[發明專利]電荷泵裝置與方法

有效

• 申請號: 201010587869.2
• 申請日: 2010-12-14
• 公開（公告）號: CN102097932A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 林嘉亮
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;G05F1/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明關于一種電荷泵裝置與方法。

背景技術

在許多的應用中，鎖相回路是一重要的裝置。鎖相回路接收一參考頻率且因此產生一鎖定參考頻率的輸出頻率。鎖相回路一般包含有一控制器與一控制振蕩器?？刂普袷幤鬏敵鲆惠敵鲱l率，且該輸出頻率的頻率由該控制器產生的一控制信號控制。輸出頻率一般以一整數N除頻，以產生一降頻頻率?？刂破鞲鶕蓽y出的參考頻率與降頻頻率的相位差來產生該控制信號。因此，參考頻率的頻率可由閉回路的方式來控制，而最小化參考頻率與降頻頻率的相位差，并且于穩態時，輸出頻率可鎖定參考頻率的相位。

一般鎖相回路的控制器包含一相位偵測器與一濾波器。相位偵測器接收該參考頻率與該降頻頻率，且輸出一偵測輸出信號。其中偵測輸出信號用以表示參考頻率與降頻頻率的相位差。濾波器接收并將偵測輸出信號轉換為控制信號，以控制控制振蕩器。

一般鎖相回路的相位偵測器包含一相位頻率偵測器與一電荷泵電路。而上述偵測輸出信號為一電流模式信號(current-mode?signal)。濾波器作為電荷泵電路的電容負載，有效地濾波并將電流模式的偵測輸出信號轉換為電壓模式控制信號，以控制一壓控振蕩器?，F今的鎖相回路通常以互補金氧半導體(CMOS)集成電路實施。在深次微米互補金氧半集成電路(deepsubmicron?CMOS?integrated?circuit)，短信道長度的高速裝置容易產生泄漏電荷，詳細地說，即電容負載容易有泄漏電荷，其原因為使用易泄漏的金氧半晶體管(MOS)作為電容，或是以容易泄漏的金氧半晶體管作為接口。此泄漏電荷會使電容負載的相位偵測產生錯誤(error)，而導致電壓模式控制信號的錯誤，造成輸出頻率的相位/頻率錯誤。輸出頻率相位頻率的錯誤，一般稱為頻率抖動(clock?jitter)。

因此，如何減少電荷泵電容負載的泄漏電荷所引起的頻率抖動實為一即須克服的問題。

發明內容

本發明的目的之一，在于提供一種電荷泵裝置與方法，其可減緩電荷泵電容負載泄漏電荷的問題。

本發明的一實施例提供了一種電荷泵裝置，包含一電荷泵、一電容負載、一電流源、一電流傳感器、及一反饋網絡。該電荷泵用以接收表示相位偵測結果的一相位信號，且輸出一電流以流經一內部節點與一輸出節點之間。電容負載用以在輸出節點進行分流。電流源依據一偏壓的控制輸出一補償電流至輸出節點。電流傳感器設于內部節點與輸出節點間，用以感測電流。反饋網絡用以依據電流傳感器輸出的感測電流產生該偏壓。

本發明的一實施例提供了一種電荷泵控制方法，包含下列步驟：首先，接收一表示相位偵測結果的相位信號。利用一電荷泵轉換相位信號至一電流信號。傳送電流信號至一電容負載。利用一電流傳感器偵測該電流信號。依據一控制電壓提供一補償電流至該電容負載。依據電流傳感器的輸出調整一反饋網絡提供的控制電壓。

本發明的實施例利用虛擬分流電路補償電容負載的泄漏電荷，從而可達到減少頻率抖動的效果。

附圖說明

圖1為示出本發明一實施例的電路的示意圖。

主要組件符號說明

100電路??????????110電荷泵

120電容負載??????130虛擬分流電路

140電流傳感器????150反饋網絡

160補償網絡

具體實施方式

以下參考附圖詳細說明本發明的實施例，各個實施例皆可實施。另外，眾所知悉的細節不再重復顯示或贅述，以避免模糊本發明的重點。各實施例不需相互排他，也可與其它一個或多個相結合成為本發明的實施例。以下的說明將舉出本發明的數個示范的實施例，本領域技術人員應可理解，本發明可采用各種可能的方式實施，并不限于下列示范的實施例或實施例中的特征。

本發明的一實施例公開了一種裝置，該裝置包含一電荷泵、一電容負載、一電流源、及一反饋網絡(feedback?network)。該電荷泵用以接收一表示相位偵測結果的相位信號，且輸出一流經內部節點與輸出節點間的一電流。電容負載設于輸出節點用以進行分流(shunt)。電流源由一偏壓控制，用以輸出一補償電流至輸出節點。電流傳感器設于內部節點與輸出節點間，用以感測電流。反饋網絡用以依據電流傳感器的輸出產生該偏壓。

本發明的一實施例公開了一種方法，該方法包含下列步驟：首先，接收一表示相位偵測結果的相位信號。利用一電荷泵轉換相位信號成為電流信號。傳輸電流信號至一電容負載。利用一電流傳感器偵測電流信號。依據控制電壓使補償電流流入電容負載。之后，利用反饋網絡依據電流傳感器的輸出調整控制電壓。