[發(fā)明專利]用于壓控設(shè)備的混合電流限制式相位內(nèi)插電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780006500.4
• 申請日: 2007-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN101390288A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·里;D·J·弗里德曼
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): H03K5/13
• 分類號(hào): H03K5/13;H03K5/151;H03L7/081
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 朱海波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及一種壓控振蕩器和壓控延遲線，以及更具體地，本發(fā)明涉及使用混合電流限制式(current-starved)相位內(nèi)插的壓控振蕩器或者壓控延遲線。

背景技術(shù)

在許多應(yīng)用中，壓控延遲(VCD)元件是有用的。VCD是延遲鎖定環(huán)路(DLL)中的重要模塊，其將內(nèi)部時(shí)鐘與進(jìn)入的時(shí)鐘進(jìn)行同步。

參考圖1，示出了DLL?10的典型框圖，所述DLL?10具有相位檢測器(PD)14、環(huán)路濾波器(LPF)16以及壓控延遲線(VCDL)12。相位檢測器14將來自VCDL?12的時(shí)鐘邊緣與參考時(shí)鐘邊緣φ_ref之間的定時(shí)差異進(jìn)行比較，所述來自VCDL?12的時(shí)鐘邊緣是已延遲版本的時(shí)鐘輸入φ_in。相位檢測器14針對(duì)VCDL?12生成誤差電壓以調(diào)節(jié)相位偏移φ_out。相位檢測器14通常伴隨有常規(guī)IC設(shè)計(jì)的電荷泵(CP)。

位于相位檢測器14以及VCDL?12之間的環(huán)路濾波器16拒絕高頻噪聲。反饋操作通過反饋環(huán)路17來提供電壓V_ctr，該控制電壓V_ctr迫使內(nèi)部時(shí)鐘邊緣φ_ref來對(duì)準(zhǔn)進(jìn)入的時(shí)鐘邊緣φ_in。

另外，已經(jīng)使用VCD來建立環(huán)形振蕩器壓控振蕩器(VCO)，這是在鎖相環(huán)路(PLL)設(shè)計(jì)中的一種重要構(gòu)造塊。

參考圖2，在鎖相環(huán)路20中的延遲線包括具有多個(gè)VCD?12的環(huán)形振蕩器VCO?22。使用相位和頻率檢測器(PFD)14和環(huán)路濾波器16來向VCO?18提供控制信號(hào)。

針對(duì)數(shù)字時(shí)鐘生成，在單片電路PLL中已經(jīng)主要使用了圖3所示的電流限制式環(huán)形VCO?22，這是由于所述電流限制式環(huán)形VCO22提供廣泛的調(diào)諧范圍以及高度集成性。(參見例如，I.Young，等人的，“A?PLL?clock?generator?with?5?to?110MHz?of?lock?range?formicroprocessors”，IEEE?JSSC，1992年11月)。

參考圖3，電流限制式環(huán)形VCO?22的振蕩頻率直接相關(guān)于每個(gè)延遲元件12的延遲時(shí)間，這導(dǎo)致對(duì)于工藝、電壓和溫度(PVT)變化的高度敏感性。電流限制式環(huán)形VCO?22的非線性電壓-頻率轉(zhuǎn)換特性導(dǎo)致高度變化的VCO增益特性，這在PLL實(shí)現(xiàn)中是不期望的。

VCO?18包括對(duì)復(fù)制單元24的V_ref輸入。VCO?18包括晶體管M1、M2、M3和M4。根據(jù)復(fù)制單元24的輸出來控制M3和M4。Vdd是電源電壓，以及使用V_ctl來控制位于振蕩器管腳處的可變電流源26。VIN和VINB分別表示V輸入以及V輸入條信號(hào)，以及VO和VOB分別表示V輸出和V輸出條信號(hào)。根據(jù)VIN和VINB來分別控制M1和M2。

參考圖4，另一種實(shí)現(xiàn)VCD元件的方式是使用一種相位內(nèi)插方法。在圖4中示出了用于相位內(nèi)插的電路30實(shí)現(xiàn)的示例，并且在2001年5月的、J.Savoj和B.Razavi的“A?10-Gb/s?CMOS?clock?and?datarecovery?circuit?with?a?half-rate?linear?phase?detector”，IEEE，JSSC中有所描述。

相對(duì)于使用電流限制式方法的VCD，使用相位內(nèi)插方法的VCD32提供了降低的相位噪聲以及更為線性的電壓-頻率特性。然而，VCD?32具有比電流限制環(huán)形振蕩器更小的調(diào)諧范圍。出于此原因，電流限制式方法在數(shù)字時(shí)鐘生成應(yīng)用中仍有廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

一種用于壓控延遲線以及壓控振蕩器的混合電流限制式相位內(nèi)插方法提供了廣泛的線性調(diào)諧范圍以及良好的噪音性能。通過電流限制式方法提供粗略的調(diào)諧控制，以便在工藝和溫度變化的情況下提供廣泛的調(diào)諧范圍，同時(shí)使用相位內(nèi)插方法提供線性調(diào)諧曲線以及低的抖動(dòng)性能。還可以由可編程參考電壓來實(shí)現(xiàn)其他控制，所述可編程參考電壓將設(shè)置輸出擺動(dòng)?；谙辔粌?nèi)插方法的VCD拓?fù)涞牟罘志?xì)調(diào)諧控制路徑還提供了相對(duì)于電源和基本噪聲的較好噪聲免疫性。

調(diào)節(jié)電路包括電流限制式壓控電路，其配置以調(diào)節(jié)第一類型的信號(hào)差異。相位內(nèi)插壓控電路配置以調(diào)節(jié)第二類型的信號(hào)差異。電流限制式電路以及相位內(nèi)插電路協(xié)作以提供調(diào)節(jié)電路的改進(jìn)操作性能。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖僅借助于示例來描述本發(fā)明，其中：

圖1是用于在延遲鎖定環(huán)路中使用的已知壓控延遲(VCD)的框圖；