本申請涉及時間數字轉換器,特別是涉及一種用于時間數字轉換器的延遲校準電路。
背景技術:
1、時間數字轉換器是一種將時間信號轉換為數字信號的電路,其在鎖相環系統中得到廣泛的應用。應用于電荷泵型鎖相環以實現快速鎖定功能的時間數字轉換器一般對工作范圍有一定要求,其工作范圍通常需要覆蓋鎖相環系統的一個參考周期,延遲鏈型時間數字轉換器結構是當前更多的一種時間數字轉換器。
2、然而,當前采用開關電容陣列和數字校準算法對延遲鏈型時間數字轉換器的延時增益進行校準,然而,這種結構的電路需要復雜的數字邏輯電路輔助校準,校準精度低且不易實現。
技術實現思路
1、基于此,有必要針對上述技術問題,提供一種便于實現且高精度的用于時間數字轉換器的延遲校準電路。
2、本申請提供了一種延遲校準電路。該延遲校準電路用于快速鎖定鎖相環中,該延遲校準電路包括鑒頻鑒相器、電荷泵、濾波電容、偏置電壓產生單元和壓控延遲鏈;該壓控延遲鏈,用于接收起始信號并輸出經過延時后的反饋信號;其中,該壓控延遲鏈還與采樣電路共同構成用于將該起始信號和結束信號之間的時間間隔量化為數字信號的目標時間數字轉換器;該鑒頻鑒相器,用于接收該起始信號和該反饋信號,將該起始信號和該反饋信號之間的相位差轉換為電壓脈沖信號,并將該電壓脈沖信號輸出至該電荷泵;該電荷泵,用于在該電壓脈沖信號的控制下,輸出對應脈寬的電流信號至該濾波電容;該濾波電容,用于將該電流信號轉換為延時控制電壓,并將該延時控制電壓作用至該偏置電壓產生單元的輸入端;該偏置電壓產生單元,用于在該延時控制電壓的作用下,產生偏置電壓,并利用該偏置電壓控制該壓控延遲鏈的延遲時間。
3、在其中一個實施例中,該鑒頻鑒相器包括第一觸發器、第二觸發器和第三觸發器;該鑒頻鑒相器還接收外部輸入的使能信號;在該起始信號、該反饋信號和該使能信號的作用下,該第一觸發器和該第二觸發器輸出該電壓脈沖信號,以及,該第三觸發器用于阻塞初始階段的該起始信號;其中,該初始階段為該反饋信號的上升沿首次到來之前的階段。
4、在其中一個實施例中,當該使能信號由低電平跳變為高電平且該反饋信號為低電平時,在該反饋信號的上升沿首次到來之前,該第三觸發器輸出低電平,使得該第一觸發器處于復位狀態,以阻塞初始階段的該起始信號;當該反饋信號的上升沿首次到來時,該第三觸發器輸出高電平,使得該第一觸發器由復位狀態變為采樣狀態;以及,該第二觸發器由采樣狀態變為觸發狀態并輸出該電壓脈沖信號;在非初始階段的該起始信號的上升沿到來時,該第一觸發器由采樣狀態變為觸發狀態;以及,該第一觸發器輸出該電壓脈沖信號。
5、在其中一個實施例中,在該第一觸發器和該第二觸發器輸出該電壓脈沖信號后,該第一觸發器和該第二觸發器由該觸發狀態變為該復位狀態。
6、在其中一個實施例中,該鑒頻鑒相器還包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一與門、第一或門、第二或門和緩沖器;該第三反相器的輸入端輸入該使能信號,該第三反相器的輸出端與該第三觸發器的復位端和該第二或門的輸入端連接;該第三觸發器的時鐘端輸入該反饋信號,該第三觸發器的輸出端與該第二反相器的輸入端連接;該第二反相器的輸出端與該第一或門的輸入端連接;該第一或門的輸入端還與該第二或門的輸入端連接,該第一或門的輸出端與該第一觸發器的復位端連接;該第一觸發器的時鐘端輸入該起始信號,該第一觸發器的輸出端與該第一反相器連接,以經過該第一反相器的輸出端輸出該電壓脈沖信號;該第一與門的輸入端與該第一反相器的輸出端和該第二觸發器的輸出端連接,該第一與門的輸出端與該第一或門和該第二或門的輸入端連接;該第二或門的輸出端與該第二觸發器的復位端連接;該第二觸發器的時鐘端輸入該反饋信號,該第二觸發器的輸出端還與該緩沖器連接,以經過該緩沖器的輸出端輸出該電壓脈沖信號。
7、在其中一個實施例中,該第一觸發器、該第二觸發器和該第三觸發器為d觸發器。
8、在其中一個實施例中,該壓控延遲鏈包括多個級聯的延遲單元;該偏置電壓產生單元的輸出端與各延遲單元均連接;該偏置電壓產生單元,用于利用該偏置電壓調節各延遲單元的電流,以控制該壓控延遲鏈的延遲時間。
9、在其中一個實施例中,該偏置電壓產生單元包括預充電管;該預充電管,用于在外部輸入的使能信號為低電平且該延遲校準電路處于開環狀態的情況下,將該偏置電壓產生單元的輸入端的控制電壓調節為電源電壓,以使各延遲單元的延時時間為最小值。
10、在其中一個實施例中,該預充電管,具體用于在該延遲校準電路未處于工作狀態的情況下,在該使能信號的作用下,為該濾波電容充電,以調節該偏置電壓產生單元的輸入端的電壓為該電源電壓。
11、在其中一個實施例中,該偏置電壓產生單元還包括多個開關管;各開關管的輸入端連接該使能信號;各開關管,用于在該使能信號為低電平時,控制該偏置電壓產生單元停止工作。
12、在其中一個實施例中,該偏置電壓產生單元還包括控制管和電流鏡電路;該控制管與該電流鏡電路連接;該控制管,用于根據該偏置電壓產生單元的輸入端的電壓,控制該電流鏡電路輸出該偏置電壓至該延遲單元。
13、在其中一個實施例中,該預充電管、各開關管和該控制管均為晶體管;該開關管包括第一開關管、第二開關管和第三開關管;該預充電管的柵極連接該使能信號,該預充電管的柵極連接電源電壓,該預充電管的漏極連接該偏置電壓產生單元的輸入端;該控制管的柵極連接該偏置電壓產生單元的輸入端,該控制管的漏極與該電流鏡電路連接,該控制管的源極與該第一開關管的漏極連接;該第二開關管和該第三開關管的漏極均與該電流鏡電路連接;該第一開關管、該第二開關管和該第三開關管的柵極均連接該使能信號且源極均接地;該電流鏡電路還與各延遲單元連接。
14、在其中一個實施例中,各延遲單元為電流饑餓型電路結構。
15、上述用于時間數字轉換器的延遲校準電路中,該延遲校準電路用于快速鎖定鎖相環中,延遲校準電路包括鑒頻鑒相器、電荷泵、濾波電容、偏置電壓產生單元和壓控延遲鏈;壓控延遲鏈,用于接收起始信號并輸出經過延時后的反饋信號;其中,壓控延遲鏈還與采樣電路共同構成用于將起始信號和結束信號之間的時間間隔量化為數字信號的目標時間數字轉換器;鑒頻鑒相器,用于接收起始信號和反饋信號,將起始信號和反饋信號之間的相位差轉換為電壓脈沖信號,并將電壓脈沖信號輸出至電荷泵;電荷泵,用于在電壓脈沖信號的控制下,輸出對應脈寬的電流信號至濾波電容;濾波電容,用于將電流信號轉換為延時控制電壓,并將延時控制電壓作用至偏置電壓產生單元的輸入端;偏置電壓產生單元,用于在延時控制電壓的作用下,產生偏置電壓,并利用偏置電壓控制壓控延遲鏈的延遲時間。其中,該延遲校準電路利用了目標時間數字轉換器中的壓控延遲鏈,從而采用模擬延遲鎖定環路實現時間數字轉換器的實時延遲校準,其不需要復雜的數字校準邏輯,便于實現,模擬電路校準精度更高,時間數字轉換器量化誤差更小,具有高精度。
1.一種延遲校準電路,其特征在于,所述延遲校準電路用于快速鎖定鎖相環中,所述延遲校準電路包括鑒頻鑒相器、電荷泵、濾波電容、偏置電壓產生單元和壓控延遲鏈;
2.根據權利要求1所述的延遲校準電路,其特征在于,所述鑒頻鑒相器包括第一觸發器、第二觸發器和第三觸發器;所述鑒頻鑒相器還接收外部輸入的使能信號;
3.根據權利要求2所述的延遲校準電路,其特征在于,
4.根據權利要求3所述的延遲校準電路,其特征在于,
5.根據權利要求2所述的延遲校準電路,其特征在于,所述鑒頻鑒相器還包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一與門、第一或門、第二或門和緩沖器;
6.根據權利要求2所述的延遲校準電路,其特征在于,所述第一觸發器、所述第二觸發器和所述第三觸發器為d觸發器。
7.根據權利要求1所述的延遲校準電路,其特征在于,所述壓控延遲鏈包括多個級聯的延遲單元;所述偏置電壓產生單元的輸出端與各所述延遲單元均連接;
8.根據權利要求7所述的延遲校準電路,其特征在于,所述偏置電壓產生單元包括預充電管;
9.根據權利要求8所述的延遲校準電路,其特征在于,
10.根據權利要求8所述的延遲校準電路,其特征在于,所述偏置電壓產生單元還包括多個開關管;各所述開關管的輸入端連接所述使能信號;
11.根據權利要求10所述的延遲校準電路,其特征在于,所述偏置電壓產生單元還包括控制管和電流鏡電路;所述控制管與所述電流鏡電路連接;
12.根據權利要求11所述的延遲校準電路,其特征在于,所述預充電管、各所述開關管和所述控制管均為晶體管;所述開關管包括第一開關管、第二開關管和第三開關管;
13.根據權利要求7所述的延遲校準電路,其特征在于,各所述延遲單元為電流饑餓型電路結構。