如何使用DPLL实现相位增建和无中断切换

除了频率转换灵活性以外，DPLL 技术还能提供多种对系统有用的数字功能，例如：时钟验证、相位或频率可控的切换、 精准平稳地进入和退出保持模式。本文将探讨如何使用 DPLL实现相位增建和无中断切换。相位增建和无中断有两类切换。这两类切换没有通用定义，本问给出如下定义：- 相位增建(buildout)是指将切换时间增建到 DPLL 中时， 两个参考之间的相位差。此相位差是输出与锁定的有 效参考之间的相移。- 无中断与零延迟类似，获取相位锁定后，输出相位跟 随有效参考相位。 有关从参考 A 切换到参考 B 的无中断和相位增建切换操作的更多信息，请斟酌“同频切换”部分和“异频切换”部分中的示例。同频切换在图 1 和图 2 中，参考 A 和参考 B 具有相同的频率和相移 ΔΦ。

相位增建模式——同频 区间 1参考 A 有效。DPLL 的相位和频率均锁定参考 A。假定无相 移，ΦOUT = ΦREFA，fOUT = fREFA。ΦOUT为输出相位，fOUT为输 出频率。切换点：参考 B 变为有效。参考 A 和参考 B 之间的相移 ΔΦ 作为偏移增 建到 DPLL的鉴频鉴相器 (PFD) 中。区间 2DPLL 随后锁定参考 B，ΦOUT = ΦREFA，fOUT = fREFA = fREFB。输出和有效参考 B 之间存在一个固定相移 ΔΦ。固定相移是相位增建的典型特性。无中断模式——同频 区间 1参考 A 有效。DPLL 的相位和频率均锁定参考 A。假定无相 移，ΦOUT = ΦREFA，fOUT = fREFA。切换点：参考 B 变为有效。参考之间的相位差为 ΔΦ。区间 2DPLL 将输出相位从 ΦREFA 扭转到 ΦREFB。在此锁定时间(Δt) 转换期间，有一个频率偏移 Δf，其与 Δt 成反比，也就是说锁定时间越短，频率偏移越大。对于 ADI 公司的 DPLL 时钟 产品，设置相位压摆率可控制锁定时间和频率偏移。区间 3DPLL 随后锁定参考 B，ΦOUT = ΦREFA，fOUT = fREFB。对于无中断切换，输出与有效参考之间无相移。异频切换在图3和图4中，参考 A 和参考 B 具有不同的频率。

相位增建模式——异频区间 1参考 A 有效。DPLL 的相位和频率均锁定参考 A。假定无相移，ΦOUT = ΦREFA，fOUT = fREFA。切换点：参考 B 变为有效。在此切换点，参考之间的相位差为 ΔΦ。区间 2DPLL 试图获取频率锁定。在切换点，参考之间的相位差 ΔΦ 增建到DPLL的 PFD 中。在此期间，系统的相位和频率均解除锁定。区间 3DPLL的频率锁定参考 B，相位正在以 ΔΦ 的增建相移锁定参考 B。在区间 2 和区间 3 中，锁定时间和频率偏移均是自行管理。这种情况下，相位压摆限幅器对 Δt 和 Δf 无影响。区间 4DPLL 的相位和频率均锁定参考 B，ΦOUT = ΦREFB − ΔΦ，fOUT= fREFB。输出和有效参考 B 之间存在一个固定相移 ΔΦ，表示这是相位增建模式。无中断模式——异频区间 1参考 A 有效。DPLL 的相位和频率均锁定参考 A。假定无相移，ΦOUT = ΦREFA，fOUT = fREFA。切换点：参考 B 变为有效。参考之间的相移为 ΔΦ。区间 2DPLL 试图获取频率锁定。在此期间，系统的相位和频率均解除锁定。相位压摆限幅器在此期间有效，以便管理锁定时间和频率偏移。区间 3DPLL 的频率已锁定参考 B，相位正在锁定参考 B。相位压摆限幅器在此期间同样有效，以便管理锁定时间和频率偏移。区间 4DPLL 的相位和频率均锁定参考 B，ΦOUT = ΦREFB，fOUT = fREFB。