一種具有啟動控制功能的延時鎖相環(huán)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及延時鎖相環(huán)技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種具有啟動控制功能的延時鎖相環(huán)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對芯片性能的需要不斷增加，片內(nèi)時鐘分配質(zhì)量和時鐘延遲變得越來越重要，對抑制時鐘偏移和抖動的要求越來越高。然而，不論這些抖動來自內(nèi)部還是襯底或電源噪聲，時鐘頻率和電路集成度的增加使得減小時鐘的偏移和抖動變得更加困難。傳統(tǒng)的時鐘樹無法保持片內(nèi)高速時鐘的精確同步。在微處理器、存儲器接口和通信芯片中，一般采用鎖相環(huán)(Phase Locked Loop, PLL)和延時鎖相環(huán)DLL實現(xiàn)時鐘同步的作用。
[0003]其中，PLL是一個高階系統(tǒng)，設(shè)計復(fù)雜。對穩(wěn)定工作十分重要的環(huán)路帶寬會由于PVT波動而變化，導致系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定問題。PLL中一個重要的模塊是振蕩器，用來產(chǎn)生和基準時鐘鎖定的高頻時鐘。這部分電路對電源噪聲、工藝波動和工作環(huán)境均很敏感。壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)的輸出時序在多個震蕩周期內(nèi)存在抖動積累，導致產(chǎn)生大于原始輸入相位差的相位誤差，并且該誤差會一直存在。另一方面，PLL需要復(fù)雜的二階低通濾波器。
[0004]延時鎖相環(huán)DLL相比于鎖相環(huán)PLL具有幾方面優(yōu)勢。DLL是一階環(huán)路系統(tǒng)，在一階濾波器中只需要一個電容，相比于高階PLL，DLL更加穩(wěn)定。DLL不存在環(huán)路振蕩器并且易于設(shè)計實現(xiàn)。另外，DLL相比于PLL具有更好的抖動特性，因為電源和襯底感應(yīng)的相位誤差、抖動不會在多個時鐘周期內(nèi)累積；此外，相比于PLL，DLL具有更好的抗噪聲特性。因此，DLL廣泛應(yīng)用于各種時鐘生成電路中，包括時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路、多相時鐘產(chǎn)生電路、高速收發(fā)機和微處理器中的倍頻電路?？焖侔l(fā)展的移動終端設(shè)備要求DLL能夠快速的調(diào)整延時控制電壓，以實現(xiàn)快速鎖相的目的，同時不至于大面積的增加芯片版圖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提高延時鎖相環(huán)的鎖相速度，同時保證芯片面積不會大幅度增加。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有啟動控制功能的延時鎖相環(huán)電路，包括相位檢測子電路、壓控延時鏈、一階濾波電容，以及啟動控制子電路；
[0009]所述啟動控制子電路初始化控制電壓，所述控制電壓落在所述壓控延時鏈的延時控制電壓的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)；所述相位檢測子電路單元根據(jù)基準時鐘以及所述壓控延時鏈的反饋時鐘的相位關(guān)系，調(diào)節(jié)所述控制電壓的值；所述控制電壓經(jīng)過所述一階濾波電容濾波后，作為所述壓控延時鏈的延時控制電壓，對所述壓控延時鏈進行控制；
[0010]其中，所述啟動控制電路包括第一 PMOS晶體管Mpl、第二 PMOS晶體管Mp2、第一NMOS晶體管Mnl、第二 NMOS晶體管Mn2、第三NMOS晶體管Mn3以及反相器InvO ;所述第一PMOS晶體管Mpl的柵極接地，所述第一 PMOS晶體管Mpl的源極接電源電壓，所述第二 PMOS晶體管Mp2的柵極接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極；所述第一 NMOS晶體管Mnl的柵極接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極，所述第一 NMOS晶體管Mnl的源極和漏極均接地；所述第二 NMOS晶體管Mn2的柵極和漏極均連接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極，所述第二 NMOS晶體管Mn2的源極接地；所述第三NMOS晶體管Mn3的漏極接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極，所述反相器InvO的輸入端接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極，所述反相器InvO的輸出端接所述第三NMOS晶體管Mn3的柵極，所述第三NMOS晶體管Mn3的源極接所述第二PMOS晶體管Mp2的源極，所述第二 PMOS晶體管Mp2的漏極接地；所述一階濾波電容的一端接所述第三NMOS晶體管Mn3的源極，另一端接地；所述第三NMOS晶體管Mn3的源極連接所述控制電壓。
[0011]優(yōu)選地，所述控制電壓經(jīng)過所述啟動控制子電路后，初始化的電壓值為所述壓控延時鏈的延時控制電壓調(diào)節(jié)范圍的中點值。
[0012]優(yōu)選地，所述反相器InvO的閾值翻轉(zhuǎn)電壓為所述壓控延時鏈的延時控制電壓調(diào)節(jié)范圍的中點值。
[0013]優(yōu)選地，所述相位檢測子電路包括鑒相器單元和電荷泵單元，用于檢測所述基準時鐘與所述壓控延時鏈的反饋時鐘的相位關(guān)系，若所述基準時鐘的相位超前與所述反饋時鐘的相位，則增大所述控制電壓；若所述基準時鐘的相位落后于所述反饋時鐘的相位，則減小所述控制電壓。
[0014]優(yōu)選地，所述壓控延時鏈由N個相同的延時單元依次串聯(lián)構(gòu)成，其輸入為所述基準時鐘，其最后一級所述延時單元的輸出信號為所述反饋時鐘。
[0015]優(yōu)選地，每一所述延時單元均連接所述延時控制電壓。
[0016](三)有益效果
[0017]本發(fā)明提供了一種具有啟動控制功能的延時鎖相環(huán)電路，本發(fā)明的電路在電路工作之初設(shè)置合適的控制電壓，使得壓控延時鏈對基準時鐘的時延為其調(diào)節(jié)范圍的一半，充分利用了壓控延時鏈提供的延時范圍，并且加快了整個系統(tǒng)的鎖定速度，同時本發(fā)明不會明顯增大芯片面積。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的一種具有啟動控制功能的延時鎖相環(huán)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的一個較佳實施例的啟動控制子電路的電路圖；
[0021]圖3為圖2所不啟動控制子電路的功能說明不意圖；
[0022]圖4為圖2所示啟動控制子電路在電路工作過程中的仿真結(jié)果示意圖；
[0023]圖5為圖1所示電路仿真輸出結(jié)果示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0025]圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的一種具有啟動控制功能的延時鎖相環(huán)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；所述具有啟動控制功能的延時鎖相環(huán)電路，包括相位檢測子電路、壓控延時鏈、一階濾波電容，以及啟動控制子電路；所述啟動控制子電路初始化控制電壓，所述控制電壓落在所述壓控延時鏈的延時控制電壓的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)；所述相位檢測子電路單元根據(jù)基準時鐘以及所述壓控延時鏈的反饋時鐘的相位，調(diào)節(jié)所述控制電壓的值；所述控制電壓經(jīng)過所述一階濾波電容濾波后，作為所述壓控延時鏈的延時控制電壓，對所述壓控延時鏈進行控制。
[0026]其中，所述啟動控制電路包括第一 PMOS晶體管Mpl、第二 PMOS晶體管Mp2、第一NMOS晶體管Mnl、第二 NMOS晶體管Mn2、第三NMOS晶體管Mn3以及反相器InvO ;所述第一PMOS晶體管Mpl的柵極接地，所述第一 PMOS晶體管Mpl的源極接電源電壓，所述第二 PMOS晶體管Mp2的柵極接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極；所述第一 NMOS晶體管Mnl的柵極接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極，所述第一 NMOS晶體管Mnl的源極和漏極均接地；所述第二 NMOS晶體管Mn2的柵極和漏極均連接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極，所述第二 NMOS晶體管Mn2的源極接地；所述第三NMOS晶體管Mn3的漏極接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極，所述反相器InvO的輸入端接所述第一 PMOS晶體管Mpl的漏極，所述反相器InvO的輸出端接所述第三NMOS晶體管Mn3的柵極，所述第三NMOS晶體管Mn3的源極接所述第二PMOS晶體管Mp2的源極，所述第二 PMOS晶體管Mp2的漏極接地；所述一階濾波電容的一端接所述第三NMOS晶體管Mn3的源極，另一端接地；所述第三NMOS晶體管Mn3的源極連接所述控制電壓，如圖2所示。
[0027]所述控制電壓經(jīng)過所述啟動控制子電路初始化的電壓值為所述壓控延時鏈的延時控制電壓調(diào)節(jié)范圍的中點值。所述反相器InvO的閾值翻轉(zhuǎn)電壓為所述壓控延時鏈的延時控制電壓調(diào)節(jié)范圍的中點值，保證壓控延時鏈VCDL對