[实用新型]基于锁相回路的时钟产生电路以及锁相回路电路

说明书

本实用新型公开了一种基于锁相回路的时钟产生电路以及锁相回路电路。示范性时钟产生电路包括PLL、用以提供低抖动输入时钟的低抖动XO和用以提供低温度漂移时钟的低成本TCXO。时钟单元额外包括故障保持模块，故障保持模块耦合到PLL且用于：接收低抖动输入时钟和参考输入时钟；记录正常操作模式期间低抖动输入时钟与参考输入时钟之间的关系；以及在故障保持操作模式期间，在参考输入时钟不可用时，将所记录关系作为控制信号输出到PLL。此时钟单元额外包括：统计模块，用以计算低抖动输入时钟与低温度漂移时钟之间的关系；以及控制模块，用以基于所确定关系动态地调整故障保持模块的输出，以使得时钟单元的输出时钟维持低抖动和低温度漂移特性。

技术领域

本实用新型大体上涉及用于通信系统的时钟合成领域，更具体地说，涉及用于在通信系统的故障保持操作模式期间维持低抖动、低温度漂移时钟信号的系统和技术。

背景技术

众多现代通信系统，不管是基于有线还是基于无线的，是时间同步的系统。在时间同步的通信系统中，一个或多个参考时钟从一个或多个时钟源经由网络递送到系统中的各种装置。为增大通信系统中各种装置的操作稳定性，同时还改善这些装置对于不同应用的灵活性，通常这些装置需要设置多个参考时钟。然而，在给定装置中的时钟单元从一个参考输入时钟切换到另一参考输入时钟时或在参考输入时钟中的一个或多个发生故障时的情况下，为确保时钟单元的输出维持性能和时钟稳定性，通常需要时钟单元包括“故障保持”功能和故障保持模块以在此种情形期间建立稳定的输出时钟。

更具体来说，在通信系统中，故障保持模块经设计以执行故障保持功能，即在参考输入时钟被切换或丢失或故障时，保持时钟单元的输出时钟在小的误差裕度内，由此即使在参考输入时钟被切换或丢失或故障时也确保输出时钟的频率稳定度。现有故障保持模块通常结合锁相回路(PLL)使用。更具体来说，故障保持模块通常用于记录在参考输入时钟稳定时的参考输入时钟或整个PLL的状态。在参考输入时钟被切换或丢失或故障时，故障保持模块用于将所记录的参考输入时钟或整个PLL的状态应用于PLL的输入或PLL的回路内的另一点，以确保输出时钟频率保持稳定。

然而，时钟电路/单元/模块中的故障保持功能的现有实施方案通常并不提供令人满意的解决方案来解决可能由环境温度改变造成的频率漂移问题且同时维持输出时钟中的低抖动。因此，需要用于这些通信系统的更有效的故障保持系统和技术。

实用新型内容

本实用新型提供用于在通信系统的故障保持操作模式期间维持通信系统内的低抖动、低温度漂移输出时钟信号的时钟产生系统和技术的各种实施例。一些现有时钟产生系统和技术通过使用具有恒温特性的恒温晶体振荡器(OCXO)或具有温度补偿性质的温度补偿晶体振荡器(TCXO)来维持在故障保持操作模式期间的低温度漂移输出时钟。然而，现有TCXO通常不能维持低抖动输出时钟信号。为调解此缺点，一些现有系统使用差分TCXO来提供额外低抖动输出时钟特性。然而，使用此种差分TCXO或OCXO 来实现所需低抖动输出时钟特性显著增大总体系统成本。

本文中描述用于在通信系统的故障保持操作模式期间针对通信系统内的各种组件产生低抖动、低温度漂移时钟信号的时钟产生电路/单元/模块/系统(在下文中统称为“时钟单元”)和时钟产生技术的各种实施例。在各种实例中，所提出的时钟单元包括用以提供低抖动时钟源的低抖动XO和用以提供低温度漂移时钟源的低成本普通TCXO。通过使用低抖动时钟源和低温度漂移时钟源作为输入，时钟单元可以在通信系统进入故障保持操作模式(即，在主要参考输入时钟不可用且PLL使用故障保持模块来替代主要参考输入时钟时)之后，继续产生低抖动和低温度漂移输出时钟。此外，因为低抖动XO 和普通TCXO皆为低成本组件，因此所提出的时钟单元不会显著增大总体系统成本。在所提出的时钟单元的一些其它实施例中，低抖动可以用晶体作为主体结合低抖动振荡电路予以实施。因此，所提出的时钟单元不限于使用低抖动XO来提供低抖动时钟源。