一种时钟相位检测装置以及相位差校准方法与流程

本发明涉及数字电路领域，特别涉及一种时钟相位检测装置以及相位差校准方法。

背景技术：

1、本发明涉及时钟相位校准用于控制两个同频率时钟之间的相位差。该方法包括：可控制的延迟单元，检测时钟之间相位差的装置，以及根据检测结果改变延迟单元的延迟时间以达到调整时钟之间相位差的目的。

2、参见图1为一种现有的相位检测电路，该电路由一组延迟单元2和d触发器组成，每个延迟单元配合一个触发器，start、stop分别为输入的待检测信号，触发器可以记录stop信号相对于start信号落后的时间。该传统方案由于受d触发器采样精度及输出亚稳态区间限制，故其时间差检测精度低，不适合于高精度时间差检测。同时，传统方案随着检测范围和精度的提高，所需的功耗和面积显著增加，不适合于低成本和低功耗应用。

3、参见图2为另一种相位检测电路，该方案将时钟与参考时钟进行与操作，其相位差决定该信号的高电平宽度。经过滤波电路，得到稳定的电压。再通过vco(图中描述为环形震荡电路)震荡并通过数字计数器记录震荡频率，以得到相位差的值。但是，该方案同样存在以下问题：vco的振荡频率和电压不是线性相关的关系，因此数字计数器的结果不能直观的反映相位差。为此，需要第三个时钟，通过调整时钟的延迟时间，让两个时钟相对第三个时钟的相位相同，再根据调整了多少延迟判断两个时钟的相位。该方案增加了电路的复杂程度，也增加了校准相位差需要的时间。

4、另外，vco震荡的频率可能较快，此时数字计数器工作在较高的频率下，对工艺要求较高(工艺达不到要求，可能数字计数器在高频下不能满足建立/保持时间，从而导致不能正常工作)。由于vco高频和低频差距较大，为了保证低频下采样的时间足够长，数字计数器需要的位数可能很多。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，提供了一种时钟相位检测装置以及相位差校准方法，能够在不依赖第三个时钟的情况下完成两个时钟的相位差校准。

2、本发明采用的技术方案如下：一种时钟相位检测装置，包括：或电路、滤波单元以及模数转换单元；或电路的两个输入端用于接收两个时钟，输出端接至滤波单元，滤波单元输出端接至模数转换单元，模数转换单元输出两个时钟比较结果。

3、作为一种优选方案，所述滤波单元为rc滤波电路。

4、作为一种优选方案，所述时钟相位检测装置还包括结果寄存器，用于存储模数转换单元输出的数字结果。

5、作为一种优选方案，所述模数转换单元根据所需检测精度进行精度调整。

6、本发明还提供了一种基于上述的时钟相位检测装置的相位差校准方法，将待校准的两个时钟分别输入至或电路，再经滤波、模数转换后，读取最终结果，将最终结果与预期值进行比较，根据比较结果调整任一时钟的延迟时间，直至数模转换单元输出结果与预期值相符，完成相位差校准。

7、作为一种优选方案，所述预期值获取方法为：预先确定所需的时钟相位偏差，将两个具有所需时钟相位偏差的时钟输入至或电路中，模数转换单元输出的结果值即为预期值。

8、作为一种优选方案，在任一时钟之前添加可控制的延迟单元，通过该延迟单元进行时钟的延迟时间调整。

9、作为一种优选方案，在校准时，允许数模转换单元输出结果与预期值存在一定误差范围。

10、作为一种优选方法，在校准时，可以通过输出结果值和预期值的差值控制时钟的延迟单元调整的大小，从而快速接近目标值。

11、与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明能够直观的显示两个时钟之间的相位差，并且不需要第三个时钟作为参考；快速的校准两个时钟之间的相位差。同时可以根据不同的精度要求，调整数模转换模块的精度进而节省功耗和面积。

技术特征：

1.一种时钟相位检测装置，其特征在于，包括：或电路、滤波单元以及模数转换单元；或电路的两个输入端用于接收两个时钟，输出端接至滤波单元，滤波单元输出端接至模数转换单元，模数转换单元输出两个时钟比较结果。

2.根据权利要求1所述的时钟相位检测装置，其特征在于，所述滤波单元为rc滤波电路。

3.根据权利要求1或2所述的时钟相位检测装置，其特征在于，还包括结果寄存器，用于存储模数转换单元输出的数字结果。

4.根据权利要求1所述的时钟相位检测装置，其特征在于，所述模数转换单元根据所需检测精度进行精度调整。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述时钟相位检测装置的相位差校准方法，其特征在于，将待校准的两个时钟分别输入至或电路，再经滤波、模数转换后，读取最终结果，将最终结果与预期值进行比较，根据比较结果调整任一时钟的延迟时间，直至数模转换单元输出结果与预期值相符，完成相位差校准。

6.根据权利要求5所述的相位差校准方法，其特征在于，所述预期值获取方法为：预先确定所需的时钟相位偏差，将两个具有所需时钟相位偏差的时钟输入至或电路中，模数转换单元输出的结果值即为预期值。

7.根据权利要求5所述的相位差校准方法，其特征在于，在任一时钟之前添加可控制的延迟单元，通过该延迟单元进行时钟的延迟时间调整。

8.根据权利要求5所述的相位差校准方法，其特征在于，在校准时，允许数模转换单元输出结果与预期值存在一定误差范围。

9.根据权利要求5所述的相位差校准方法，其特征在于，在校准时，通过输出结果值和预期值的差值控制时钟的延迟单元调整的大小，从而快速接近目标值。

技术总结
本发明提供了一种时钟相位检测装置及相位差校准方法，包括：或电路、滤波单元以及模数转换单元；或电路的两个输入端用于接收两个时钟，输出端接至滤波单元，滤波单元输出端接至模数转换单元，模数转换单元输出两个时钟比较结果。本发明能够直观的显示两个时钟之间的相位差，并且不需要第三个时钟作为参考；快速的校准两个时钟之间的相位差。同时可以根据不同的精度要求，调整数模转换模块的精度进而节省功耗和面积。

技术研发人员：周夏阳
受保护的技术使用者：成都电科星拓科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14