[发明专利]一种相位延迟线结构

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是一种相位延迟线器。

背景技术

相位延迟结构产生同频多相时钟广泛应用于数据采集。传统技术主要采用延迟线结构，这种延迟线结构主要由RC延迟单元串联构成，工艺不均匀性使得R、C产生失配从而导致各相位延迟单元延迟变得不均匀，这种不均匀性也就使得很难通过插入/取消延迟单元的办法来增加/减少参考时钟等分的相数。

发明内容

本发明的目的是提供一种相位延迟线器，可以将参考时钟精确分为等距的任意n相。

本发明的技术方案如下：

一种相位延迟线器，其特征在于：包括锁相环、占空比调节环和均分电压-均分时间转换电路三个模块，锁相环与占空比调节环形成回路，锁相环的一端输出与均分电压-均分时间转换电路的输入连接。

所述相位延迟线器的信号流向为：占空比约为50％的参考方波时钟输入锁相环，锁相环的一端输出为与参考时钟同频的锯齿波，锁相环将锯齿波输入至均分电压-均分时间转换电路，均分电压-均分时间转换电路输出与参考时钟同频、相位精确等分的n相方波时钟，其中n≥2，锁相环与均分电压-均分时间转换电路构成信号主通道；同时，锁相环的另一个输出为与参考时钟同频的方波，锁相环将方波输入至占空比调节环，占空比调节环输出占空比微调电流，所述微调电流调节锁相环中电容放电电流，形成局部反馈回路进行占空比调节。

所述锁相环包括鉴相器、电荷泵、电压转电流电路、电容充放电网络和锯齿波上下阈值判决电路。

在锁相环中，参考时钟与反馈时钟作为两个输入信号输入鉴相器，鉴相器的输出至电荷泵的输入，电荷泵的输出至电压转电流电路的输入，电压转电流电路的输出电流作为电容充放电网络的充/放电流，电容充放电网络输出锯齿波至锯齿波上下阈值判决电路，锯齿波上下阈值判决电路输出开关控制信号控制电容充放电网络，同时锯齿波上下阈值判决电路还将输出反馈时钟至鉴相器的输入，完成锁相反馈回路。

所述占空比调节环包括占空比调节控制电路和占空比微调电流源。

在占空比调节环中，锁相环的锯齿波上下阈值判决电路输出反馈时钟至占空比调节控制电路的输入，占空比调节控制电路输出至占空比微调电流源的输入，占空比微调电流源输出微调放电电流至锁相环中的电容充放电网络的输入，完成占空比调节反馈回路。

所述均分电压-均分时间转换电路包括电阻分压网络、比较器组和触发器组。

在均分电压-均分时间转换电路中，通过2个以上等值电阻串联于高参考电压与低参考电压(此处所谓的高低压电压，是彼此相互比较确定的高低，仅与相对值有关，与绝对值无关)之间构成电阻分压网络，每一电阻均并联一选通开关，所述选通开关控制每一电阻是否连入电阻分压网络，电阻分压网络输出各等分电压分别至比较器组中的每一比较器负端，锁相环输出的锯齿波至比较器组中的各比较器正端，比较器组中的各比较器分别输出锯齿波与各等分电压比较结果至触发器组对应触发器的时钟输入，锁相环的锯齿波上下阈值判决电路输出的方波1与方波2分别输出至触发器组中上、下两个触发器时钟的输入，触发器组各DFF(D触发器)触发器D与～Q连接构成分频器，n个触发器构成的触发器组输出2倍周期的参考时钟等分的n相时钟。

所述相位延迟线器是通过锁相机制使片内充放电容网络在充放电容上产生与参考时钟同周期同占空比的锯齿波，对该锯齿波各等分点进行比较，通过均分电压-均分时间的方法转换成间距相等的n相方波时钟，其中n≥2。

所述相位延迟线器的具体工作流程如下：

A、锁相环通过锁相机制将反馈时钟锁定于参考时钟；

若初始状态反馈时钟相对参考时钟有相位差Δφ，鉴相器鉴别出Δφ并送入电荷泵，电荷泵将Δφ转化为对应的电压，再通过电压转电流电路将所述电压转化为电容充/放电网络的充/放电电流I0，I0正比于电容充/放电网络产生锯齿波的频率，锯齿波上下阈值判决电路将锯齿波转化为同频的方波，所述方波即为反馈时钟，负反馈机制使得10向着减小相位差Δφ的方向移动；

B、锁相环锁定相位的同时，占空比调节电路使得反馈时钟占空比与参考时钟占空比相等约为50％，即锯齿波上升/下降时间相等；

在锁相环电容充放电网络中设置充电电流略大于放电电流，充电电流与放电电流这微小的差值通过占空比调节电路产生的占空比微调放电电流进行微调，最终产生50％的恒定占空比；