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Vcont進(jìn)行復(fù)位上拉。

01 DLL的一種應(yīng)用場景：面對諧波鎖定的風(fēng)險

本篇文章是對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，參考時鐘在很長一段時間之后才到來。請問，這時候該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，如果這時候DLL還沒有參考時鐘輸入，Vcont將很難保持VDD大小的電壓，這是因為即使電荷泵的上下通路為高阻抗，還是會存在一定的電荷泄露，隨著時間的加長，Vcont電壓會逐漸減小。此外，沒有參考時鐘輸入，UP和DN的狀態(tài)并不確定，Vcont的初值還面對著可能被放電路徑釋放的風(fēng)險(如果DN剛好有效)。這種情況下，假設(shè)參考時鐘在很長一段時間后才來到，那么此時的Vcont已經(jīng)降低到0~VDD之間的某個中間值，且該值在不同工藝角、溫度、供電下是不同的，且難以預(yù)測，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，雖然我們增加了Vcont賦初值的預(yù)防措施，但仍然會有一些特殊的場景使初值存在的作用失效。

圖1 DLL典型結(jié)構(gòu)

02 VCDL時鐘檢測電路解決問題

我們思考一下，上述問題的關(guān)鍵是在參考時鐘到來之前Vcont的電壓漂移問題。因此在參考時鐘給到之前，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。基于這個思路，下圖所示的電路在工程實踐上得到了廣泛的應(yīng)用。

圖2 增加時鐘檢測電路后的電路

該電路利用多個DFF設(shè)計了一個VCDL時鐘檢測電路，CKin連接到DFF的數(shù)據(jù)端，從上到下每個DFF的時鐘端從VCDL引出，且每個DFF被同步復(fù)位。在沒有參考時鐘時，VCDL也無法輸出時鐘。在復(fù)位期間，RST=1，一方面，RSTN=0，Vcont被上拉到VDD;另一方面，時鐘檢測電路中，所有DFF被復(fù)位，Q=0，DTS=1,DTSN=0，此時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。

我們再回顧一下前文提到的應(yīng)用場景，再看看這時候DLL會如何反應(yīng)：當(dāng)復(fù)位釋放之后，假設(shè)CKin仍然沒有到來，所有的DFF的時鐘端不會出現(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，CK1~CK4自然會有時鐘輸出，DFF會有采樣輸出，只要有一路Q=1，DTS就跳變?yōu)?，關(guān)閉對PD輸出狀態(tài)的控制。此后，Loop將在負(fù)反饋作用下進(jìn)入鎖相過程。

總結(jié)：

和前一篇帖子的核心點一致：保證Vcont賦初值。本篇針對一種特殊的、但并不是不常見的應(yīng)用場景進(jìn)行了分析，指出了該場景下DLL面對的諧波鎖定風(fēng)險，并給出了解決方案。解決的辦法需要增加額外的電路，即VCDL時鐘檢測電路。