一種用于減少時鐘分配系統(tǒng)的寄生的方法
【專利說明】-種用于減少時鐘分配系統(tǒng)的寄生的方法
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請根據(jù) 35U.S.C§ § 119,120, 363, 365,和 37C.F.R. § 1.55和 § 1.78特此要 求提交于2012年10月30日、美國專利申請序列號13/663, 926的優(yōu)先權(quán)和利益，其通過引 用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及一種用于減少時鐘分配系統(tǒng)的寄生的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 已經(jīng)進(jìn)行了許多嘗試W減少時鐘分配系統(tǒng)的合成器寄生發(fā)射。對于工作在多個八 度的時鐘分配系統(tǒng)的寬帶合成器，該問題尤其困難。當(dāng)使用具有基于集成電路的合成器的 時鐘分配系統(tǒng)，減少寄生也比較困難，因為在合成器屏蔽不同元件可能很難或根本不可能。 美國專利號5, 847, 611企圖通過修改小數(shù)合成器本身W減少寄生。美國專利號6, 081，022 試圖通過改善屏蔽W改善時鐘分配，W減少寄生。該樣的設(shè)計可W提供小的改進(jìn)。美國專 利公開號US2011/0200076試圖用毛刺消除方法減少寄生。該種方法是復(fù)雜的并在創(chuàng)建后 刪除寄生。美國專利號5, 521，533依賴于復(fù)雜的方法W減少有兩個直接數(shù)字頻率合成器 值D巧寄生。美國專利號8, 122, 277嘗試W與許多市售時鐘分配巧片類似的時鐘分配巧片 減少寄生。然而，該樣的市售的時鐘分配巧片無法提供關(guān)于如何配置巧片或如何預(yù)測分?jǐn)?shù) 寄生輸出位置的任何指導(dǎo)。此外，輸出小數(shù)合成器不是方案的一部分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 一方面提出了用于減少時鐘分配系統(tǒng)的寄生的方法。該方法包括；a)提供系統(tǒng)控 制器，b)提供時鐘分配系統(tǒng)，包括；主時鐘子系統(tǒng)響應(yīng)于外部參考信號經(jīng)配置W產(chǎn)生主時 鐘信號和一個或多個中間時鐘信號、每個是主時鐘信號的分?jǐn)?shù)，W及一個或多個小數(shù)合成 器、每個響應(yīng)于所述一個或多個中間時鐘信號的一個，每個被配置為基于來自所述系統(tǒng)控 制器的指令生成在從寬范圍的可能的輸出頻率的期望頻率的輸出信號；C)在其工作前輸 入時鐘分配系統(tǒng)的特征；d)計算作為小數(shù)偏移值函數(shù)的整數(shù)邊界寄生的預(yù)期水平來選擇 工作的優(yōu)選區(qū)域；e)提供工作的輸出信號的所需頻率；f)基于在優(yōu)選的預(yù)定區(qū)域內(nèi)的所述 小數(shù)偏移值選擇整數(shù)邊界方案；和g)編程所述主時鐘子系統(tǒng)和所述一個或多個小數(shù)合成 器與所述整數(shù)邊界方案；和h)根據(jù)需要重復(fù)步驟e)到g)。
[0006] 在一個實施例中，外部基準(zhǔn)信號可具有固定的頻率。所述時鐘分配子系統(tǒng)的特征 包括整數(shù)邊界（IB)寄生電平和更高階的IB寄生電平在一個或W上的小數(shù)合成器的典型寄 生電平的工作范圍。所述時鐘分配子系統(tǒng)的特征包括IB寄生的典型寄生滾降率或更高階 的IB寄生當(dāng)所述一個或多個小數(shù)合成器被調(diào)諧遠(yuǎn)離IB或更高階的IB。所述時鐘分配子 系統(tǒng)的輸入特征包括所述一個或多個小數(shù)合成器的典型的環(huán)路帶寬。所述時鐘分配子系統(tǒng) 的輸入特征包括由所述主時鐘子系統(tǒng)合成的參考時鐘信號。所述參考時鐘信號具有固定頻 率。所述時鐘分配子系統(tǒng)的輸入特征包括主時鐘子系統(tǒng)的M-除法器設(shè)置的可實現(xiàn)范圍。 所述時鐘分配子系統(tǒng)的輸入特征包括所述主時鐘子系統(tǒng)和所述一個或多個頻率合成器的 R-除法器設(shè)置的可實現(xiàn)范圍。所述時鐘分配子系統(tǒng)的輸入特征包括所述一個或多個小數(shù)合 成器的每個小數(shù)除法器的最小限制和最大限制。所述時鐘分配系統(tǒng)的輸入特征包括所述輸 出信號的頻率和相位檢測器頻率的最大公約除法器值的最大限制和最小限制。所述時鐘分 配系統(tǒng)的輸入特征包括被排除在外的小數(shù)除法器的特定整數(shù)部分值。所述時鐘分配系統(tǒng)的 輸入特征包括在所述一個或多個小數(shù)合成器的輸入的中間時鐘頻率的最小限制或最大限 審IJ。所述時鐘分配系統(tǒng)的輸入特征包括在所述一個或多個小數(shù)合成器輸入的相位檢測器時 鐘頻率的最小限制或最大限制。所述時鐘分配系統(tǒng)的輸入特征包括具有固定模數(shù)的所述一 個或多個小數(shù)合成器。所述時鐘分配系統(tǒng)的輸入特征包括IB寄生或更高階的IB寄生的最 小寄生電平對于一個或多個小數(shù)合成器當(dāng)其被調(diào)諧遠(yuǎn)離IB或更高階的IB。所述時鐘分配 系統(tǒng)的輸入特征包括所述一個或多個小數(shù)合成器的小數(shù)除法器的允許值。所述時鐘分配系 統(tǒng)的輸入特征包括一個或多個小數(shù)合成器的壓控振蕩器的頻率的最小限制或最大限制。所 述時鐘分配系統(tǒng)的輸入特征包括在所述一個或多個小數(shù)合成器輸出的除法器的可用值。
[0007] 另一方面提出了用于減少時鐘分配系統(tǒng)的寄生的方法。該方法包括a)提供系統(tǒng) 控制器；b)提供時鐘分配系統(tǒng)，包括；主時鐘子系統(tǒng)響應(yīng)于外部參考信號經(jīng)配置W產(chǎn)生主 時鐘信號和一個或多個中間時鐘信號、每個是主時鐘信號的分?jǐn)?shù)，W及一個或多個小數(shù)合 成器、每個響應(yīng)于所述一個或多個中間時鐘信號的一個，每個被配置為基于來自所述系統(tǒng) 控制器的指令生成在從寬范圍的可能的輸出頻率的期望頻率的輸出信號；C)在其工作前 輸入時鐘分配系統(tǒng)的特征；d)提供輸出信號所希望的工作頻率；e)計算所述一個或多個中 間時鐘信號的可能候選頻率；f)計算所述一個或多個小數(shù)合成器的每個的相位檢測器的 可能候選頻率；g)計算每個候選頻率的從最接近的整數(shù)邊界（IB)的頻率偏移；h)計算所 述每個候選頻率的輸出信號的整數(shù)部分和小數(shù)部分；i)拒絕所述時鐘分配系統(tǒng)的特征的 可接受的范圍外的任何候選頻率；j)計算每個剩余候選頻率所述整數(shù)邊界寄生的預(yù)期水 平；k)如果任何候選頻率為整數(shù)邊界方案，選擇該候選頻率方案，否則，選擇產(chǎn)生整數(shù)邊界 寄生的最低預(yù)期水平的候選頻率方案；1)編程主時鐘子系統(tǒng)和所述一個或多個小數(shù)合成 器與候選頻率方案；和m)按需要重復(fù)步驟d)到1)。
【附圖說明】
[000引從下面的描述的優(yōu)選實施例和所附的附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解其它的目的、 特征和優(yōu)點。
[0009] 圖1是示出了典型的時鐘分配系統(tǒng)的主要組件的系統(tǒng)框圖；
[0010] 圖2是示出了本發(fā)明的一種用于減少時鐘分配系統(tǒng)的寄生的主要步驟的流程圖；
[0011] 圖3描繪了使用本發(fā)明的用于減少時鐘分配系統(tǒng)的寄生的一個實施例的減少寄 生示例的圖；
[0012] 圖4是本發(fā)明的用于減少時鐘分配系統(tǒng)的寄生的方法的另一個實施例的主要步 驟的流程圖；和
[0013] 圖5示出在圖1中所示的時鐘分配系統(tǒng)的預(yù)期的寄生電平的輸出作為輸出頻率歸 一化到整數(shù)邊界區(qū)間的函數(shù)。
【具體實施方式】
[0014] 除了下面公開的優(yōu)選實施例或?qū)嵤┓桨?，本發(fā)明能夠有各種實施例并W各種方式 被實踐或被實施。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于下面描述的或附圖中所示的構(gòu)造和部件 的布置的細(xì)節(jié)。如果只介紹一個實施例，本文中所描述的權(quán)利要求不應(yīng)限于該實施例。此 夕F，權(quán)利要求書中沒有被嚴(yán)格限定，除非有明確和令人信服的證據(jù)體現(xiàn)一定的排斥、限制或 不要求。
[0015] 常見的，在蜂窩基站的時鐘分配系統(tǒng)有單一固定的參考時鐘信號fdk，用于不同類 型的多個電路的時鐘。圖1顯示了典型的示例性時鐘分配系統(tǒng)14,其包括主時鐘子系統(tǒng)16 響應(yīng)線17的外部參考信號，例如，從外部參考時鐘20或類似類型的設(shè)備。主時鐘子系統(tǒng) 16產(chǎn)生主時鐘信號fak_22和一個或多個中間時鐘信號、每個為主時鐘信號fdk_22的分?jǐn)?shù)，例 女日，打efi-24,打ef2-26,fref廣28……frefk-3〇。主時鐘子系統(tǒng)16通常包括VCO或時鐘信 號發(fā)生器18、R除法器32、相位檢測器34、整數(shù)除法器36和多個M-除法器，例如，M-除法 器ml-37、m2-39、m3-41……址-43,W產(chǎn)生主時鐘信號枯廣22典型地在固定的頻率和中間 時鐘信號化efi-24，化ef2-26，化ef3-28......化efk-3〇在各種所需的頻率。在一些設(shè)計中， 可W使用小數(shù)除法器，在而不是主時鐘子系統(tǒng)16整數(shù)除法器-36W產(chǎn)生輸出信號fak-22。 在該個特殊的例子中，時鐘分配系統(tǒng)14包括兩個小數(shù)合成器38和40,如圖所示。小數(shù)合成 器38包括R除法器40、相位檢測器42、VCO或時鐘信號發(fā)生器44、小數(shù)除法器46和整數(shù)除 法器48。在該個例子中，小數(shù)合成器40包括與小數(shù)合成器38的相同的所有元件，所不同的 是它不包括整數(shù)除法器48。小數(shù)合成器38、40分別產(chǎn)生輸出信號化1-64和化2-66。
[0016] 系統(tǒng)控制器68被設(shè)計成通過總線71發(fā)送和接收控制信號至主時鐘子系統(tǒng)16和 小數(shù)合成器38、40。小數(shù)合成器38、40產(chǎn)生輸出信號化1-64和化2-66，基于來自系統(tǒng)控制 器68的命令通過總線線路71從廣泛的可能頻率選取所希望的頻率，在下面進(jìn)一步詳細(xì)討 論。
[0017] 一些主時鐘子系統(tǒng)的輸出信號如化3-90和化k-92,可W用于數(shù)字系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 器和類似物的計時，W固定時鐘速率。通常情況下，輸出信號化3-90、化k-92通過具有M除 法器41、43的整數(shù)器分別分割fcik-22而分別得到。在該個例子中化k-92可通過外部除法 器Pk-93可W進(jìn)一步分開。
[0018] 時鐘分配系統(tǒng)14的其他輸出信號，在該個例子中，化1-64和化2-66,可W為無線接 收器和發(fā)射器提供本地振蕩器。合成器38、40的輸出，通常被稱為無線電路，典型地需要工 作在精確的信道在寬的頻率范圍，和需要提供低相位噪聲和低寄生內(nèi)容。通常情況下，小數(shù) 合成器38、40被用于從不同的中間或參考時鐘信號產(chǎn)生寬帶輸出信號化1-64、化2-66,在本 例中，化efi-24,化ef2-26,分別由M除法器37、39產(chǎn)生。其中示出的ml和m2是整數(shù)。在 一些設(shè)計中，可W使用整數(shù)合成器而不是小數(shù)合成器38、40,W產(chǎn)生寬帶輸出信號化1-64、 的-66。
[0019] 使用單一主時鐘基準(zhǔn)信號feik-22來獲得中間時鐘信號frefl-24、fref2-26、 f,ef3-28……frefk-30和輸出信號f〇3-9〇、f〇k-92可W在典型地在固定的頻率felk-22創(chuàng)建限 制。
[0020] 關(guān)于時鐘分配系統(tǒng)14的頻率規(guī)劃的常見問題就出現(xiàn)。如果所需的輸出頻率，在 本實施例中，輸出信號化1-64、化2-66的頻率，不是其本地參考信號，例如中間時鐘信號fufi-24、fuf2-26的整數(shù)倍。但是該樣的，它必須運行在靠近本地基準(zhǔn)信號的諧波或在某些 情況下，接近本地基準(zhǔn)信號的某些高階次諧波。合成器38和/或合成器40通常被稱為本 地基準(zhǔn)信號的整數(shù)邊界（IB)或本地基準(zhǔn)信號的子諧波的附近整數(shù)邊界的工作，通常被稱 為高階邊界。一階IB情況可能是最壞的情況，而更高階的界限通常不太嚴(yán)重。典型的寄生 電平與輸出頻率歸一化到一階整數(shù)邊界頻率間隔如圖4所示。本文所公開的，一階整數(shù)邊 界或寄生總體參考整數(shù)邊界和感興趣的寄生的所有階。
[0021] 使用所有的M-除法器是共同的做法，在本實施例中，除法器37、39、41、和43作為 固定除法器，即使是在無線合成器路徑。該種方法常常導(dǎo)致頻率接近IB，并且可能導(dǎo)致寄生 比想要的大。當(dāng)時鐘分配系統(tǒng)14在IB附近工作時產(chǎn)生的寄生比系統(tǒng)14通常處理時更大， 而且往往是