine DLL-Schaltung zur Phasenanpassung eines periodischen Eingangssignales vorgesehen. Die DLL-Schaltung weist eine einstellbare Verzögerungseinheit, ein Verzögerungselement und eine Regeleinheit auf. Die Regeleinheit umfasst eine Regeleinrichtung zum Einstellen einer Verzögerung des Eingangssignales in der Verzögerungseinheit und eine Vergleichereinheit. Die Vergleichereinheit generiert bei jedem Signalzyklus ein Phasensignal, dessen Zustand eine Voreilung oder eine Nacheilung des Eingangssignals bezüglich einem durch die einstellbare Verzögerungseinheit und dem Verzögerungselement verzögerten Signal angibt und das der Regeleinrichtung während einer eingeschwungenen Betriebsphase zur Verfügung gestellt wird. Die Regeleinrichtung erhöht während einer Einschwingphase die Verzögerung der Verzögerungseinheit, bis ein Wechsel des Phasensignals einen Wechsel von einer erkannten Nacheilung des Eingangssignals zu einer Voreilung des Eingangssignals anzeigt. Die Regeleinheit umfasst weiterhin eine Filterschaltung, um während der Einschwingphase ein gefiltertes Phasensignal der Regeleinrichtung zur Verfügung zu stellen. Die Filterschaltung ändert den Zustand des gefilterten Phasensignals nur dann auf den Zustand des Phasensignals, wenn bezüglich des Zustandes des gefilterten Phasensignals für eine vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen ein anderer Zustand des Phasensignals detektiert worden ist.

Ferner ist eine Demultiplexerschaltung vorgesehen, um während der Einschwingphase die Filterschaltung mit der Regeleinrichtung zu verbinden und während der eingeschwungenen Betriebsphase das Phasensignal direkt an die Regeleinrichtung anzulegen.

Die erfindungsgemäße DLL-Schaltung hat den Vorteil, dass in der Einschwingphase das Phasensignal nur gefiltert der Regeleinrichtung zur Verfügung gestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass beim Übergang der Phasenlage von einer Voreilung zu einer Nacheilung, d.h. bei einer Phasenlage von 180°, aufgrund von Störungen nach einer erkannten Nacheilung keine Voreilung detektiert wird und fälschlicherweise zu einer Erkennung der Phasenlage von 0° führt. Dies hätte das Beenden der Einschwingphase zur Folge, wonach auf eine Regelung für eine eingeschwungene Betriebsphase umgeschaltet wird. Diese Regelung in der eingeschwungenen Betriebsphase bewirkt Änderungen der Verzögerung in der Verzögerungseinheit mit sehr kleinen Inkrementen, so dass die Phasenlage von 0° ausgehend von einer realen Phasenlage von 180° nur sehr langsam erreicht wird.

Eine Störung, die zu einer fehlerhaften Erkennung einer Phasenlage von 0° führen kann, kann durch einen durch Rauschen induzierten Phasensprung oder durch regelmäßige Phasenstörungen bzw. durch das Auftreten von Jitter hervorgerufen werden. Bei Jitter ist die Lage einer Flanke des periodischen Eingangssignals zeitlich versetzt, so dass die zeitliche Verschiebung bei einer Phasenlage nahe von 180° zu einer fehlerhaften Erkennung der Phasenlage führen kann. Um dies zu vermeiden, wird das Phasensignal gefiltert, so dass erst bei einer zuverlässigen Erkennung eines Wechsels der Phasenlage durch mehrere aufeinander folgenden Signalzyklen das Phasensignal für die Regeleinrichtung, die den Wechsel in die eingeschwungene Betriebsphase bestimmt, geändert wird. D.h. ein einmaliger Ausreißer des Phasensignals, z.B. wenn während einer Erkennung einer Voreilung einmalig eine Nacheilung erkannt wird und anschließend nach der erkannten Nacheilung erneut eine Voreilung erkannt wird, kann ignoriert werden. Normalerweise würde der Übergang von einer erkannten Nacheilung zu einer erkannten Voreilung die Phasenlage von 0° signalisieren und die Regeleinheit veranlassen, in die Normalbetriebsphase umzuschalten. Durch die Filterschaltung wird nun zunächst für eine vorbestimmte Anzahl von Signalzyklen abgewartet, bis ein bezüglich des Ausgangssignals der Filterschaltung, nämlich das gefilterte Phasensignal, verändertes Phasensignal mehrfach nacheinander auftritt, bevor der Zustand des gefilterten Phasensignals an die Regeleinrichtung weitergegeben wird.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen einstellbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen so gewählt ist, dass die Signalverzögerung zwischen dem Eingangssignal und dem verzögerten Signal gleich oder geringer ist als das durch die Anzahl bestimmte Vielfache der Zykluszeit. Eine zeitliche Verschiebung einer Flanke aufgrund von Jitter kann in der Vergleichereinrichtung zweimal zu einer Fehlerkennung der Phasenlage führen. Das erste Mal kann eine fehlerhafte Phasenlage erkannt werden, wenn die zeitlich versetzte Flanke des Eingangssignals in der Vergleichereinrichtung mit dem rückgekoppelten verzögerten Signal verglichen wird. Die zeitliche Versetzung der Flanke wird jedoch ebenfalls zeitlich verzögert an die Vergleichereinrichtung über die Rückkopplung weitergegeben, so dass nach einer durch die einstellbare Verzögerungseinheit und das Verzögerungselement vorgegebene Verzögerungszeit die gestörte Flanke an der Vergleichereinrichtung zum zweiten Mal anliegt. Daher ist vorgesehen, dass die Filterschaltung mindestens so viele Taktzyklen des Phasensignals überprüft, bis eine gestörte Flanke des Eingangssignals auch nach der Verzögerung durch die Verzögerungseinheit und das Verzögerungselement an der Vergleichereinrichtung angelegen hat.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Filterschaltung ein Schieberegister mit der vorbestimmten Anzahl von Registern umfasst, wobei an das Schieberegister das Phasensignal angelegt ist, wobei ein Zustandswechsel des gefilterten Phasensignals nur dann erfolgt, wenn in alle Schieberegister ein bezüglich des Zustandes des Phasensignals anderer Zustand gespeichert ist.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Filterschaltung ein SR-Flipflop umfasst, dessen Setzeingang mit dem Ausgang eines Und-Gatters verbunden ist und dessen Rücksetzeingang mit dem Ausgang eines Nicht-Oder-Gatters verbunden ist, wobei die Ausgänge der Register des Schieberegisters mit Eingängen des Und-Gatters und mit Eingängen des Nicht-Oder-Gatters verbunden sind. Auf diese Weise speichert das SR-Flipflop das Phasensignal und ändert seinen Zustand nur dann, wenn die Phasensignale in einer Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen ein geändertes Phasensignal anzeigen. Die Anzahl entspricht der Anzahl der Register des Schieberegisters.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Phasenanpassung eines periodischen Eingangssignales während einer Einschwingphase einer DLL-Schaltung vorgesehen. Bei jedem Signalzyklus wird ein Phasensignal generiert, das eine Voreilung oder Nacheilung des Eingangssignals bezüglich einem verzögerten Signal angibt. Die Verzögerung des verzögerten Signals wird gemäß dem Phasensignal eingestellt. Während der Einschwingphase wird die Verzögerung des verzögerten Signals inkrementell erhöht. Das Phasensignal wird während der Einschwingphase gefiltert, wobei ein Wechsel des Zustands des gefilterten Phasensignals nur dann erfolgt, wenn bezüglich des Zustands des gefilterten Phasensignals für eine vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen ein anderer Zustand des Phasensignals detektiert worden ist.

Auf diese Weise wird erfindungsgemäß erreicht, dass Störungen, die fälschlicherweise eine geänderte Phasenlage angeben, herausgefiltert werden. Erst wenn eine Änderung der Phasenlage von einer Voreilung zu einer Nacheilung bzw. von einer Nacheilung zu einer Voreilung aufgrund von einer mehrfachen Erkennung des geänderten Zustands des Phasensignals erkannt wird, wird dies von der Filterschaltung an die Regeleinrichtung weitergegeben. Somit wird vermieden, dass ein fehlerhaftes Erkennen eines Phasensignals von 0° zum Beenden der Einschwingphase führt. Erfolgt dies zu früh, so muss die DLL-Schaltung in der eingeschwungenen Betriebsphase die Phasenlage von 0° erreichen. Dies ist erheblich zeitaufwändig, da die Verzögerung während der Normalbetriebsphase inkrementell mit kleineren Inkrementen geändert wird, als dies während der Einschwingphase der Fall ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer DLL-Schaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
2 eine mögliche Ausführungsform einer Filterschaltung.
1 zeigt eine DLL-Schaltung 1 mit einer einstellbaren Verzögerungseinheit 2, die mit einer Regeleinheit 3 verbunden ist. Der Eingang der DLL-Schaltung 1 ist mit einem Eingang der einstellbaren Verzögerungseinheit 2 und mit einem ersten Eingang der Regeleinheit 3 verbunden. Ein Ausgang der einstellbaren Verzögerungseinheit 2 stellt den Ausgang A der DLL-Schaltung 1 dar. Der Ausgang A der DLL-Schaltung 1 ist über ein Verzögerungselement 4 mit einem zweiten Eingang der Regeleinheit 3 verbunden.
Die DLL-Schaltung 1 hat den Zweck, ein an dem Eingang E anliegendes periodisches Signal um eine von dem Verzögerungselement 4 vorgegebene Verzögerung nach vorne zu verschieben. Eine solche DLL-Schaltung 1 kann insbesondere bei Taktsignalleitungen in einer integrierten Schaltung verwendet werden, um die durch die Signallaufzeiten auf den Taktleitungen bewirkten Verzögerungen auszugleichen. Das Verzögerungselement 4 wäre in einem solchen Fall so angepasst, um die Verzögerung eines Taktsignales auf einer Taktleitung nachzubilden, so dass am Ausgang A der DLL-Schaltung 1 das korrigierte gegenüber dem ursprünglichen Taktsignal nicht verzögerte Taktsignal anliegt.
Die Regeleinheit 3 weist eine Vergleichereinrichtung 5 auf, die das an dem ersten Eingang angelegte Eingangssignal und das über das Verzögerungselement 4 verzögerte Ausgangssignal vom Ausgang A der DLL-Schaltung 1 miteinander vergleicht und ein Phasensignal P an einem Ausgang ausgibt, das eine Voreilung des Eingangssignals bezüglich des verzögerten Ausgangssignals oder eine Nacheilung angibt.
Das Phasensignal P ist an einen ersten Eingang einer Demultiplexereinrichtung 6 angelegt. Ein Ausgang der Demultiplexereinrichtung 6 ist mit einer Regeleinrichtung 7 der Regeleinheit 3 verbunden. Eine Regeleinrichtung 7 steuert die Demultiplexereinrichtung 6 so, dass in einer eingeschwungenen Betriebsphase das Phasensignal P durch die Demultiplexereinrichtung 6 an die Regeleinrichtung 7 durchgeschaltet ist. In der eingeschwungenen Betriebsphase bewirkt das Phasensignal P, das eine Voreilung anzeigt, dass die mit der Regeleinrichtung 7 verbundenen einstellbaren Verzögerungseinheit 2 die Verzögerung des Eingangssignals inkrementell erhöht wird. Bei einer Nacheilung des Phasensignals P wird die Verzögerung in der einstellbaren Verzögerungseinheit 2 verringert. Auf diese Weise wird eine Phasenlage zwischen dem periodischen Eingangssignal an dem Eingang E und des durch die Verzögerungs einheit 2 und das Verzögerungselement 4 verzögerte Signal etwa auf 0° geregelt.
In einem Einschwingzustand, der beispielsweise nach Einschalten der DLL-Schaltung 1 eingenommen wird, steuert die Regeleinrichtung 7 die einstellbare Verzögerungseinheit 2 so an, dass die Verzögerung kontinuierlich in Verzögerungsinkrementen erhöht wird. Die Einschwingphase dauert so lange, bis die Regeleinrichtung 7 einen Übergang von einer Nacheilung des Eingangssignals zu einer Voreilung des Eingangssignals erkennt, wodurch die Phasenlage von 0° angezeigt wird. Daraufhin schaltet die Regeleinrichtung 7 auf die Normalbetriebsphase um, die von einem eingeregelten Zustand ausgeht. Die Regeleinrichtung 7 führt dann eine Regelung gemäß oben beschriebenem Verfahren durch.
Ist zu Beginn des Einschwingvorgangs das Eingangssignal voreilend, so wird dann durch Erhöhung der Verzögerung in der einstellbaren Verzögerungseinheit 2 zunächst die Phasenlage in Richtung 180° erhöht. Da eine Voreilung des Eingangssignals durch eine Phasenlage von 0 bis 180° und eine Nacheilung des Eingangssignals durch eine Phasenlage von 180 bis 360° definiert ist, findet bei einer kontinuierlichen Erhöhung der Verzögerung des Eingangssignals ein Wechsel von einer Voreilung zu einer Nacheilung des Eingangssignals statt.
Angenommen, das Phasensignal hätte den Zustand einer logischen „1" für eine Voreilung und den Zustand einer logischen „0" für eine Nacheilung. Selbstverständlich können im Sinne der Erfindung die beiden Zustände auch in anderer Weise z.B. umgekehrt codiert sein. Die Regeleinrichtung würde dann einen Wechsel des Phasensignals P von einer logischen „1" zu einer logischen „0" als 180°-Durchgang erkennen und einen Wechsel von einer logischen „0" zu einer logischen „1" des Phasensignals P als einen Durchgang durch die Phasenlage von 0° erkennen. Der Wechsel des Phasensignals P von einer logischen „0" zu einer logischen „1" führt demnach zu einer Beendigung des Einschwingvorgangs und zu einem Übergang in die eingeschwungene Betriebsphase.
Bei der Phasenlage in der Nähe von 180° kann es jedoch aufgrund von Störungen des periodischen Eingangssignals, z.B. bei dem sich aufgrund von Jitter ein zeitlicher Versatz einer Flanke ergibt, vorkommen, dass nach dem Erkennen des Phasenlagenübergangs bei 180° erneut eine Voreilung angezeigt wird. Der Wechsel von einer logischen „0" zu einer logischen „1" des Phasensignals kann dann zur fehlerhaften Erkennung des Phasenübergangs bei einer Phasenlage von 0° führen.
Um dies zu vermeiden, ist eine Filterschaltung 8 vorgesehen, an deren Eingang das Phasensignal P angelegt ist, und deren Ausgang mit einem zweiten Eingang der Demultiplexereinrichtung 6 verbunden ist. Der Ausgang der Filterschaltung 8 ist über die durch die Regeleinrichtung gesteuerte Demultiplexereinrichtung 6 während der Einschwingsphase mit dem Eingang der Regeleinrichtung 7 verbunden.
Die Filterschaltung 8 hat die Funktion, Störungen der Flanken des Eingangssignales, die sich in einem Zustandswechsel des Phasensignals widerspiegeln, zu filtern.
Die Filterschaltung 8 ist so gestaltet, dass ein gefiltertes Phasensignal FP nur dann einen Zustandswechsel anzeigt, wenn für mehrere Signalzyklen das Phasensignal P einen gegenüber dem gefilterten Phasensignal geänderten Zustand nacheinander anzeigt. Beginnt der Einschwingvorgang mit einer Voreilung, so ist das Phasensignal gemäß dem oben gewählten Beispiel auf einer logischen „1". Auch das gefilterte Phasensignal hat den Zustand einer logischen „1". Wechselt das Phasensignal nun auf eine logische „0", so wird das gefilterte Phasensignal erst dann geändert, wenn für mehrere Signalzyklen nacheinander das Phasensignal auf einer logischen „0" liegt.
Die Anzahl der Signalzyklen, für die das Phasensignal gleiche Zustände aufweisen muss, um einen Signalwechsel des gefilterten Phasensignals zu bewirken, ist im Wesentlichen frei wählbar. Vorzugsweise ist die Anzahl der Signalzyklen so groß gewählt, dass in dem Zeitraum zwischen Eintreffen einer gestörten Flanke des Eingangssignals und dem Zeitpunkt, wenn die gestörte Flanke des Eingangssignals über die Verzögerungseinheit 2 und das Verzögerungselement 4 den zweiten Eingang der Regeleinheit 3 erreicht, keinen Zustandswechsel über das gefilterte Phasensignal FP ausgeben kann. D.h. beträgt die Verzögerung zwischen der Verzögerungseinheit 2 und der und dem Phasenelement 4 drei Taktzyklen, so beträgt die Anzahl der Signalzyklen, für die das Phasensignal einen Wechsel des Zustandes anzeigt, mindestens drei.
Die Anzahl der Signalzyklen darf jedoch auch nicht zu hoch gewählt werden, da dadurch bei einem Phasenübergang bei einer Phasenlage von 0° die Gefahr besteht, dass die Verzögerungseinheit 2 noch eine Zeit lang die Verzögerung erhöht, so dass beim Umschalten auf die eingeschwungene Betriebsphase eine längere Zeit benötigt wird, bis die Regeleinheit 3 die Verzögerung der einstellbaren Verzögerungseinheit 2 reduziert hat, so dass eine Phasenlage von 0° erreicht wird. Eine Filterung über eine zu große Anzahl von Signalzyklen führt dann also dazu, dass die Einschwingphase verlängert wird.
In 2 ist ein Blockschaltbild einer möglichen Ausführungsform für die Filterschaltung 8 dargestellt. Das Phasensignal P wird an ein Schieberegister 10 angelegt, das vier Registerspeicher 11, die in Reihe geschaltet sind, aufweist. Jeder der Registerspeicher 11 weist einen Takteingang auf, an den das Eingangssignal angelegt ist. Die Zustandswechsel des Eingangssignals bewirken, dass das angelegte Phasensignal P schrittweise durch die Registerspeicher 11 des Schieberegisters 10 bewegt wird. D.h. bei einem Schieberegister 10 mit vier Registerspeichern 11 hat ein Phasensignal den Ausgang des letzten Registerspeichers 11 nach vier Perioden des Ein gangssignals erreicht. Die Anzahl der Registerspeicher 11 in dem Schieberegister 10 ist nicht auf vier begrenzt, sondern kann gemäß der Anzahl der Signalzyklen, die zur Filterung des Phasensignals berücksichtigt werden sollen, angepasst sein.
Die Ausgänge der Registerspeicher 11 sind jeweils mit Eingängen eines Und-Gatters 12 und eines Nicht-Oder-Gatters 13 verbunden, so dass die in den Registerspeichern 11 gespeicherten aufeinander folgenden Zustände des Phasensignals P in dem Und-Gatter 12 miteinander und in dem Nicht-Oder-Gatter 13 verknüpft werden. Ein Ausgang des Und-Gatters 12 ist mit einem Setzeingang eines SR-Flipflops 14 verbunden. Ein Ausgang des Nicht-Oder-Gatters 13 ist mit einem Rücksetzeingang des SR-Flipflops 14 verbunden. An dem Ausgang des SR-Flipflops liegt das gefilterte Phasensignal FP an. Zur Taktung des SR-Flipflops ist dieses ebenfalls mit dem Eingangssignal des Eingangs E der DLL-Schaltung 1 verbunden.
Hat das Phasensignal P den Zustand einer logischen „1", d.h. es zeigt eine Voreilung des Eingangssignals an, so sind nach vier Signalzyklen in jedem der Registerspeicher 11 eine logische „1" gespeichert. Dies führt dazu, dass an dem Ausgang des Und-Gatters 12 ebenfalls eine logische „1" anliegt und an dem Ausgang des Nicht-Oder-Gatters 13 eine logische „0". Dadurch wird der Setzeingang des SR-Flipflops 14 auf Eins gesetzt und mit der nächsten Flanke in das SR-Flipflop übernommen. Am Ausgang des SR-Flipflops 14 liegt dann das gefilterte Phasensignal FP an. Wechselt der Zustand des Phasensignals P auf eine logische „0", so wird dieser Zustand in den ersten Registerspeicher 11 mit der nächsten entsprechenden Flanke des Eingangssignals übernommen. Dies führt dazu, dass der Ausgang des Und-Gatters 12 eine logische „0" annimmt und an dem Setzeingang des SR-Flipflops 14 ebenfalls eine logische „0" anliegt. Dies bewirkt keine Änderung am Ausgang des SR-Flipflops 14. Erst wenn in allen Registerspeichern 11 logische Nullen gespeichert sind, wird über den Ausgang des Nicht-Oder-Gatters 13 der Rücksetzeingang des SR-Flipflops 14 auf eine logische „1" gesetzt. Dies führt bei einer nächsten entsprechenden Signalflanke des Eingangssignals zu einem Wechsel des in dem SR-Flipflop 14 gespeicherten Zustandes, der an dem Ausgang als das gefilterte Phasensignal FP ausgegeben wird.
Geht der Zustand des Phasensignals P nur kurzzeitig auf eine logische „0" und anschließend wieder auf eine logische „1", so kommt es nicht zu einer Speicherung von logischen Nullen in allen Registerspeichern 11, so dass eine Rücksetzung des SR-Flipflops 14 nicht erfolgen kann.
Auf diese Weise können kurzzeitige Störungen des periodischen Eingangssignals aufgrund von Jittern, aufgrund von durch Rauschen induzierten, unbeabsichtigten Phasensprüngen oder aufgrund von regelmäßigen Phasenstörungen nicht dazu führen, dass fälschlicherweise ein Übergang von einer Voreilung zu einer Nacheilung oder umgekehrt erkannt werden kann.

1: DLL-Schaltung
2: einstellbare Verzögerungseinheit
3: Regeleinheit
4: Verzögerungselement
5: Vergleichereinrichtung
6: Demultiplexer
7: Regeleinrichtung
8: Filterschaltung
10: Schieberegister
11: Registerspeicher
12: Und-Gatter
13: Nicht-Oder-Gatter
14: SR-Flipflop
E: Eingang der DLL-Schaltung
A: Ausgang der DLL-Schaltung
P: Phasensignal
FP: gefiltertes Phasensignal

Claims

DLL-Schaltung (1) zur Phasenanpassung eines periodischen Eingangssignals mit einer einstellbaren Verzögerungseinheit (2), mit einem Verzögerungselement (4) und mit einer Regeleinheit (3), die eine Regeleinrichtung (7) zum Einstellen einer Verzögerung des Eingangssignals in der Verzögerungseinheit (2) und eine Vergleichereinheit (5) umfasst, um bei jedem Signalzyklus ein Phasensignal (P) zu generieren, dessen Zustand eine Voreilung oder eine Nacheilung des Eingangssignals bezüglich einem durch die einstellbare Verzögerungseinheit (2) und dem Verzögerungselement (4) verzögerten Signal angibt und das der Regeleinrichtung (7) während einer eingeschwungenen Betriebsphase zur Verfügung gestellt wird, wobei die Regeleinrichtung (7) während einer Einschwingphase die Verzögerung der einstellbaren Verzögerungseinheit (2) inkrementell erhöht, bis ein Wechsel des Phasensignals einen Wechsel von einer erkannten Nacheilung des Eingangssignals zu einer Voreilung des Eingangssignals anzeigt, wobei während der Einschwingphase die Inkremente größer sind als während der eingeschwungenen Betriebsphase, wobei die Regeleinheit (3) eine Filterschaltung (8) umfasst, um während der Einschwingphase ein gefiltertes Phasensignal (FP) der Regeleinrichtung (7) zur Verfügung zu stellen, wobei die Filterschaltung (8) den Zustand des gefilterten Phasensignals (FP) nur dann auf den Zustand des Phasensignals (P) ändert, wenn bezüglich des Zustandes des gefilterten Phasensignals (FP) für eine vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen ein anderer Zustand des Phasensignals (P) detektiert worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Demultiplexerschaltung vorgesehen ist, um während der Einschwingphase die Filterschaltung mit der Regeleinrichtung zu verbinden und während der eingeschwungenen Betriebsphase das Phasensignal direkt an die Regeleinrichtung anzulegen.
DLL-Schaltung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen einstellbar ist.
DLL-Schaltung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen so gewählt ist, dass die Signalverzögerung zwischen dem Eingangssignal und dem verzögerten Signal geringer ist als das durch die Anzahl bestimmte Vielfache der Signalzykluszeit.
DLL-Schaltung (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen 4 beträgt.
DLL-Schaltung (1) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (7) die Verzögerung der einstellbaren Verzögerungseinheit (2) inkrementell verändert, wobei während der Einschwingphase die Inkremente größer sind als während der eingeschwungenen Betriebsphase.
DLL-Schaltung (1) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschaltung (8) ein Schieberegister (10) mit der vorbestimmten Anzahl von Registerspeicher (11) umfasst, wobei an einem Eingang der Schieberegister (10) das Phasensignal (P) angelegt ist, wobei ein Zustandswechsel des gefilterten Phasensignals (FP) nur dann erfolgt, wenn in allen Schieberegistern (10) ein bezüglich des Zustandes des Phasensignals (P) anderer Zustand gespeichert ist.
DLL-Schaltung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschaltung (8) ein SR-Flipflop (14) umfasst, dessen Setzeingang mit dem Ausgang eines Und-Gatters (12) verbunden ist und dessen Rücksetzeingang mit dem Ausgang eines Nicht-Oder-Gatters (13) verbunden ist, wobei die Ausgänge der Registerspeicher (11) des Schieberegisters (10) mit Eingängen des Und-Gatters (12) und mit Eingängen des Nicht-Oder-Gatters (13) verbunden sind.
Verfahren zur Phasenanpassung eines periodischen Eingangssignals während einer Einschwingphase, wobei während einer eingeschwungenen Betriebsphase mit jedem Signalzyklus ein Phasensignal (P) generiert wird, das eine Voreilung oder eine Nacheilung des Eingangssignals bezüglich einem verzögerten Signal angibt, und wobei die Verzögerung des verzögerten Signals gemäß dem Phasensignal (P) inkrementell verändert wird, wobei während der Einschwingphase die Verzögerung des verzögerten Signals inkrementell erhöht wird, wobei während der Einschwingphase die Inkremente größer sind als während der eingeschwungenen Betriebsphase, wobei von der Einschwingphase zu der eingeschwungenen Betriebsphase gewechselt wird, wenn ein Wechsel des Phasensignals eine Phasenlage von 0° angibt, dadurch gekennzeichnet, dass während der Einschwingphase das Phasensignal (P) gefiltert wird, wobei ein Wechsel des Zustandes des gefilterten Phasensignals (FP) nur dann erfolgt, wenn bezüglich des Zustandes des gefilterten Phasensignals (FP) für eine vorbestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Signalzyklen ein anderer Zustand des Phasensignals (P) detektiert worden ist, wobei das Phasensignal in der eingeschwungenen Betriebsphase ungefiltert zur Verfügung gestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass während der Einschwingphase die Verzögerung des verzögerten Signals so lange erhöht wird, bis ein Wechsel von einer erkannten Nacheilung zu einer Voreilung des Eingangssignals erkannt wird.