除频器及其控制方法与流程

本发明是有关于一种除频器及其控制方法。

背景技术：

现有的多相除频器可包含相位选择器以从一输入信号切换到另一输入信号。然而，在进行切换的时候，必须要在切换前与切换后的输入信号皆为低电平的时候，或者在切换前与切换后的输入信号皆为高电平的时候，才能进行切换。否则，会导致除频器的输出信号产生一短时脉冲波形干扰(glitch)。此短时脉冲波形干扰(glitch)会造成除频器产生的频率有误差。因此，现有的除频器只有在切换前与切换后的两个输入信号电平相同的1个周期内(定义两个输入信号之间的相位差为1周期)才能进行切换。一种解决方法是使用三角波的输入信号，使输入信号逐渐地由低电平切换到高电平，而使在电平不同的时候切换产生的短时脉冲波形干扰(glitch)的振幅较小。另一种方法是藉由检测欲切换的输入信号的再下一个相位的输入信号，以同步控制在欲切换的输入信号相位与目前的输入信号的相位的电平相同时才进行切换。但是这两种方法仍无法完全避免产生短时脉冲波形干扰(glitch)。除频器在切换操作时，仍必须要在两个输入信号电平相同的期间内进行切换。因此，有必要提供一种方法以避免产生短时脉冲波形干扰(glitch)。

技术实现要素：

根据本发明的一实施例，提供一种除频器。除频器包含相位选择电路和控制电路。相位选择电路接收n个输入信号，并根据n个选择信号选择n个输入信号的第一输入信号作为一输出信号。n个输入信号的频率相同且相位皆不同，且n个输入信号两两之间具有360°/n的相位差，n为大于2的正整数。控制电路根据输出信号更新n个选择信号，以使相位选择电路从第一输入信号切换到n个输入信号的第二输入信号作为输出信号。其中第二输入信号落 后第一输入信号360°/n的相位差。

根据本发明的另一实施例，提供一种除频器的控制方法。此控制方法可包含以下步骤。根据n个选择信号选择n个输入信号的一第一输入信号作为一输出信号。n个输入信号的频率相同且相位皆不同，且n个输入信号两两之间具有360/n的相位差，n为大于2的正整数。根据输出信号更新n个选择信号，以从第一输入信号切换到n个输入信号的一第二输入信号作为输出信号。其中第二输入信号落后第一输入信号360°/n的相位差。

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

图1绘示依据本发明一实施例的除频器的方块图。

图2绘示除频器在切换4个输入信号时产生短时脉冲波形干扰(glitch)的时序图。

图3a绘示本发明图1的相位选择电路的在第一周期中切换的时序图。

图3b绘示本发明图1的相位选择电路在第二周期中切换的时序图。

图3c绘示本发明图1的相位选择电路在第三周期中切换的时序图。

图3d绘示本发明图1的相位选择电路在第四周期中切换的时序图。

图4绘示依据本发明一实施例的控制电路的电路图。

图5绘示本发明另一实施例的除频器的方块图。

图6绘示本发明的除频器的控制方法的流程图。

其中，附图标记：

100：除频器

110：相位选择电路

120：与门

130：控制电路

s1、s2、s3、s4、sn、p1(0°)、p2(90°)、p3(180°)、p4(270°)、s1(0°)、s2(270°)、s3(180°)、s4(90°)：输入信号

c1、c2、c3、c4、cn：选择信号

so、po：输出信号

sc：控制信号

tr：触发信号

sw1、sw2：切换期间

t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t0’、t1’、t2’、t3’、t4’、t5’、t6’、t7’、t8’：时间点

g1：短时脉冲波形干扰(glitch)

d1、d2、d3、d4：d型正反器

d：d型正反器的输入端

q：d型正反器的输出端

c：d型正反器的时脉输入端

sin：信号

210：除法电路

220：除频电路

fo：除法信号

s610～s640：流程步骤

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1绘示依据本发明一实施例的除频器100的方块图。除频器100包含一相位选择电路110及一控制电路130。相位选择电路110接收n个输入信号s1～sn，并根据n个选择信号c1～cn选择n个输入信号的一第一输入信号作为一输出信号so。n个输入信号的相位皆不同，且n个输入信号两两之间具有360°/n的相位差，n为大于2的正整数。控制电路130根据输出信号so更新n个选择信号c1～cn，以使相位选择电路110从第一输入信号切换到n个输入信号的一第二输入信号作为输出信号。其中第二输入信号落后第一输入信号360°/n的相位差。

以下兹举一例以4个相位的除频器做说明，然而本发明不以此为限，可应用于多相除频器。图2绘示除频器在切换4个输入信号时产生短时脉冲波形干扰(glitch)的时序图。在图2中，有4个分别具有90°的相位差的输入信号，分 别为p1(0°)、p2(90°)、p3(180°)、p4(270°)，于时间点t0，相位选择电路选择p1(0°)作为输出信号po，而于时间点t1相位选择电路从输入信号p1(0°)切换到输入信号p2(90°)作为输出信号po。因此，于时间点t1，输出信号po的电平随着输入信号p1(0°)切换到输入信号p2(90°)而对应的由高电平改变为低电平，而于时间点t2，输出信号po的电平对应输入信号p2(90°)又改变为高电平，因此会造成输出信号po产生一短时脉冲波形干扰(glitch)，如图2标示的g1所示。因此，为了避免此短时脉冲波形干扰(glitch)的产生，现有的除频器必须要在切换的两个输入信号p1(0°)与p2(90°)皆为高电平的时候，亦即时间点t3与时间点t4之间的切换期间sw1，进行切换。或者现有的除频器必须要在切换的两个输入信号p1(0°)与p2(90°)皆为低电平的时候，亦即时间点t5与时间点t6之间的切换期间sw2，进行切换。然而，在这种情况下，现有的除频器只有在切换期间sw1与s切换期间w2才可以做切换，也就是输入信号p1(0°)为高电平的1个周期内(定义两个输入信号之间的相位差为1周期)，或者为低电平的1个周期内，才能进行切换。

相较之下，本发明提供的除频器100可不需要在时间限制下进行切换，且可避免短时脉冲波形干扰(glitch)的产生。请参照图3a，图3a绘示本发明图1的相位选择电路110的在第一周期中切换的时序图。在图3a中，同样有4个分别具有90°的相位差的输入信号，分别为s1(0°)、s2(270°)、s3(180°)、s4(90°)。相较于现有技术，本发明的相位选择电路110进行切换时，是从输入信号s1(0°)切换到落后输入信号s1(0°)90°相位差的输入信号s2(270°)。详细的说，于时间点t0’，相位选择电路110选择s1(0°)作为输出信号so，而于时间点t1’，相位选择电路110从输入信号s1(0°)切换到输入信号s2(270°)作为输出信号so。因此，于时间点t1’，输出信号so的电平随着输入信号s1(0°)切换到输入信号s2(270°)而保持在高电平。之后，于时间点t2’，输出信号so的电平对应输入信号s2(270°)改变为低电平。因此，在两个输入信号s1(0°)和s2(270°)的电平皆为高电平的第一周期中进行切换，不会有短时脉冲波形干扰(glitch)的产生。

请再参照图3b，图3b绘示本发明图1的相位选择电路110在第二周期中切换的时序图。图3b与图3a的区别在于，在此例中相位选择电路110是在输入信号s1(0°)为高电平而输入信号s2(270°)的电平为低电平的第二周期中 进行切换。详细的说，于时间点t3’，相位选择电路110从s1(0°)切换到s2(270°)作为输出信号so。因此，于时间点t3’，输出信号so的电平随着输入信号s1(0°)切换到输入信号s2(270°)而由高电平改变为低电平。之后，于时间点t4’，输出信号so的电平对应输入信号s2(270°)又改变为高电平。因此，在这个情况下，虽然两个输入信号s1(0°)和s2(270°)的电平不相同，但是仍然没有短时脉冲波形干扰(glitch)的产生。

请再参照图3c，图3c绘示本发明图1的相位选择电路110在第三周期中切换的时序图。在图3c中，相位选择电路110是在输入信号s1(0°)和输入信号s2(270°)皆为低电平的第三周期中进行切换。于时间点t5’，相位选择电路110从s1(0°)切换到s2(270°)作为输出信号so，因此，输出信号so的电平随着输入信号s1(0°)切换到输入信号s2(270°)而保持在低电平。之后，于时间点t6’，输出信号so的电平对应输入信号s2(270°)改变为高电平。因此，在两个输入信号s1(0°)和s2(270°)的电平皆为低电平的第三周期中进行切换，也不会有短时脉冲波形干扰(glitch)的产生。

请再参照图3d，图3d绘示本发明图1的相位选择电路110在第四周期中切换的时序图。在图3d中，相位选择电路110是在输入信号s1(0°)为低电平而输入信号s2(270°)为高电平的第四周期中进行切换。详细的说，于时间点t7’，相位选择电路110从s1(0°)切换到s2(270°)作为输出信号so，因此，输出信号so的电平随着输入信号s1(0°)切换到输入信号s2(270°)而由低电平改变为高电平。之后，于时间点t8’输出信号so的电平对应输入信号s2(270°)又改变为低电平。因此，在这个情况下，虽然两个输入信号s1(0°)和s2(270°)的电平不相同，但是仍然没有短时脉冲波形干扰(glitch)的产生。

由上述内容可知，本发明的相位选择电路110可在第一周期到第四周期中从输入信号s1(0°)切换到输入信号s2(270°)都不会产生短时脉冲波形干扰(glitch)。也就是说，本发明不需要在两个输入信号s1(0°)和s2(270°)电平相同的情况下，可在任何时候进行切换都不会产生短时脉冲波形干扰(glitch)。

然而，本发明不以此为限。在输入信号s1(0°)切换到输入信号s2(270°)之后，相位选择电路110也可从输入信号s2(270°)切换到输入信号s3(180°)而不会产生短时脉冲波形干扰(glitch)。并且，本发明不限至于4相的除频器，更可应用于多相的除频器。也就是说，本发明的相位选择电路110可从一输入 信号中切换到落后其相位的另一输入信号而因此不会产生短时脉冲波形干扰(glitch)。

图4绘示依据本发明一实施例的控制电路130的电路图。在图4中，控制电路130包含4个d型正反器以及一与门120。与门120根据输出信号so以及一控制信号sc产生一触发信号tr，并在触发信号tr为致能时更新n个选择信号c1～c4。在此实施例中，以4个d型正反器以控制4相的除频器做说明。然而，本发明不以此为限，控制电路130可包含n个d型正反器以控制n相的除频器。4个d型正反器d1～d4从第1个d型正反器d1串联到第4个d型正反器d4。详细的说，每个d型正反器各具有一输入端d、一输出端q及一时脉输入端c。第一个d型正反器d1的输出端q耦接至第二个d型正反器d2的输入端d，第二个d型正反器d2的输出端q耦接至第三个d型正反器d3的输入端d，以此类推，最后一个d型正反器(在此例中为d4)的输出端耦接至第一个d型正反器d1的输入端d。4个d型正反器d1～d4都接收触发信号tr。4个d型正反器d1～d4的输出端q分别提供4个选择信号c1～c4。这4个选择信号c1～c4分别对应4个输入信号s1(0°)、s2(270°)、s3(180°)、s4(90°)。

在此例中，于一特定时间点，这4个d型正反器只有1个d型的正反器的输出端q的电平为高电平，也就是4个选择信号c1～c4中只有一个是高电平，此时相位选择电路110会根据高电平的选择信号而选择对应的输入信号作为输出信号so。

详细的说，假设一开始是第一个d型正反器的输出端q为高电平，其余3个d型正反器d2～d4的输出端q皆为低电平，即选择信号c1～c4的电平分别为(1,0,0,0)。此时，相位选择电路110对应这4个选择信号的电平而选择输入信号s1(0°)作为输出信号so。而在进行切换的时候，控制信号sc会改变为致能的高电平，与门120接收高电平的控制信号sc和输出信号so，并在控制信号sc和输出信号so皆为高电平的时候，产生致能的一高电平的触发信号tr。当触发信号tr为致能的高电平时，会触发4个d型正反器，此时，d型正反器d1被触发且因为d型正反器d1耦接至d型正反器d4的输出端q而改变为低电平，d2被触发且因为d型正反器d2耦接至d型正反器d1的输出端q而由低电平改变为高电平，d型正反器d3和d型正反器d4也被触 发但保持在低电平。也就是说，4个d型正反器d1～d4的电平会右移一个，即选择信号c1～c4的电平改变为(0,1,0,0)。因此，相位选择电路110对应这4个选择信号的电平而选择输入信号s2(270°)作为输出信号so。

同理，在下一次进行切换的时候，控制信号sc又会改变为致能的高电平而触发4个d型正反器，4个d型正反器d1～d4的电平会右移一个，即选择信号c1～c4的电平改变为(0,0,1,0)。因此，相位选择电路110从输入信号s2(270°)切换到输入信号s3(180°)作为输出信号so，以此类推。因此，图4的控制电路130可使相位选择电路110从一输入信号中切换到落后其相位的另一输入信号而因此不会产生短时脉冲波形干扰(glitch)。图4的控制电路130以4个d型正反器来实现。然而，本发明不以此为限，本领域具有通常知识者可视实际需要设计其他变形，只要提供4个选择信号以使相位选择电路110从一输入信号中切换到落后其相位的另一输入信号即可。

并且，本发明的除频器100为一种n/(n-1)除频器，当触发信号tr为非致能的低电平时，除频器为n除频模式，即除以n。而当触发信号tr为致能的高电平时，因为往前切换了一个相位，也就是少了一个相位，所以除频器为(n-1)除频模式，即除以(n-1)。

图5绘示本发明另一实施例的除频器200的方块图。图5的除频器200与图1的除频器100的区别在于，除频器200可包含一除法电路210。除法电路210依据一信号sin产生n个输入信号s1～sn。除法电路210例如为数个正反器实现的除法电路以将信号sin除以n以产生n个频率相同的输入信号s1～sn，此n个输入信号s1～sn两两之间具有360°/n的相位差。假设输入信号sin的频率为fin，而此n个输入信号s1～sn的频率为输入信号sin的频率为fin/n。

除频器200更可包含一除频电路220。除频电路220耦接在相位选择电路110与控制电路130之间。除频电路220依据输出信号so产生一除频信号fo。除频电路220例如为一除以k的除频器，k为大于1的正整数。因此，当控制信号sc为低电平时，除频器200的除频信号fo的频率为fin/(n×k)，而在控制信号sc为低电平时，除频器200的除频信号fo的频率为fin/[(n-1)×k]。因此，除频器200根据这两种模式可合成多种频率。

依据上述描述，本发明提供一种除频器的控制方法。图6绘示本发明的除 频器的控制方法的流程图。除频器例如为图1的除频器100或图5的除频器200。此控制方法可包含以下步骤。首先，执行步骤s610，根据n个选择信号选择n个输入信号的一第一输入信号作为一输出信号。n个输入信号的频率相同且相位皆不同，且n个输入信号两两之间具有360/n的相位差，n为大于2的正整数。之后，执行步骤s620，根据输出信号以及一控制信号产生一触发信号。接着，执行步骤s630，根据触发信号更新n个选择信号。最后，执行s640，在触发信号为致能时更新n个选择信号，以从第一输入信号切换到n个输入信号的一第二输入信号作为输出信号。其中第二输入信号落后第一输入信号360°/n的相位差。

根据上述实施例，提供了多种除频器及其控制方法，藉由将除频器的输入信号中切换到落后其相位的另一输入信号而不会产生短时脉冲波形干扰(glitch)。因此，本发明的除频器在切换过程中，可不受限于输入信号的电平而可在任何时间点进行切换。

综上所述，虽然本发明已以多个实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。