[发明专利]锁相回路及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锁相回路的方法，特别涉及一种锁相回路及其方法。

背景技术

PLL为锁相回路(Phase Loop Lock)的英文简写，请参考图1，其由相位频率检测器50、回路滤波器60、低通滤波器70、压控振荡单元80与除频器90所组成，主要应用在有线或无线的通信系统中。PLL是在回路中利用反馈信号将输出端的输出时钟及相位，锁定在与输入端的参考时钟及相位上。所以，PLL的主要目的为稳定输出时钟与相位，以减少其偏移。锁相回路发展至今已有几十年的历史了，大部分用在需要精确的时钟或频率的系统中。

举凡电视、收音机等无线电波的频率调谐或是CD、PC等数字产品的时钟控制的场合，皆可使用PLL来设计精确的频率，进而在通信卫星及测量仪器的应用领域中使得产品得到更好的稳定性与精确性。另外在通信中的发射机和接收机，应用锁相回路的频率合成器更是常用的高频信号源，PLL的输出频率可提供本地振荡频率。一般本地振荡频率可将基频信号升频至射频信号并从发射端发射出去，且在接收端的天线端接收到之后，将射频信号加以进行信号解调而恢复原本的信号。而在有线的以太网络中，一般Giga bit的以太网络需要1G的频率来传送信号，必须要采用精准的频率，也就是，PLL输出需高达1G的频率。

现今很多产品需要节能的概念，而高速以太网络也不例外，针对以太网络节能的概念，博通(Broadcom)推出IEEE P802.3az节能以太网络(Energy Efficient Ethernet，EEE)草案标准。以便在其整个有线以太网络方案中能以最佳成本的低功耗技术来达到高效能的需求。

所以为了达成EEE方案，必须要有效的节省网络芯片的电源。因PLL在芯片中耗了大量的电能，一般PLL的耗能为5mA。为了使网络的节能效果增加，当网络信号不进行沟通时，若将PLL关闭将可节省不少能源。不过，PLL随意关闭会产生相对应的问题：一旦将PLL关闭后，当网络信号又准备开始沟通时，则又会发生PLL起振时间过慢而造成网络芯片发生错误的现象。

发明内容

本发明的目的为提供一种锁相回路，锁相回路包含：相位频率检测器、电荷泵、切换开关、低通滤波器、压控振荡器、除频器与控制器。相位频率检测器，用以接收参考时钟与输出时钟，并依据参考时钟与除频时钟的相位差而产生一控制信号。电荷泵耦接相位频率检测器，具有可调电流源，依据一控制信号控制可调电流源，并依据第一参数调整可调电流源输出第一电流，且依据第二参数调整可调电流源输出第二电流，第一电流大于第二电流。切换开关耦接电荷泵与预设电压。低通滤波器，耦接切换开关，依据切换开关切换为导通电荷泵时进行高频滤波而产生参考电压，当切换开关切换为导通预设电压时，维持预设电压电平。压控振荡器，耦接低通滤波器，依据参考电压产生输出时钟。除频器，耦接压控振荡器与相位频率检测器，用以接收输出时钟并进行除频而产生除频时钟。控制器，耦接电荷泵与切换开关，于省电模式时，控制切换开关导通预设电压与低通滤波器，而使电荷泵的输出为断路，并依据唤醒信号而离开省电模式时控制切换开关以导通电荷泵与低通滤波器，且以第一参数调整电荷泵为输出第一电流，于预设时间后，以第二参数调整电荷泵的为第二电流。

本发明的再一目的为提供一种锁相回路方法，包含以下步骤：于一省电模式启动时，关闭一锁相回路的电源；当离开该省电模式时，调整一电荷泵的一可调电源流，以一第一电流快速对一等效阻抗充电而产生一参考电压；依据该参考电压起振该锁相回路以产生一输出时钟；及当一预设时间到时，调整该电荷泵的该可调电源流，以一第二电流对这些效阻抗充电而产生预设的该输出时钟的预设频率与相位，该第一电流大于该第二电流。

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域的普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所披露的内容、申请专利范围及图式，任何本领域的普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

附图说明

图1为现有技术的锁相回路电路图；

图2为本发明的锁相回路的第一实施例；

图3为现有技术的电压控制振荡频率图；

图4为本发明的锁相回路的第一实施例的第一起振时间图；

图5为本发明的锁相回路的第一实施例的第二起振时间图；

图6为本发明的锁相回路的第二实施例；

图7为本发明的锁相回路的第二实施例的起振时间图；

图8为本发明的电荷泵反馈控制装置的第一流程图；及

图9为本发明的电荷泵反馈控制装置的第二流程图。