一种数字电路时钟信号的产生系统及方法与流程

本发明涉及电子，尤其涉及一种数字电路时钟信号的产生系统及方法。

背景技术：

1、现在大部分的数字时钟方案中，都是用传统的锁相环产生数字电路所需要的时钟方案。锁相环包含多个电路模块，电路结构复杂，占用的面积较大。另一方面锁相环实际上是一个负反馈控制环路，使用时必须考虑锁相环的环路稳定性问题，需要仔细设计锁相环内部的各个模块，特别环路滤波器更是锁相环设计中的一大难点，这些都增大了锁相环应用的困难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种数字电路时钟信号的产生系统及方法，旨在解决锁相环应用困难的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种数字电路时钟信号的产生系统，包括频率控制模块、振荡器和高频计数器，所述频率控制模块、所述振荡器和所述高频计数器依次连接，且所述频率控制模块和所述高频计数器依次连接；

3、所述频率控制模块，用于根据参考时钟信号的频率配置好相对应的计数窗口时间和目标计数值；

4、所述高频计数器，用于在所述计数窗口时间内对数字时钟信号进行计数，得到高频计数结果；

5、所述频率控制模块，还用于计算所述目标计数值和所述高频计数结果的误差，根据误差情况来调整频率控制字；

6、所述振荡器，基于所述频率控制字输出对应频率的数字时钟信号。

7、其中，所述高频计数器，还用于每间隔预设时间检测所述振荡器的频率，得到检测频率；

8、所述频率控制模块，还基于所述检测频率调整频率控制字，调整所述振荡器输出的数字时钟信号的频率。。

9、其中，所述振荡器包括数控振荡器和压控振荡器中的任意一种。

10、其中，所述压控振荡器包括数模转换器和压控振荡器本体。

11、第二方面，本发明提供了一种数字电路时钟信号的产生方法，当振荡器为数控振荡器时，包括以下步骤：

12、进行初始化，配置好计数窗口时间和目标计数值；

13、更新频率控制字，改变数控振荡器的频率；

14、控制高频计数器复位恢复初始值，打开计数窗口，让高频计数器是对数控振荡器输出的数字时钟信号进行计数；等到计数关闭窗口时，高频计数器停止计数，并保持计数结果，得到高频计数结果；

15、频率控制模块读取高频计数结果，并计算高频计数结果与目标计数值之间误差；

16、当误差大于阈值时，频率控制模块使用二分法更新频率控制字，改变数控振荡器的输出频率；当误差小于等于阈值时，说明输出频率已经达到期望的频率。

17、其中，所述方法还包括：

18、更新判断阈值；

19、保持频率控制字不变，更新判断阈值，维持输出频率稳定；

20、复位高频计数器复位恢复初值；

21、由于外部因素的变化会使数控振荡器的频率变化，因此需要等待预设时间；

22、间隔预设时间后，打开计数窗口，让高频计数器是对数控振荡器输出的数字时钟信号进行计数；等到关闭窗口时，高频计数器停止计数，并保持计数结果；

23、频率控制模块读取高频计数结果，并计算计数结果与目标计数值之间误差；

24、当误差大于阈值时，频率控制模块调整频率控制字；当误差小于等于阈值时，说明输出频率没有变化，则保持频率控制字不变，更新判断阈值，维持输出频率稳定。

25、其中，所述频率控制模块调整频率控制字，包括：

26、频率控制模块根据误差的情况，频率控制字加1或减1，微调数控振荡器的频率，校正外部因素引起的频率偏差，随后复位高频计数器复位恢复初值，进行下一次的频率校正。

27、本发明的一种数字电路时钟信号的产生系统，所述频率控制模块根据参考时钟信号的频率配置好相对应的计数窗口时间和目标计数值；所述高频计数器在所述计数窗口时间内对数字时钟信号进行计数，得到高频计数结果；所述频率控制模块计算所述目标计数值和所述高频计数结果的误差，根据误差情况来调整频率控制字；所述振荡器基于所述频率控制字输出的数字时钟信号的频率达到所需的频率，本发明具有结构简单，占用面积小，应用简便；且不要其它任何额外的电路，只需设置好计数窗口时间和目标计数值就能产生任意频率的时钟信号，对温度电压等环境变化不敏感，具有很好的工作稳定性等优点，解决了锁相环应用困难的问题。

技术特征：

1.一种数字电路时钟信号的产生系统，其特征在于，

2.如权利要求1所述的数字电路时钟信号的产生系统，其特征在于，

3.如权利要求2所述的数字电路时钟信号的产生系统，其特征在于，

4.如权利要求3所述的数字电路时钟信号的产生系统，其特征在于，

5.一种数字电路时钟信号的产生方法，应用于权利要求4所述的数字电路时钟信号的产生系统，其特征在于，当振荡器为数控振荡器时，包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的数字电路时钟信号的产生方法，其特征在于，

7.如权利要求6所述的数字电路时钟信号的产生方法，其特征在于，

技术总结
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种数字电路时钟信号的产生系统及方法，包括频率控制模块、振荡器和高频计数器，频率控制模块根据参考时钟信号的频率配置好相对应的计数窗口时间和目标计数值；高频计数器在计数窗口时间内对数字时钟信号进行计数，得到高频计数结果；频率控制模块计算目标计数值和高频计数结果的误差，根据误差情况来调整频率控制字；振荡器基于频率控制字输出的数字时钟信号的频率达到所需的频率，本发明具有结构简单，占用面积小，应用简便；且不要其它任何额外的电路，只需设置好计数窗口时间和目标计数值就能产生任意频率的时钟信号，对温度电压等环境变化不敏感，具有很好的工作稳定性等优点。

技术研发人员：陈文宣,吴至榛,黎光洁
受保护的技术使用者：重庆御芯微信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16