专利名称：基于自参考信号的可校准抖动测量电路的制作方法
技术领域：
基于自参考信号的可校准抖动测量电路技术领域[0001]本实用新型涉及电子电路领域，具体地，涉及基于自参考信号的可校准抖动测量电路。
背景技术：
[0002]随着微电子工艺的不断进步，集成电路性能的不断提高，高速通讯系统的发展越来越快，高速通讯系统芯片对时钟频率的要求也越来越高。锁相环(Phase Locked Loops, 简称PLL)是目前较为常用的时钟发生器之一，时钟抖动是锁相环的一个重要参数，高速通讯系统时钟抖动的大小必须在设计规范规定的范围之内，否则会导致系统性能降低等一系列问题，因此抖动测量方法也越显重要。[0003]目前，如
图1(a)和图1(b)所示，游标延时链抖动测量方法，是最常用的抖动测量技术之一。该方法的分辨率取决于两个不同延迟单元之间延迟时间的差值，远小于单个门的延迟，如图1(a)所示，该电路由两条包含不同延迟单元的延时链构成，其中一条延时链的延迟单元是τ s，另一条的延迟单元为、，当时钟信号通过游标延时链的一级延迟单元后，将产生一个微小的时序差值(Ts-τ》。假设参考时钟(ref_clk)是理想的，被测数据时钟(data_Clk)包含有抖动，从图1 (b)可以看到ref_clk的上升沿领先data_Clk的上升沿时间T，经过一级延时单元之后，它们的上升沿之间的差值缩小为Τ-Δ τ，在经过N级之后，ref_clk的上升沿开始滞后于data_Clk，抖动值可以通过如下公式计算(假设Δ τ =(Ts-Tr):[0004]
权利要求1.一种基于自参考信号的可校准抖动测量电路，其特征在于，包括单周期采样模块、 第一二选一数据选择器MUX1、第二二选一数据选择器MUX2、第一振荡回路、第二振荡回路、 鉴相器、复位信号生成模块与计数器，所述单周期采样模块的输出端分别与第一二选一数据选择器MUXl和第二二选一数据选择器MUX2的输入端电连接在一起，所述第一二选一数据选择器MUXl的输出端电连接在第一振荡回路的输入端上，所述第二二选一数据选择器 MUX2电连接在第二振荡回路的输入端上，所述第一振荡回路和第二振荡回路的输出端均电连接在鉴相器的输入端，所述鉴相器的输出端电连接在复位信号生成模块上，所述计数器电连接在第二振荡回路上。
2.根据权利要求1所述的基于自参考信号的可校准抖动测量电路，其特征在于，所述单周期采样模块由三个级联的触发器DFF1、DFF2与DFF3组成。
3.根据权利要求1所述的基于自参考信号的可校准抖动测量电路，其特征在于，所述复位信号生成模块由复位信号ReSet_Cal生成子模块、复位信号Resetn生成子模块、以及第三二选一数据选择器MUX3组成。
4.根据权利要求3所述的基于自参考信号的可校准抖动测量电路，其特征在于，所述复位信号ReSet_Cal生成子模块包括由低电平复位的第一触发器DFF1、由低电平复位的第二触发器DFF2、逻辑非门与逻辑与门，所述复位信号Resetn生成子模块包括由高电平复位的第一寄存器FF1、由高电平复位的第二寄存器FF2、一个非门、一个与门和两个或门。
5.根据权利要求1所述的基于自参考信号的可校准抖动测量电路其特征在于，所述单周期采样模块，对待测时钟信号Clock进行采样，生成时序依次落后一个周期的En信号、S 信号与Sd信号；S信号输入MUXl的“0”输入端，Sd信号输入MUX2的“0”输入端，En信号分别输入MUXl和MUX2的“ 1 ”输入端；外部输入的标准模式控制信号Cal，作为MUXl与MUX2 的选择信号，Cal为低电平时设置电路为测量模式，为高电平时设置电路为校准模式；所述第一振荡回路，由二选一数据选择器MUXl的输出信号触发，其输出信号为S’ ；第二振荡回路，由二选一数据选择器MUX2的输出信号触发，其输出信号为Sd’ ；第一振荡回路与第二振荡回路均可由延迟选择信号来调整其相应的振荡周期；S’信号和Sd’信号输入鉴相器，鉴相器判断两者的相位关系，输出信号0ut_Dir作用于复位信号生成模块；所述计数器，用于记录第二振荡回路的振荡次数；所述复位信号生成模块，根据待测时钟信号Clock、外部输入的复位信号in_ReSet、 鉴相器输出的有效信号0ut_Dir、以及外部输入的标准模式控制信号Cal，给单周期采样模块提供功能模式下的复位信号Resetn，同时给计数器提供校准模式下的复位信号Reset_ Counter0
6.根据权利要求5所述的基于自参考信号的可校准抖动测量电路，其可校准性在于， 信号Cal设为高电平进入校准模式下，单周期采样电路的输出信号En同时触发振荡回路 1和2，两个振荡回路同时开始振荡；由于振荡回路1的振荡周期比回路2的振荡周期长 Δ τ，在经过一个长周期T之后，两个振荡回路的输出信号的下降沿再次重合；此时，设计数器记录振荡回路2的振荡次数为N，则回路1相应的振荡次数为N-I ；记振荡回路1的振荡周期为T1,回路2的振荡周期为T2，两个回路振荡周期的关系可用如下公式表示
7.根据权利要求5或6所述的基于自参考信号的可校准抖动测量电路，其特征在于，所述单周期采样模块由三个级联的触发器DFF1、DFF2与DFF3组成，其中三个触发器由同一外部时钟信号Clock触发，DFFl的R输入端接外部输入的复位信号 in_Reset，D输入端接高电平VDD，Q输出端接DFF2的D输入端；DFF2的Q输出端接DFF3 的D输入端，DFF2与DFF3的R输入端，均接复位信号Resetn ；DFFl的Q端输出，即信号 En,其上升沿在Clock信号的第一个上升沿时出现，DFF2的Q端输出，即信号S,其上升沿在 Clock信号的第二个上升沿时出现，而DFF2的Q端输出，即信号&，其上升沿在Clock信号的第三个上升沿时产生；所述En信号，用于在校准模式下，同时触发第一振荡回路与第二振荡回路；S信号与Sd 信号，用于在测量模式下，分别触发第一振荡回路与第二振荡回路。
8.根据权利要求2或5所述的基于自参考信号的可校准抖动测量电路，其特征在于，所述复位信号生成模块由复位信号ReSet_Cal生成子模块、复位信号Resetn生成子模块、以及第三二选一数据选择器MUX3组成，其中所述复位信号ReSet_Cal生成子模块，用于根据鉴相器输出的有效信号0ut_Dir、以及外部输入的复位信号in_Reset，输出复位信号Reset_Cal ；所述复位信号Resetn生成子模块，用于根据待测时钟信号Clock、外部输入的复位信号in_Reset、以及鉴相器输出的有效信号0ut_Dir，输出复位信号Resetn ；所述复位信号ReSet_Cal，输入MUX3的“1”输入端；复位信号Resetn，输入MUX3的“0” 输入端；外部输入的标准模式控制信号Cal，作为MUX3的选择信号；MUX3输出复位信号 Reset_Counter0
9.根据权利要求8所述的基于自参考信号的可校准抖动测量电路，其特征在于，所述复位信号ReSet_Cal生成子模块包括由低电平复位的第一触发器DFF1、由低电平复位的第二触发器DFF2、逻辑非门与逻辑与门，其中外部输入的复位信号in_Reset，分别作为第一寄存器DFFl与第二寄存器DFF2的复位信号，即分别输入第一寄存器DFFl与第二寄存器DFF2的R输入端；鉴相器输出的有效信号 0ut_Dir，分别作为第一寄存器DFFl与第二寄存器DFF2的时钟信号；所述第一寄存器DFFl的D输入端接高电平VDD，Q输出端接第二寄存器DFF2的D输入端；第二寄存器DFF2的Q输出端输出信号in_ReSet3 ；所述信号in_Reset3，经逻辑非门后，再与外部输入的复位信号in_ReSet经逻辑与门后,输出Reset_Cal信号。
10.根据权利要求8所述的基于自参考信号的可校准抖动测量电路，其特征在于，所述复位信号Resetn生成子模块包括由高电平复位的第一寄存器FF1、由高电平复位的第二寄存器FF2、一个非门、一个与门和两个或门，其中外部输入的复位信号in_Reset，经过所述逻辑非门后，再与鉴相器输出的有效信号 0ut_Dir经过逻辑或门后，分别作为第一寄存器FFl与第二寄存器FF2的复位信号，即分别输入第一寄存器FFl与第二寄存器FF2的R输入端；待测时钟信号Clock，分别作为第一寄存器FFl与第二寄存器FF2的时钟触发信号；所述第一寄存器FFl的D输入端接高电平VDD，Q输出端接第二寄存器FF2的D输入端；第二寄存器FF2的Q输出端输出信号in_ReSet2 ；所述信号in_ReSet2与鉴相器输出的有效信号0ut_Dir经过所述逻辑或门后，再与外部输入的复位信号in_Reset经过逻辑与门后，得到复位信号Resetn。
专利摘要本实用新型公开了一种基于自参考信号的可校准抖动测量电路，所述单周期采样模块的输出端分别与第一二选一数据选择器MUX1和第二二选一数据选择器MUX2的输入端电连接在一起，所述第一二选一数据选择器MUX1的输出端电连接在第一振荡回路的输入端上，所述第二二选一数据选择器MUX2电连接在第二振荡回路的输入端上，所述第一振荡回路和第二振荡回路的输出端均电连接在鉴相器的输入端，所述鉴相器的输出端电连接在复位信号生成模块上，所述计数器电连接在第二振荡回路上。克服了现有技术中测量准确性差、校准困难、测量范围有限、分辨率低与测量速度慢等缺陷，实现测量准确性好、校准方便、测量范围广、分辨率高与测量速度快的优点。
文档编号G01R29/02GK202256511SQ20112039610
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者时龙兴, 杨军, 程赤, 蔡志匡, 黄丹丹 申请人:无锡东集电子有限责任公司