專利名稱：基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域，具體地，涉及基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路。
背景技術(shù)：
[0002]隨著微電子工藝的不斷進(jìn)步，集成電路性能的不斷提高，高速通訊系統(tǒng)的發(fā)展越來越快，高速通訊系統(tǒng)芯片對時鐘頻率的要求也越來越高。鎖相環(huán)(Phase Locked Loops, 簡稱PLL)是目前較為常用的時鐘發(fā)生器之一，時鐘抖動是鎖相環(huán)的一個重要參數(shù)，高速通訊系統(tǒng)時鐘抖動的大小必須在設(shè)計規(guī)范規(guī)定的范圍之內(nèi)，否則會導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低等一系列問題，因此抖動測量方法也越顯重要。[0003]目前，如

圖1(a)和圖1(b)所示，游標(biāo)延時鏈抖動測量方法，是最常用的抖動測量技術(shù)之一。該方法的分辨率取決于兩個不同延遲單元之間延遲時間的差值，遠(yuǎn)小于單個門的延遲，如圖1(a)所示，該電路由兩條包含不同延遲單元的延時鏈構(gòu)成，其中一條延時鏈的延遲單元是τ s，另一條的延遲單元為、，當(dāng)時鐘信號通過游標(biāo)延時鏈的一級延遲單元后，將產(chǎn)生一個微小的時序差值(Ts-τ》。假設(shè)參考時鐘(ref_clk)是理想的，被測數(shù)據(jù)時鐘(data_Clk)包含有抖動，從圖1 (b)可以看到ref_clk的上升沿領(lǐng)先data_Clk的上升沿時間T，經(jīng)過一級延時單元之后，它們的上升沿之間的差值縮小為Τ-Δ τ，在經(jīng)過N級之后，ref_clk的上升沿開始滯后于data_Clk，抖動值可以通過如下公式計算(假設(shè)Δ τ =(Ts-Tr):[0004]
權(quán)利要求1.一種基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，其特征在于，包括單周期采樣模塊、 第一二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX1、第二二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX2、第一振蕩回路、第二振蕩回路、 鑒相器、復(fù)位信號生成模塊與計數(shù)器，所述單周期采樣模塊的輸出端分別與第一二選一數(shù)據(jù)選擇器MUXl和第二二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX2的輸入端電連接在一起，所述第一二選一數(shù)據(jù)選擇器MUXl的輸出端電連接在第一振蕩回路的輸入端上，所述第二二選一數(shù)據(jù)選擇器 MUX2電連接在第二振蕩回路的輸入端上，所述第一振蕩回路和第二振蕩回路的輸出端均電連接在鑒相器的輸入端，所述鑒相器的輸出端電連接在復(fù)位信號生成模塊上，所述計數(shù)器電連接在第二振蕩回路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，其特征在于，所述單周期采樣模塊由三個級聯(lián)的觸發(fā)器DFF1、DFF2與DFF3組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，其特征在于，所述復(fù)位信號生成模塊由復(fù)位信號ReSet_Cal生成子模塊、復(fù)位信號Resetn生成子模塊、以及第三二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX3組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，其特征在于，所述復(fù)位信號ReSet_Cal生成子模塊包括由低電平復(fù)位的第一觸發(fā)器DFF1、由低電平復(fù)位的第二觸發(fā)器DFF2、邏輯非門與邏輯與門，所述復(fù)位信號Resetn生成子模塊包括由高電平復(fù)位的第一寄存器FF1、由高電平復(fù)位的第二寄存器FF2、一個非門、一個與門和兩個或門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路其特征在于，所述單周期采樣模塊，對待測時鐘信號Clock進(jìn)行采樣，生成時序依次落后一個周期的En信號、S 信號與Sd信號；S信號輸入MUXl的“0”輸入端，Sd信號輸入MUX2的“0”輸入端，En信號分別輸入MUXl和MUX2的“ 1 ”輸入端；外部輸入的標(biāo)準(zhǔn)模式控制信號Cal，作為MUXl與MUX2 的選擇信號，Cal為低電平時設(shè)置電路為測量模式，為高電平時設(shè)置電路為校準(zhǔn)模式；所述第一振蕩回路，由二選一數(shù)據(jù)選擇器MUXl的輸出信號觸發(fā)，其輸出信號為S’ ；第二振蕩回路，由二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX2的輸出信號觸發(fā)，其輸出信號為Sd’ ；第一振蕩回路與第二振蕩回路均可由延遲選擇信號來調(diào)整其相應(yīng)的振蕩周期；S’信號和Sd’信號輸入鑒相器，鑒相器判斷兩者的相位關(guān)系，輸出信號0ut_Dir作用于復(fù)位信號生成模塊；所述計數(shù)器，用于記錄第二振蕩回路的振蕩次數(shù)；所述復(fù)位信號生成模塊，根據(jù)待測時鐘信號Clock、外部輸入的復(fù)位信號in_ReSet、 鑒相器輸出的有效信號0ut_Dir、以及外部輸入的標(biāo)準(zhǔn)模式控制信號Cal，給單周期采樣模塊提供功能模式下的復(fù)位信號Resetn，同時給計數(shù)器提供校準(zhǔn)模式下的復(fù)位信號Reset_ Counter0
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，其可校準(zhǔn)性在于， 信號Cal設(shè)為高電平進(jìn)入校準(zhǔn)模式下，單周期采樣電路的輸出信號En同時觸發(fā)振蕩回路 1和2，兩個振蕩回路同時開始振蕩；由于振蕩回路1的振蕩周期比回路2的振蕩周期長 Δ τ，在經(jīng)過一個長周期T之后，兩個振蕩回路的輸出信號的下降沿再次重合；此時，設(shè)計數(shù)器記錄振蕩回路2的振蕩次數(shù)為N，則回路1相應(yīng)的振蕩次數(shù)為N-I ；記振蕩回路1的振蕩周期為T1,回路2的振蕩周期為T2，兩個回路振蕩周期的關(guān)系可用如下公式表示
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，其特征在于，所述單周期采樣模塊由三個級聯(lián)的觸發(fā)器DFF1、DFF2與DFF3組成，其中三個觸發(fā)器由同一外部時鐘信號Clock觸發(fā)，DFFl的R輸入端接外部輸入的復(fù)位信號 in_Reset，D輸入端接高電平VDD，Q輸出端接DFF2的D輸入端；DFF2的Q輸出端接DFF3 的D輸入端，DFF2與DFF3的R輸入端，均接復(fù)位信號Resetn ；DFFl的Q端輸出，即信號 En,其上升沿在Clock信號的第一個上升沿時出現(xiàn)，DFF2的Q端輸出，即信號S,其上升沿在 Clock信號的第二個上升沿時出現(xiàn)，而DFF2的Q端輸出，即信號&，其上升沿在Clock信號的第三個上升沿時產(chǎn)生；所述En信號，用于在校準(zhǔn)模式下，同時觸發(fā)第一振蕩回路與第二振蕩回路；S信號與Sd 信號，用于在測量模式下，分別觸發(fā)第一振蕩回路與第二振蕩回路。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，其特征在于，所述復(fù)位信號生成模塊由復(fù)位信號ReSet_Cal生成子模塊、復(fù)位信號Resetn生成子模塊、以及第三二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX3組成，其中所述復(fù)位信號ReSet_Cal生成子模塊，用于根據(jù)鑒相器輸出的有效信號0ut_Dir、以及外部輸入的復(fù)位信號in_Reset，輸出復(fù)位信號Reset_Cal ；所述復(fù)位信號Resetn生成子模塊，用于根據(jù)待測時鐘信號Clock、外部輸入的復(fù)位信號in_Reset、以及鑒相器輸出的有效信號0ut_Dir，輸出復(fù)位信號Resetn ；所述復(fù)位信號ReSet_Cal，輸入MUX3的“1”輸入端；復(fù)位信號Resetn，輸入MUX3的“0” 輸入端；外部輸入的標(biāo)準(zhǔn)模式控制信號Cal，作為MUX3的選擇信號；MUX3輸出復(fù)位信號 Reset_Counter0
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，其特征在于，所述復(fù)位信號ReSet_Cal生成子模塊包括由低電平復(fù)位的第一觸發(fā)器DFF1、由低電平復(fù)位的第二觸發(fā)器DFF2、邏輯非門與邏輯與門，其中外部輸入的復(fù)位信號in_Reset，分別作為第一寄存器DFFl與第二寄存器DFF2的復(fù)位信號，即分別輸入第一寄存器DFFl與第二寄存器DFF2的R輸入端；鑒相器輸出的有效信號 0ut_Dir，分別作為第一寄存器DFFl與第二寄存器DFF2的時鐘信號；所述第一寄存器DFFl的D輸入端接高電平VDD，Q輸出端接第二寄存器DFF2的D輸入端；第二寄存器DFF2的Q輸出端輸出信號in_ReSet3 ；所述信號in_Reset3，經(jīng)邏輯非門后，再與外部輸入的復(fù)位信號in_ReSet經(jīng)邏輯與門后,輸出Reset_Cal信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，其特征在于，所述復(fù)位信號Resetn生成子模塊包括由高電平復(fù)位的第一寄存器FF1、由高電平復(fù)位的第二寄存器FF2、一個非門、一個與門和兩個或門，其中外部輸入的復(fù)位信號in_Reset，經(jīng)過所述邏輯非門后，再與鑒相器輸出的有效信號 0ut_Dir經(jīng)過邏輯或門后，分別作為第一寄存器FFl與第二寄存器FF2的復(fù)位信號，即分別輸入第一寄存器FFl與第二寄存器FF2的R輸入端；待測時鐘信號Clock，分別作為第一寄存器FFl與第二寄存器FF2的時鐘觸發(fā)信號；所述第一寄存器FFl的D輸入端接高電平VDD，Q輸出端接第二寄存器FF2的D輸入端；第二寄存器FF2的Q輸出端輸出信號in_ReSet2 ；所述信號in_ReSet2與鑒相器輸出的有效信號0ut_Dir經(jīng)過所述邏輯或門后，再與外部輸入的復(fù)位信號in_Reset經(jīng)過邏輯與門后，得到復(fù)位信號Resetn。
專利摘要本實用新型公開了一種基于自參考信號的可校準(zhǔn)抖動測量電路，所述單周期采樣模塊的輸出端分別與第一二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX1和第二二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX2的輸入端電連接在一起，所述第一二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX1的輸出端電連接在第一振蕩回路的輸入端上，所述第二二選一數(shù)據(jù)選擇器MUX2電連接在第二振蕩回路的輸入端上，所述第一振蕩回路和第二振蕩回路的輸出端均電連接在鑒相器的輸入端，所述鑒相器的輸出端電連接在復(fù)位信號生成模塊上，所述計數(shù)器電連接在第二振蕩回路上?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)中測量準(zhǔn)確性差、校準(zhǔn)困難、測量范圍有限、分辨率低與測量速度慢等缺陷，實現(xiàn)測量準(zhǔn)確性好、校準(zhǔn)方便、測量范圍廣、分辨率高與測量速度快的優(yōu)點。
文檔編號G01R29/02GK202256511SQ20112039610
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者時龍興, 楊軍, 程赤, 蔡志匡, 黃丹丹 申請人:無錫東集電子有限責(zé)任公司