除了頻率轉換靈活性以外,DPLL 技術還能提供多種對系統有用的數字功能,例如:時鐘驗證、相位或頻率可控的切換、 精準平穩地進入和退出保持模式。本文將探討如何使用 DPLL實現相位增建和無中斷切換。相位增建和無中斷有兩類切換。這兩類切換沒有通用定義,本問給出如下定義:- 相位增建(buildout)是指將切換時間增建到 DPLL 中時, 兩個參考之間的相位差。此相位差是輸出與鎖定的有 效參考之間的相移。- 無中斷與零延遲類似,獲取相位鎖定后,輸出相位跟 隨有效參考相位。 有關從參考 A 切換到參考 B 的無中斷和相位增建切換操作的更多信息,請斟酌“同頻切換”部分和“異頻切換”部分中的示例。同頻切換在圖 1 和圖 2 中,參考 A 和參考 B 具有相同的頻率和相移 ΔΦ。
相位增建模式——同頻 區間 1參考 A 有效。DPLL 的相位和頻率均鎖定參考 A。假定無相 移,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA。ΦOUT為輸出相位,fOUT為輸 出頻率。切換點:參考 B 變為有效。參考 A 和參考 B 之間的相移 ΔΦ 作為偏移增 建到 DPLL的鑒頻鑒相器 (PFD) 中。區間 2DPLL 隨后鎖定參考 B,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA = fREFB。輸出和有效參考 B 之間存在一個固定相移 ΔΦ。固定相移是相位增建的典型特性。無中斷模式——同頻 區間 1參考 A 有效。DPLL 的相位和頻率均鎖定參考 A。假定無相 移,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA。切換點:參考 B 變為有效。參考之間的相位差為 ΔΦ。區間 2DPLL 將輸出相位從 ΦREFA 扭轉到 ΦREFB。在此鎖定時間(Δt) 轉換期間,有一個頻率偏移 Δf,其與 Δt 成反比,也就是說鎖定時間越短,頻率偏移越大。對于 ADI 公司的 DPLL 時鐘 產品,設置相位壓擺率可控制鎖定時間和頻率偏移。區間 3DPLL 隨后鎖定參考 B,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFB。對于無中斷切換,輸出與有效參考之間無相移。異頻切換在圖3和圖4中,參考 A 和參考 B 具有不同的頻率。
相位增建模式——異頻區間 1參考 A 有效。DPLL 的相位和頻率均鎖定參考 A。假定無相移,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA。切換點:參考 B 變為有效。在此切換點,參考之間的相位差為 ΔΦ。區間 2DPLL 試圖獲取頻率鎖定。在切換點,參考之間的相位差 ΔΦ 增建到DPLL的 PFD 中。在此期間,系統的相位和頻率均解除鎖定。區間 3DPLL的頻率鎖定參考 B,相位正在以 ΔΦ 的增建相移鎖定參考 B。在區間 2 和區間 3 中,鎖定時間和頻率偏移均是自行管理。這種情況下,相位壓擺限幅器對 Δt 和 Δf 無影響。區間 4DPLL 的相位和頻率均鎖定參考 B,ΦOUT = ΦREFB ? ΔΦ,fOUT= fREFB。輸出和有效參考 B 之間存在一個固定相移 ΔΦ,表示這是相位增建模式。無中斷模式——異頻區間 1參考 A 有效。DPLL 的相位和頻率均鎖定參考 A。假定無相移,ΦOUT = ΦREFA,fOUT = fREFA。切換點:參考 B 變為有效。參考之間的相移為 ΔΦ。區間 2DPLL 試圖獲取頻率鎖定。在此期間,系統的相位和頻率均解除鎖定。相位壓擺限幅器在此期間有效,以便管理鎖定時間和頻率偏移。區間 3DPLL 的頻率已鎖定參考 B,相位正在鎖定參考 B。相位壓擺限幅器在此期間同樣有效,以便管理鎖定時間和頻率偏移。區間 4DPLL 的相位和頻率均鎖定參考 B,ΦOUT = ΦREFB,fOUT = fREFB。
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原文標題:如何使用數字鎖相環實現相位增建和無中斷切換?
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