ADI 在其许多时钟和定时产品中采用了数字锁相环 (DPLL) 技术。除了频率转换灵活性以外,DPLL 技术还能提供多种对系统有用的数字功能,例如:时钟验证、相位或频率可控的切换、 精准平稳地进入和退出保持模式。
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本文将探讨如何使用 DPLL实现相位增建和无中断切换。
相位增建和无中断有两类切换。这两类切换没有通用定义,本问给出如下定义:
● 相位增建(buildout)是指将切换时间增建到 DPLL 中时, 两个参考之间的相位差。此相位差是输出与锁定的有 效参考之间的相移。
● 无中断与零延迟类似,获取相位锁定后,输出相位跟 随有效参考相位。 有关从参考 A 切换到参考 B 的无中断和相位增建切换操作的更多信息,请斟酌“同频切换”部分和“异频切换”部分中的示例。
同频切换
在图 1 和图 2 中,参考 A 和参考 B 具有相同的频率和相移 ΔΦ。
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相位增建模式——同频
区间 1
参考 A 有效。DPLL 的相位和频率均锁定参考 A。假定无相 移,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA。ΦOUT为输出相位,fOUT为输 出频率。
切换点:参考 B 变为有效。参考 A 和参考 B 之间的相移 ΔΦ 作为偏移增 建到 DPLL的鉴频鉴相器 (PFD) 中。
区间 2
DPLL 随后锁定参考 B,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA = fREFB。输出和有效参考 B 之间存在一个固定相移 ΔΦ。固定相移是相位增建的典型特性。
无中断模式——同频
区间 1
参考 A 有效。DPLL 的相位和频率均锁定参考 A。假定无相 移,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA。
切换点:参考 B 变为有效。参考之间的相位差为 ΔΦ。
区间 2
DPLL 将输出相位从 ΦREFA 扭转到 ΦREFB。在此锁定时间(Δt) 转换期间,有一个频率偏移 Δf,其与 Δt 成反比,也就是说锁定时间越短,频率偏移越大。对于 ADI 公司的 DPLL 时钟 产品,设置相位压摆率可控制锁定时间和频率偏移。
区间 3
DPLL 随后锁定参考 B,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFB。对于无中断切换,输出与有效参考之间无相移。
异频切换
在图3和图4中,参考 A 和参考 B 具有不同的频率。
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相位增建模式——异频
区间 1
参考 A 有效。DPLL 的相位和频率均锁定参考 A。假定无相移,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA。
切换点:参考 B 变为有效。在此切换点,参考之间的相位差为 ΔΦ。
区间 2
DPLL 试图获取频率锁定。在切换点,参考之间的相位差 ΔΦ 增建到DPLL的 PFD 中。在此期间,系统的相位和频率均解除锁定。
区间 3
DPLL的频率锁定参考 B,相位正在以 ΔΦ 的增建相移锁定参考 B。在区间 2 和区间 3 中,锁定时间和频率偏移均是自行管理。这种情况下,相位压摆限幅器对 Δt 和 Δf 无影响。
区间 4
DPLL 的相位和频率均锁定参考 B,ΦOUT = ΦREFB − ΔΦ,fOUT= fREFB。输出和有效参考 B 之间存在一个固定相移 ΔΦ,表示这是相位增建模式。
无中断模式——异频
区间 1
参考 A 有效。DPLL 的相位和频率均锁定参考 A。假定无相移,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA。
切换点:参考 B 变为有效。参考之间的相移为 ΔΦ。
区间 2
DPLL 试图获取频率锁定。在此期间,系统的相位和频率均解除锁定。相位压摆限幅器在此期间有效,以便管理锁定时间和频率偏移。
区间 3
DPLL 的频率已锁定参考 B,相位正在锁定参考 B。相位压摆限幅器在此期间同样有效,以便管理锁定时间和频率偏移。
区间 4
DPLL 的相位和频率均锁定参考 B,ΦOUT = ΦREFB,fOUT = fREFB。
本文转载自:亚德诺半导体
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