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VCDL時(shí)鐘檢測(cè)電路解決問題

CHANBAEK ? 來(lái)源:模擬小笨蛋 ? 作者:青山 ? 2023-03-23 14:25 ? 次閱讀
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上一篇文章提到了DLL的諧波問題,解決該問題的有效措施是對(duì)Vcont進(jìn)行復(fù)位上拉。

01 DLL的一種應(yīng)用場(chǎng)景:面對(duì)諧波鎖定的風(fēng)險(xiǎn)

本篇文章是對(duì)DLL的諧波鎖定問題做進(jìn)一步的探討。我們考慮下面這樣一種應(yīng)用情景:一款帶Vcont復(fù)位上拉的DLL電路,在復(fù)位結(jié)束之后,參考時(shí)鐘在很長(zhǎng)一段時(shí)間之后才到來(lái)。請(qǐng)問,這時(shí)候該DLL有沒有可能發(fā)生諧波鎖定問題?

答案是有可能。在復(fù)位結(jié)束之后,Vcont雖然為VDD,如果這時(shí)候DLL還沒有參考時(shí)鐘輸入,Vcont將很難保持VDD大小的電壓,這是因?yàn)榧词?a target="_blank">電荷泵的上下通路為高阻抗,還是會(huì)存在一定的電荷泄露,隨著時(shí)間的加長(zhǎng),Vcont電壓會(huì)逐漸減小。此外,沒有參考時(shí)鐘輸入,UP和DN的狀態(tài)并不確定,Vcont的初值還面對(duì)著可能被放電路徑釋放的風(fēng)險(xiǎn)(如果DN剛好有效)。這種情況下,假設(shè)參考時(shí)鐘在很長(zhǎng)一段時(shí)間后才來(lái)到,那么此時(shí)的Vcont已經(jīng)降低到0~VDD之間的某個(gè)中間值,且該值在不同工藝角、溫度、供電下是不同的,且難以預(yù)測(cè),因此仍然有可能出現(xiàn)諧波鎖定現(xiàn)象(詳細(xì)原因可以看參考帖)。

這就像是,雖然我們?cè)黾恿薞cont賦初值的預(yù)防措施,但仍然會(huì)有一些特殊的場(chǎng)景使初值存在的作用失效。

圖1 DLL典型結(jié)構(gòu)

02 VCDL時(shí)鐘檢測(cè)電路解決問題

我們思考一下,上述問題的關(guān)鍵是在參考時(shí)鐘到來(lái)之前Vcont的電壓漂移問題。因此在參考時(shí)鐘給到之前,我們只要保證Vcont即使在復(fù)位釋放之后仍然能保持在VDD大小,那么該問題就得到了解決。基于這個(gè)思路,下圖所示的電路在工程實(shí)踐上得到了廣泛的應(yīng)用。

圖2 增加時(shí)鐘檢測(cè)電路后的電路

該電路利用多個(gè)DFF設(shè)計(jì)了一個(gè)VCDL時(shí)鐘檢測(cè)電路,CKin連接到DFF的數(shù)據(jù)端,從上到下每個(gè)DFF的時(shí)鐘端從VCDL引出,且每個(gè)DFF被同步復(fù)位。在沒有參考時(shí)鐘時(shí),VCDL也無(wú)法輸出時(shí)鐘。在復(fù)位期間,RST=1,一方面,RSTN=0,Vcont被上拉到VDD;另一方面,時(shí)鐘檢測(cè)電路中,所有DFF被復(fù)位,Q=0,DTS=1,DTSN=0,此時(shí)S1=1,S2=0,充電電流源打開,放電電流源關(guān)閉,Vcont的電位被進(jìn)一步加強(qiáng),使其保持VDD大小。

我們?cè)倩仡櫼幌虑拔奶岬降膽?yīng)用場(chǎng)景,再看看這時(shí)候DLL會(huì)如何反應(yīng):當(dāng)復(fù)位釋放之后,假設(shè)CKin仍然沒有到來(lái),所有的DFF的時(shí)鐘端不會(huì)出現(xiàn)邊沿跳變,作為邊沿觸發(fā)型的DFF,其Q端維持之前的值,因此DTS仍等于1,所以S1仍然打開,S2仍然關(guān)閉,Vcont端被充電,其始終維持VDD電位不變。當(dāng)CKin一旦到來(lái),CK1~CK4自然會(huì)有時(shí)鐘輸出,DFF會(huì)有采樣輸出,只要有一路Q=1,DTS就跳變?yōu)?,關(guān)閉對(duì)PD輸出狀態(tài)的控制。此后,Loop將在負(fù)反饋?zhàn)饔孟逻M(jìn)入鎖相過程。

總結(jié):

和前一篇帖子的核心點(diǎn)一致:保證Vcont賦初值。本篇針對(duì)一種特殊的、但并不是不常見的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了分析,指出了該場(chǎng)景下DLL面對(duì)的諧波鎖定風(fēng)險(xiǎn),并給出了解決方案。解決的辦法需要增加額外的電路,即VCDL時(shí)鐘檢測(cè)電路。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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