[发明专利]一种适用于电荷泵锁相环的可配置锁定检测电路

说明书

本发明提供了一种适用于电荷泵锁相环的可配置锁定检测电路，包括时钟相位差比较电路、锁定计数器B203、失锁计数器B204和SR锁存器SR251，时钟相位差比较电路，接收对外部输入的两路时钟信号进行相位差比较，当相位差绝对值小于等于时间窗长度时，使能锁定计数器B203，复位并禁用失锁计数器B204；否则，使能失锁计数器B204，复位并禁用锁定计数器B203；锁定计数器B203和失锁计数器B204的输出端连接SR锁存器SR251的R端和S端，SR锁存器SR251的输出端为可配置锁定检测电路的锁定指示信号。该电路可降低“假失锁”发生的概率，提高锁定检测电路的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种适用于电荷泵锁相环的可配置锁定检测电路，属于集成电路技术领域。

背景技术

锁相环是一种利用反馈控制原理实现的频率及相位的同步技术，能够提供低噪声的时钟信号，在无线通信、导航、计算机等领域中得到了广泛的应用。电荷泵锁相环是数模混合锁相环的典型代表，其理论静态相位误差为零，具有高速、低抖动、低功耗等显著优势，是目前应用最为广泛的锁相环。电荷泵锁相环的基本结构如图1所示。

锁定检测电路是电荷泵锁相环中的一个重要模块，用于检测锁相环是否处于锁定状态。电荷泵锁相环经常用于大规模集成电路系统中，如FPGA(现场可编程门阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)等，此时锁定检测电路输出的锁定状态信号经常作为集成电路系统中其他模块的指示信号或使能信号。

常见的用于电荷泵锁相环的锁定检测电路大多没有可配置功能，缺乏灵活性。目前，电荷泵锁相环多作为宽频率的频率合成器使用，并且可能需要工作在复杂环境中。这种情况下，传统的不可配置的锁定检测电路可能会失效，影响集成电路系统的正常工作。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提供一种适用于电荷泵锁相环的锁定检测电路，使得用户能够根据电荷泵锁相环的工作条件自行配置锁定检测电路的检测条件和失锁条件，提高锁定检测电路的灵活性。

本发明解决的技术方案为：一种适用于电荷泵锁相环的可配置锁定检测电路，该电路包括：时钟相位差比较电路、锁定计数器B203、失锁计数器B204和SR锁存器SR251，其中：

时钟相位差比较电路，接收外部输入的第一时钟信号CLKIN和第二时钟信号CLKFB，以预先配置好的时间窗为检测标准，对这两路时钟信号进行相位差比较，当第一时钟信号CLKIN和第二时钟信号CLKFB的相位差绝对值小于等于时间窗长度时，使能锁定计数器B203，复位并禁用失锁计数器B204，此时，锁定计数器B203开始计数，计数值达到第一预设值后，输出高电平脉冲，否则，输出低电平脉冲，失锁计数器B204则输出低电平脉冲；否则，使能失锁计数器B204，复位并禁用锁定计数器B203，此时，失锁计数器B204开始计数，计数值达到第二预设值后，输出高电平脉冲，否则，输出低电平脉冲，锁定计数器B203则输出低电平脉冲；

锁定计数器B203的输出端连接SR锁存器SR251的R端，失锁计数器B204的输出端连接SR锁存器SR251的S端，SR锁存器SR251的输出端为可配置锁定检测电路的锁定指示信号LOCKED。

所述相位差比较电路包括第一可配置延时链B201、第二可配置延时链B202、D触发器D211、D触发器D212、与门G231、反相器G241；

外部输入的第一时钟信号CLKIN分成两路，一路连接至第一可配置延时链B201输入端，第一可配置延时链B201将其进行延迟处理之后连接至D触发器D211的时钟端；另一路连接D触发器D211的数据端；

外部输入的第二时钟信号CLKFB分成两路，一路连接至第二可配置延时链B202输入端，第二可配置延时链B202将其进行延迟处理之后连接至D触发器D212的时钟端；另一路连接D触发器D212的数据端；