频率锁定装置及频率锁定方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种频率锁定装置及其方法。
【背景技术】
[0002] 智能型手机、数字相机与MP3播放器等移动电子装置于近年来的成长十分迅速， 使得使用者对于装置间的文件数据传输的使用需求提升，而文件数据的传输速度亦日益受 到使用者的重视。
[0003] -般而言，电子装置间的数据传输可分为有线传输及无线传输，而就目前的技术 而言，有线传输所能达到的最高速度仍比无线传输的速度高。就有线传输而言，移动电子 装置通常可通过连接端口连接到外部的电子装置，例如个人计算机或是笔记本型计算机 等。而上述的连接端口会兼容于一个传输标准，例如为通用序列总线（Universal Serial Bus, USB)标准。
[0004] 在此标准下，移动电子装置的连接端口与外部的电子装置之间所传输的数据会以 某一个特定频率来传输，因此连接端口必须要能产生此特定频率的时钟信号。而为了要能 符合传输标准的规范，使得接收端（例如上述的外部的电子装置）能够正确的通过时钟信 号来正确接收数据，此时钟信号的频率必须要稳定。一般而言，会在连接端口中配置一个石 英振荡器来产生此时钟信号。然而，相较于其它类别的振荡器来说，石英振荡器所生成的时 钟信号虽准确，但所需的成本较高。并且，当移动电子装置的自身温度、环境温度或其它条 件改变时，石英振荡器的特性可能会改变，造成振荡器所生成的时钟信号的频率会有所偏 移，而使得传送/接收的数据的正确性下降。因此，如何在不使用石英振荡器的限制下设计 出一个能够准确产生此时钟信号，为本领域技术人员所关心的议题。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种频率锁定装置与方法，可用以锁定射频信号而产生对应的回复时 钟信号，并对应产生与调整本地时钟信号的频率。
[0006] 本发明的一种频率锁定装置包括：锁相回路、本地端时钟产生器、数据缓冲单元以 及控制单元。锁相回路接收射频信号，锁定射频信号的相位及频率以产生回复时钟信号以 及接收数据。本地端时钟产生器产生本地时钟信号。数据缓冲单元耦接至锁相回路与本地 端时钟产生器。数据缓冲单元根据回复时钟信号的频率将接收数据写入至数据缓冲单元中 的弹力缓冲器中，以及根据本地时钟信号的频率而从弹力缓冲器中读出接收数据。控制单 元耦接数据缓冲单元以及本地端时钟产生器，其中控制单元读取弹力缓冲器中的写入地址 以及读取地址，根据写入地址和读取地址之间的关系传送控制信号至本地端时钟产生器以 调整本地时钟信号的频率。
[0007] 本发明的一种频率锁定方法，适用于无石英振荡器的传输接口的频率锁定装置。 所述频率锁定方法包括以下步骤。接收射频信号，并锁定射频信号的相位及频率以产生回 复时钟信号以及接收数据。根据回复时钟信号的频率将接收数据写入至弹力缓冲器中的写 入地址处，以及根据本地时钟信号的频率而从弹力缓冲器中的读取地址处读出接收数据。 根据写入地址和读取地址之间的关系调整本地时钟信号的频率。
[0008] 基于上述，根据数据缓冲单元的弹力缓冲器的操作状况来找出回复时钟信号与本 地时钟信号之间的关系，并基于此关系对应地调整本地时钟信号的频率值，使得本地时钟 信号可以同步于接收电路的时钟信号。
[0009] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。
【附图说明】
[0010] 图1为根据本发明一实施例所绘示频率锁定装置的功能方块示意图。
[0011] 图2为根据本发明一实施例所绘示频率锁定方法的流程图。
[0012] 图3为根据本发明一实施例所绘示弹力缓冲器中写入地址与读取地址的关系示 意图。
[0013] 图4为根据本发明另一实施例所绘示频率锁定装置的装置方块示意图。
[0014] 图5为根据本发明一实施例说明图4所绘示频率检测器的功能方块示意图。
[0015] 图6为根据本发明另一实施例所绘示频率锁定方法的步骤流程图。
[0016] [标号说明]
[0017] 10:频率锁定装置 110:锁相回路 111:相位检测器 112:电荷泵浦 113:电压控制振荡器 114:频率检测器 1141、1142:取样单元 1143:逻辑控制单元 120:本地端时钟产生器 121:数字控制振荡器 122:锁相回路 123:传送端电路 130:数据缓冲单元 131:串行转并行单元 132:数据缓冲器 140:控制单元 CS:控制信号 CV:充电电压 Dl ~D3:距离 DAT、DAT'：接收数据 DATIN:数据写入方向 DATOUT:数据读取方向 FD:频率差信号 LCLK:本地时钟信号 LDAT:本地数据 PD:相位差信号 RCLK:回复时钟信号 RCLK_I:同相时钟信号 RCLK_Q:正交时钟信号 RD_ADD、RD_ADD'：读取地址 S201 ~S203、S601 ~S611:步骤 SDl、SD2:取样数据 SIG、SIG'；射频信号 WR_ADD、WR_ADD'：写入地址
【具体实施方式】
[0018] 图1为根据本发明一实施例所绘示频率锁定装置的功能方块图。请参照图1，频率 锁定装置10包括锁相回路（Phase Locked Loop, PLL) 110、本地端时钟产生器120、数据缓 冲单元130以及控制单元140。锁相回路110从频率锁定装置10的外部装置（例如通过 传输接口所连接的外部电子装置）接收射频信号SIG。所述传输接口可以是任何有线传输 接口或是任何无线通讯接口。锁相回路110可以锁定射频信号SIG的相位及/或频率，以 对应产生回复时钟信号RCLK以及接收数据DAT。本地端时钟产生器120可以产生本地时 钟信号LCLK，并且依据控制信号CS的控制而对应决定本地时钟信号LCLK的频率。数据缓 冲单元130耦接至锁相回路110与本地端时钟产生器120。数据缓冲单元130根据回复时 钟信号RCLK的频率将接收数据DAT写入至数据缓冲单元130的弹力缓冲器中的写入地址 WR_ADD处，以及根据本地时钟信号LCLK的频率而从弹力缓冲器中的读取地址RD_ADD处读 出接收数据DAT'给下一级电路（未绘示）。
[0019] 控制单元140耦接数据缓冲单元130以及本地端时钟产生器120。控制单元140 读取数据缓冲单元130的弹力缓冲器中的写入地址WR_ADD以及读取地址RD_ADD。根据写 入地址WR_ADD和读取地址RD_ADD之间的关系，控制单元140传送控制信号CS至本地端时 钟产生器120以调整本地时钟信号LCLK的频率。
[0020] 图2为根据本发明一实施例所绘示频率锁定方法的流程图。图2所示频率锁定方 法可以适用于无石英振荡器的传输接口的频率锁定装置（例如图1所示频率锁定装置10)。 请参照图2,首先，在步骤S201时，接收射频信号，以及锁定射频信号的相位及频率以产生 回复时钟信号以及接收数据。然后在步骤S202时，根据回复时钟信号的频率将接收数据写 入至弹力缓冲器中的写入地址处，以及根据本地时钟信号的频率而从弹力缓冲器中的读取 地址处读出接收数据。接着在步骤S203时，根据写入地址和读取地址之间的关系调整本地 时钟信号的频率。
[0021] 其中，上述弹力缓冲器（例如，包括于图1所述数据缓冲单元130中）为先进先出 (First in, First out, FIFO)的缓冲器，可以以预定的写入频率的速度（例如图1所示实 施例中的回复时钟信号RCLK)将接收数据写入所述的弹力缓冲器中，再接着以另一预定的 读取频率（例如图1所示实施例中的本地时钟信号LCLK)读取出所述的接收数据。根据这 样的特性，弹性缓冲器便可以用来补偿数据写入速度与数据读取速度之间的差值，使得数 据不因回复时钟信号RCLK与本地时钟信号LCLK两者的频率差而有错漏的问题。频率锁定 装置10的控制单元140可根据在此弹性缓冲器在写入操作和读取操作的关系中，判断写入 频率（回复时钟信号RCLK的频率）和读取频率（本地时钟信号LCLK的频率）之间的关系 (例如相位差，或是频率差）。
[0022] 在本实施例中，频率锁定装置10的控制单元14