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检测数字锁相环频率的方法

阅读：686发布：2021-03-03

IPRDB可以提供检测数字锁相环频率的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种光盘中检测数字锁相环频率的方法,包括步骤:(a)检测输入信号的边缘点,(b)在检测到的处于预定频率的边缘点的基础上,抽样其上一个和下一个输入信号,(c)计算出在检测到的边缘点和其上一个抽样点之间的参考时钟信号的数目,(d)把计数值和对应于该计数值的时间间隔相加,得出边缘点的频率计数值,(e)把得到的频率计数值与预定的参考值相比较,然后根据比较结果提高频率。本发明仅使用参考时钟频率,不采用提高参考时钟信号频率,就能够检测具有高清晰度的频率,因此而提高数据的质量。，下面是检测数字锁相环频率的方法专利的具体信息内容。

1.一种数字锁相环的频率检测方法，其特征在于该频率检测方法包括以 下步骤：(a)检测一输入信号的边缘点；

(b)在检测到的处于预定频率的边缘点的基础上，抽样其上一个和下一个 输入信号；

(c)计算出在检测到的边缘点和其上一个抽样点之间的参考时钟信号的 数目；

(d)把计数值和对应于该计数值的时间间隔相加，得出边缘点的频率计数 值；

(e)把得到的频率计数值与预定的参考值相比较，然后根据该比较结果调 整频率。

2.按照权利要求1所述的频率检测方法，其特征在于在所述步骤(b)在 所述参考时钟信号的频率上抽样输入信号。

3.按照权利要求1所述的频率检测方法，其特征在于所述步骤(d)包括 以下子步骤：(d1)计算出边缘点之前的抽样数据到边缘点的时间间隔；

(d2)计算出边缘点到边缘点之后的抽样数据的时间间隔；

(d3)把频率计数值和该边缘点与步骤(d1)得到的时间间隔相加，得到在该 边缘点的频率计数值。

4.按照权利要求3所述的频率检测方法，其特征在于使用步骤(d2)得到 的计数值，所述步骤(d)在重新开始的频率计数值上计算参考信号的频率。

5.按照权利要求1所述的频率检测方法，其特征在于在边缘点的基础 上，得到的边缘点之前和边缘点之后的两个取样之间的数据是线性的。

说明书全文

本发明涉及一种用于检测光盘中数字锁相环频率的方法，尤其是涉及一 种数字锁相环频率检测方法，在这种方法中，数字锁相环使用低时钟频率， 从而可得到高清晰度。

常用的诸如密致盘(CD)或数字视盘(DVD)等光盘的再现装置 (reproduction apparatus)需要一个与再现信号保持同步的处理。完成这一处理 的电路称做锁相环。

数字锁相环(PLL)包括一个频率检测块，一个电荷泵(charge pump)控制 块，一个电荷泵块，一个相位检测块，一个分频器和一个电压控制振荡器(称 做VCO)。这里，电荷泵控制块进行频率检测误差的脉宽调制。电荷泵块根 据频率检测误差调制的脉宽产生一个电流。该锁相环产生一个VCO时钟信 号，该信号相对于一输入信号以恒定的频率振荡，然后锁相环改变该信号的 频率，使其与输入信号保持同步。但是，由于只有一种相位控制来限制控制， 所以计算出一个振荡信号与输入信号的频率差，进行频率跟踪。然后，如果 该频率接近于一个频带，就进行一种相位控制。这时，为了提高清晰度和频 率跟踪的精确性，而采用一个时钟，通过使用一个分频器使时钟的脉冲频率 高于参考时钟频率的两倍或更多，以便计算出一个二进制信号，因此而进行 频率检测。

因而，按照常规技术，为了检测频率，应当使采用的频率高于实际需要 的时钟信号的频率，以达到希望的清晰度因此，频率检测是在高频信号状态 下进行。然而，按照现有技术，很难产生一个四倍或更高倍于时钟频率的频 率。另外，由于模拟-数字转换限制了许可的时钟频率，在数字锁相环这种 情况下，不可能使用高于参考时钟频率的高频率。

为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种数字锁相环的频率检测 方法，这种方法不用提高参考时钟的脉冲信号频率，仅仅使用参考时钟的频 率，通过检测参考信号的频率就能够提高清晰度。

为了实现本发明的目的，提供了一种数字锁相环的频率检测方法，该频 率检测方法包括以下步骤：(a)检测输入信号的边缘点；(b)在检测预定频率的 边缘点的基础上，取样其前一个和下一个输入信号；(c)计算出在检测到的边 缘点和其前一个取样点之间的参考时钟信号的数目；(d)把一计数值和对应于 该计数值的时间间隔相加，得出边缘点的频率计数值；(e)把得到的频率计数 值与预定的参考值相比较，然后根据比较结果调整频率。

以下将结合附图，详细描述本发明的最佳实施例，从而更清楚地看出本 发明的以上目的和其它优点，附图中：

图1是说明CD的一个同步模式的时序图；

图2是说明在采用本发明的一种频率检测方法的数字锁相环电路中的一 个频率检测装置的方框图；

图3是一个说明用于实施本发明方法的算法的视图；

图4是说明采用图3算法的本发明一个实施例的示意图。

以下结合附图描述本发明的一个最佳实施例。

为了检测输入信号的频率，首先应该检查当前参考信号例如八到十四调 制(EFM)信号的频率是高或是低。频率跟踪就是改变频率值使电压控制振荡 (VCO)的频率与参考信号(EFM信号)的频率精确地保持同步。参考信号(EFM 信号)是参考时钟(T)的整数倍。对于密致盘(CD)，配置在不归零格式中信号 的最大频率分量是3T，最小频率分量是11T。对于数字视盘(DVD)，最大频 率分量是3T，最小频率分量是14T，其中在最大频率分量和最小频率分量 之间不存在11T，12T和13T。在这里，11T或14T称做帧同步模式。CD 的结构是每588T包括一个11T信号，而DVD的结构是每1488T包括一个 14T信号。

同步模式用于获知VCO信号的频率离参考信号(EFM信号)多远。标准 DVD的最低频率分量是14T。这里，如果锁相环保持同步，VCO时钟计数 到14T。另外，DVD有一个同步模式，而如图1所示CD有两个同步模式。

因而，在CD和DVD两者中应用一个单独的算法，在参考信号中，应 该选择高间隔或低间隔的任一个同步模式。因此从参考信号的每一个边缘开 始，计算在高间隔或低间隔处的VCO振荡时钟。根据算出来的某一时期最 大值与11T或14T差多少，检测出频率差。通常，为了提高清晰度，用于计 算的频率是振荡频率的两倍。因而，由于11T或14T被算做22T或28T，这 样就可以检测出正好两倍的频率差。为了进一步提高清晰度，用于计算的频 率比振荡频率高n倍，这样能够进行n倍的精确频率跟踪。但是，允许的频 带在实际电路中被限制，因此很难使用两倍或更高倍于振荡频率的频率。尽 管不能使用高振荡频率，但是可以使用模拟-数字转换抽样的数据值来精确 地看出在一个时期内的那点上数据符号是否变化。

图2是说明本发明的数字锁相环电路中的一个频率检测装置的方框图。 在图2的装置中，从光盘(未示出)中读出的射频(RF)信号传送给比较器21和 边缘检测器22。比较器21接受到输入的RF信号，向计数器23输出一个参 考信号(EFM信号)。边缘检测器22把根据参考电压使输入RF信号的符号有 所改变的每一个点的边缘检测信号输出到计数器23。计数器23接收到一个 时钟信号(CLK)，并且根据边缘检测器22的边缘检测结果，计算出从比较器 21输出的参考信号中存在着多少个时钟信号。

以下将结合图3和图4说明图2的计数器23的具体运算。

图3是说明用来实施本发明方法的基本算法的视图。

假定在预定的频率通过一个模拟一数字转换器(未画出)抽样RF信号得 到的两种抽样数据之间的数据是线性的。于是，数据如图3所示。

在图3中，A(N-1)是第(N-1)个抽样数据，A(N)是第N个抽样数据。在 两个抽样点A(N-1)和A(N)的抽样值分别是a和a′。在图3中，能够看出三角 形abc和三角形a′b′c′是相似三角形。因而，三条彼此相对应边之间建立一个 方程a∶b∶c＝a′∶b′∶c′。两个抽样点之间的时间间隔表示为b+b′。如果抽样值a和 a′是已知的，那么就能够通过以下方程得出b和b′。

b＝a/(a+a′)(b+b′)

b′＝a′/(a+a′)(b+b′)

在这里，a，a′，b和b都是绝对值，b+b′是1。

那么，如果改变抽样数据的符号的点是边缘点，把b的值加到，计数到 现在该边缘点的计数值上，并且输出所加的结果。然后，如果重新启动的计 数器从b′值开始，尽管仅使用一个时钟频率，但仍能通过精确值跟踪频率值。 也就是说，可以看出，频率计数值＝上一个频率值+b和一个重新计数值＝ b′。

图4说明应用图3算法的本发明一个实施例的示意图。

假定在第一个边缘点的抽样数据A(N)和A(N-1)的值分别是0.2和1.5， 通过以下的方程能够得到频率计数值。

频率计数值＝上一个频率计数值+1.5/(0.2+1.5)

在这里，计数器23的重新启动的频率计数值变成了0.2/(0.2+1.5)＝ 0.1176。

假定在第二个边缘点的抽样数据A(N)和A(N-1)的值分别是-1和0.5，通 过以下方程能够得到频率计数值。

频率计数值＝0.1176+0.5/(0.5+1)＝14.4506

在这里，计数器23的重新启动的频率计数值变成了1/(0.5+1)＝0.6667。

因此，在图4的波形情况下，频率检测的输出值是14.4506，它的振荡 频率高于14T。因此，很明显应当降低下一步的振荡频率使其保持同步。

如上所述，本发明仅使用参考时钟频率，不用提高参考时钟信号的频 率，就能够检测具有高清晰度的频率，因此而提高数据的质量。

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