[发明专利]数字相位频率检测器、数字锁相环及其检测方法

说明书

本申请要求2011年1月13日提交到韩国知识产权局(KIPO)的第2011-0003401号韩国专利申请的权利，该申请的全部内容合并于此以资参考。

技术领域

本公开涉及相位频率检测器，更具体地，涉及一种数字相位频率检测器(PFD)、包括该数字相位频率检测器的数字锁相环(PLL)以及数字地检测输出信号的相位和频率的方法。

背景技术

锁相环(PLL)广泛用于产生具有固定相位和固定频率的信号。通过包括将两个输入信号的相位进行比较的相位频率检测器(PFD)、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器和分频器的模拟电路来实现传统PLL。然而，传统模拟PLL典型地提供低精度并对外部噪声具有高敏感度。为了避免这些模拟电路问题，已经提出了由数字电路实现的数字PLL。通常，在数字PLL中，使用与模拟PLL的PFD相应的数字PFD。数字PLL的性能取决于数字PFD的性能。需要一种不仅具有相对小的尺寸和高操作速度，而且可精确地检测输出信号的相位和频率的PFD。

发明内容

根据发明构思的示例性实施例，提供了一种能够精确地检测输出信号的相位和频率，并具有相对小的尺寸和高操作速度的数字相位频率检测器(PFD)。

示例性实施例还提供了一种包括数字PFD的数字锁相环(PLL)，能够有效地锁定输出信号的相位和频率。

示例性实施例还提供了一种检测输出信号的相位和频率的方法。

根据示例性实施例，提供了一种数字相位频率检测器(PFD)。检测单元被配置用于检测参考信号的边沿和反馈输入信号的边沿，以产生参考边沿信号和反馈边沿信号。复位单元被配置用于基于参考边沿信号和反馈边沿信号来产生用于对检测单元进行复位的复位信号。相位比较单元被配置用于基于参考边沿信号和反馈边沿信号来产生第一相位比较信号和第二相位比较信号。相位比较单元包括：第一触发器，具有被配置用于接收参考边沿信号的数据输入端和被配置用于接收反馈边沿信号的时钟输入端，并且第一触发器被配置用于基于参考边沿信号和反馈边沿信号来产生第一比较信号；第二触发器，具有被配置用于接收反馈边沿信号的数据输入端和被配置用于接收参考边沿信号的时钟输入端，并且第二触发器被配置用于基于参考边沿信号和反馈边沿信号来产生第二比较信号；锁存块，被配置用于对第一比较信号和第二比较信号进行锁存，以产生第一相位比较信号和第二相位比较信号。

第一相位比较信号和第二相位比较信号的激活可彼此互补。当反馈输入信号的相位滞后于参考信号的相位时，第一相位比较信号可被激活，当反馈输入信号的相位领先于参考信号的相位时，第二相位比较信号可被激活。

第一相位比较信号可以与反馈边沿信号同步，从而确定第一相位比较信号的逻辑电平在反馈边沿信号的激活时间点与参考边沿信号的逻辑电平相应，第二相位比较信号可以与参考边沿信号同步，从而确定第二相位比较信号的逻辑电平在参考边沿信号的激活时间点与反馈边沿信号的逻辑电平相应。当参考边沿信号和反馈边沿信号两者被激活时可激活复位信号，并在复位信号被激活之后可去活参考边沿信号和反馈边沿信号。

检测单元可包括：第三触发器，被配置用于基于参考信号和复位信号来产生参考边沿信号，参考边沿信号响应于参考信号的上升沿和下降沿中的一个而被激活，并响应于复位信号被去活；第四触发器，被配置用于基于反馈输入信号和复位信号来产生反馈边沿信号，反馈边沿信号响应于反馈输入信号的上升沿和下降沿中的一个而被激活，并响应于复位信号被去活。

复位单元可包括至少一个逻辑元件，所述至少一个逻辑元件被配置用于对参考边沿信号、反馈边沿信号和检测使能信号执行逻辑操作，以产生复位信号。

所述数字PFD还可包括同步单元，被配置用于将第一相位比较信号和第二相位比较信号与参考信号和反馈输入信号中的一个进行同步，以产生第一相位比较输出信号和第二相位比较输出信号。

同步单元还可包括：第三触发器，具有被配置用于接收第一相位比较信号的数据输入端和被配置用于接收参考信号和反馈输入信号中的一个的时钟输入端，并且第三触发器被配置用于基于参考信号和反馈输入信号中的一个以及第一相位比较信号来产生第一相位比较输出信号；第四触发器，具有被配置用于接收第二相位比较信号的数据输入端和被配置用于接收参考信号和反馈输入信号中的一个的时钟输入端，并且第四触发器被配置用于基于参考信号和反馈输入信号中的一个以及第二相位比较信号来产生第二相位比较输出信号。