可调节分辨率的tdc及基于该tdc的adpll的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种可调节分辨率的TDC及基于 该 TDC 的 ADPLL。
【背景技术】
[0002] 锁相环（PLL)是现代电子系统中的重要部件，其在无线通信系统的发射机和接收 机中提供载波和本振信号，完成变频转换和同步，以及实现频率和相位调制；在片上系统 中，也可以为模拟和数字电路提供工作时钟。
[0003] 随着集成电路工艺的不断进步，数字电路以不断提高的集成度、开关速度和截止 频率而体现出更显著的优势，以全数字锁相环（ADPLL)为代表的数字射频技术相比传统的 模拟设计，能够有效降低成本和易于片上系统（SoC)集成。根据应用范围，已有的全数字锁 相环主要分为窄带和宽带两类。
[0004] 如图1所示，为现有技术中窄带ADPLL的结构示意图；其主要由数控振荡器 (DC0) 101、相位累加器102、时数转换器（TDC) 103和数字滤波器104组成。相位累加器102 和TDC 103对参考频率FREF信号106与DC0输出的CKV信号107进行鉴频鉴相，得到相位 误差，经滤波后形成控制信号，调节DC0的振荡频率。
[0005] 如图2所示，为现有技术中TDC结构示意图；其采用N个延时单元201级联的延时 链实现，每级延时单元的延迟时间决定了 TDC的分辨率A ，因此一旦电路设计完成，整 个TDC的分辨率是固定不可调节的。对于给定的分辨率A ，为覆盖完整的DC0时钟周期 ，组成TDC的延时单元个数N需要满足下式：
[0006]
【主权项】
1. 一种可调节分辨率的TDC，其特征在于，包括：一条延时链，该延时链包括多级延时 单元和多个触发器，每一延时单元均与一触发器相连； 其中，每个延时单元的延迟时间均通过输入的控制信号进行调节，且该控制信号，还用 于选择工作的延时单元个数，并将不需要工作的延时单元关断； 待测量的信号经过控制信号所选择且调节延迟时间的延时单元逐级延迟，每一级延迟 的输出作为触发器的输入，且由参考信号作为触发器的时钟信号，根据触发器的输出对待 测信号进行时间测量。
2. -种可调节分辨率的TDC，其特征在于，包括：一条W上的延时链，且每条延时链均 包括多级延时单元和多个触发器，每一延时链中的延时单元均与一触发器相连； 其中，不同延时链中的延时单元具有不同的延迟时间，并且延时单元的个数也不同；每 一条延时链内的延时单元具有相同的延迟时间，且延迟时间固定； 根据输入的选择信号选择其中一条延时链，并通过控制信号将不需要的延时链关断； 待测量的信号经过所选定的延时链逐级延迟，每一级延迟的输出作为触发器的输入， 且由参考信号作为触发器的时钟信号，根据触发器的输出对待测信号进行时间测量。
3. -种可调节分辨率的TDC，其特征在于，包括：一条W上的延时链，且每条延时链均 包括多级延时单元和多个触发器，每一延时链中的延时单元均与一触发器相连； 其中，不同延时链中的延时单元的个数不相同，每一条延时链内延时单元的延迟时间 均可通过输入的控制信号进行调节； 根据输入的选择信号选择其中一条延时链，并通过控制信号关断未被选择的延时链； 且在所选择的延时链内，通过该控制信号来调整延时单元的延迟时间，W及通过该控制信 号来选择工作的延时单元个数，并将不需要工作的延时单元关断； 待测量的信号经过所选择且调节延迟时间的延时链逐级延迟，每一级延迟的输出作为 触发器的输入，且由参考信号作为触发器的时钟信号，根据触发器的输出对待测信号进行 时间测量。
4. 一种可W实现小数频率合成的AWLL其特征在于，包括：权利要求1-3任一项所述 的时数转换器TDC、数控振荡器DCO、相位累加器与数字滤波器； 其中，所述DCO根据输入的数字控制信号控制，产生振荡信号，并输出振荡频率和时钟 信号； 所述TDC，用于通过比较DCO输出的时钟信号和参考时钟信号，获得包含小数相位误差 的DCO时钟相位； 所述相位累加器，用于根据频率控制字对参考时钟信号进行计数，得到参考时钟相位， 将其与TDC输出的DCO时钟相位相减得到相位误差； 所述的数字滤波器，用于对相位误差进行滤波，输出数字控制信号，调整DCO的振荡频 率W达到锁定状态。
【专利摘要】本发明公开了一种可调节分辨率的TDC及基于该TDC的ADPLL，基于可调节分辨率TDC的ADPLL能够根据DCO输出时钟周期(频率)调节分辨率，从而满足宽带输出频率的要求，有效克服传统TDC仅适用于窄带的缺陷；同时，针对不同的分辨率，TDC的功耗还能够相应调节和降低，采用该TDC实现的宽带ADPLL，相比已有技术采用Bang-Bang鉴频鉴相器的结构，能够实现小数频率合成，提高鉴频鉴相精度和相位噪声性能，同时实现了低功耗。
【IPC分类】H03L7-18
【公开号】CN104539288
【申请号】CN201510052106
【发明人】陈楠, 白雪飞, 林福江
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月30日