[发明专利]具有误差一致性检测器的锁相环

说明书

本发明涉及用来产生时钟信号的装置。

用于电视接收机和录像机信号源的、具有诸如在屏幕上显示文本和画中画之类特点的数字视频信号处理系统，可能需要相位锁定于行同步信号上的时钟信号，这种时钟信号称为行锁定时钟。为了产生行锁定时钟，形成锁相环(PLL)，用作大规模CMOS视频信号处理集成电路中的结构单元，可能是有利的。在这样的PLL中，具有抖动小于2ns、范围为25～40MHz的时钟频率，可能是合乎理想的。这样的PLL中，离开芯片的各分量只利用一条引出腿，可能是合乎理想的。NTSC、PAL和SECAM中的每一种制式都利用该PLL系统，可能也是合乎理想的。

利用在没有时基校正的廉价用产录像机中遇到的输入同步信号来操作PLL，可能也是有利的，在这样的录像机中，行同步的相位可能周期性地发生显著变化，以致时钟信号跟踪于这样的同步信号。迅速地减小相位和频率误差，并且，当PLL进入相位锁定时使过调节和抖动为最小，可能是更合乎理想的。另外，PLL能够鉴别输出时钟相位/频率的真误差、与噪声脉冲串混杂在输入行同步信号中或者同步脉冲偶然丢失所引起的误差，可能是合乎理想的。

实施本发明一个特点的PLL系统利用对RC压控振荡器进行数字和模拟控制，使输出时钟相对于输入行同步信号达到和保持相位锁定。取决于输出时钟相位和频率误差的大小和一改性，系统自动地选择灵敏度不同的例如5种操作控制方式之一。操作的控制方式使得大误差形成大的、或粗的校正动作，小误差形成小的、或细的校正动作。

在实施本发明不同特点的PLL中，实测行同步信号与振荡器输出信号之间的相位误差。当相位误差超过第一预定幅度，并且，假定在每一对行周期内实测相位误差之间的差别小于第二预定幅度时，以粗的相位误差校正方式来校正相位误差。相位误差的差别小于第二预定幅度时，表现出相位误差的一致性。另一方面，在一对周期内的相位误差不一致时，不校正该相位误差，PLL以空操作方式操作。通过当相位误差不一致时禁止校正该相位误差，有利地防止了同步信号中的偶然噪声对稳态操作方式的干扰。用这种方法，提高了噪声抗扰性。

类似地，在每一对行周期内实测频率误差之间的差别大于预定幅度时，表现出频率误差是不一致的，不校正该频率误差，PLL以空操作方式操作。通过当频率误差不一致时禁止校正该频率误差，有利地提高了噪声抗扰性。

一种实施本发明一个方面、用来产生振荡信号的设备包括可控振荡器。提供了表现出振荡信号与同步信号之间频率误差和相位误差之一的第一信号。把第一信号耦合到用来校正振荡信号的、振荡器的控制输入端上，以便以负反馈环的方式校正该误差。把在同步信号给定周期对内实测的误差加以比较。在一对周期内实测误差之间的差别大于第一数值时，禁止校正该振荡信号。

图1示出实施本发明一个方面的锁相环(PLL)的方框图。

图2A、2B和2C示出图1的PLL中可编程序切换的RC压控振荡器的详细原理图；

图3示出图2A～2C振荡器中的切换电容器装置；

图4示出在说明图2A～2C装置时有用的波形；

图5示出在说明图1中PLL的操作时有用的流程图；

图6、7A和7B示出图1中PLL的各部分较详细的图；

图8为在说明图1中解码器的操作时有用的表；

图9a～9c为在说明图1中PLL的操作时有用的波形；

图10示出图1中PLL的供给泵原理图；

图11示出图1中PLL的鉴相器详细原理图；

图12a～12g示出在说明图11中鉴相器操作时有用的波形；以及

图13a～13d示出在说明图1中PLL的供给泵操作时有用的波形。

图1示出实施本发明一个方面的锁相环电路(PLL)100的方框图。把例如从电视接收机视频检波器(图中未示出)得到的基带视频信号VIDEO-IN(视频输入)，耦合到传统的同步分离器50上，该同步分离器50产生频率为行偏转频率f_H、具有周期H的行同步信号HSRef，该行偏转频率f_H例如在NTSC标准中为15734Hz。