[發(fā)明專利]自適應(yīng)可變帶寬鎖相環(huán)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110266339.2
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN103001629A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉國軍;朱紅衛(wèi);李丹;胡冠斌
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H03L7/107
• 分類號: H03L7/107;H03L7/087;H03L7/099
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，特別是涉及一種自適應(yīng)可變帶寬鎖相環(huán)。

背景技術(shù)

鎖相技術(shù)一般采用鎖相環(huán)電路(Phase?Locked?Loop，PLL)實(shí)現(xiàn)，已提出近100年，在電子系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，同時對性能的要求也越來越高。現(xiàn)有PLL芯片向著頻率高、頻帶寬、集成度大、功耗低、價格低廉、功能強(qiáng)大等方向發(fā)展。現(xiàn)有鎖相環(huán)均是基于特定頻率范圍進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的結(jié)構(gòu)，無法在整個數(shù)據(jù)碼流的范圍內(nèi)進(jìn)行分段帶寬優(yōu)化。

如圖1所示，是現(xiàn)有鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)框圖。現(xiàn)有鎖相環(huán)包括鑒頻鑒相器、低通濾波器、壓控振蕩器和分頻器，所述鑒頻鑒相器接收輸入頻率信號FIN、以及輸出頻率信號FOUT的分頻信號FB，比較輸入頻率信號FIN和分頻信號FB的頻差或相差后輸出上升控制信號UP和下降控制信號DOWN。所述上升控制信號UP和下降控制信號DOWN輸入到所述低通濾波器中產(chǎn)生控制電壓VCTRL即圖2中所示的控制電壓VCRL。控制電壓VCRL輸入到所述壓控振蕩器中產(chǎn)生輸出頻率信號FOUT。

如圖2所示，是現(xiàn)有鎖相環(huán)的各信號的波形圖。所述上升控制信號UP由所述輸入頻率信號FIN的上升沿激活，下降控制信號DOWN由所述分頻信號FB的上升沿激活。所述上升控制信號UP和所述下降控制信號DOWN的交疊由所述鑒頻鑒相器的內(nèi)部延遲決定。所述上升控制信號UP會控制對所述低通濾波器的電容充電，從而使所述低通濾波器的輸出的控制電壓VCRL上升；所述下降控制信號DOWN觸發(fā)后，所述控制電壓VCRL停止上升。所述控制電壓VCRL會改變所述壓控振蕩器的輸出頻率信號FOUT，最終會使所述輸出頻率信號FOUT的分頻信號FB和所述輸入頻率信號FIN的頻率和相位相同。

現(xiàn)有鎖相環(huán)一般都是基于特定頻率范圍而設(shè)計的，其結(jié)構(gòu)也只能是基于特定頻率范圍進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。現(xiàn)有鎖相環(huán)無法在整個數(shù)據(jù)碼流的范圍內(nèi)進(jìn)行分段帶寬優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種自適應(yīng)可變帶寬鎖相環(huán)，能自動選取鎖相環(huán)電路的工作頻率區(qū)間、并對自適應(yīng)優(yōu)化鎖相環(huán)電路的帶寬。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的自適應(yīng)可變帶寬鎖相環(huán)包括一鎖相環(huán)電路、一自適應(yīng)控制電路、一閾值電壓產(chǎn)生電路。

所述鎖相環(huán)電路包括鑒頻鑒相器、電荷泵、低通濾波器和壓控振蕩器。

所述閾值電壓產(chǎn)生電路用于提供兩個閾值電壓信號給所述自適應(yīng)控制電路，其中第一閾值電壓信號大于第二閾值電壓信號。

所述自適應(yīng)控制電路用于對所述壓控振蕩器的控制電壓進(jìn)行檢測，所述自適應(yīng)控制電路對所述控制電壓和所述第一閾值電壓信號進(jìn)行比較并輸出第一檢測信號，所述自適應(yīng)控制電路對所述控制電壓和所述第二閾值電壓信號進(jìn)行比較并輸出第二檢測信號。

所述第一檢測信號和所述第二檢測信號輸入到所述鎖相環(huán)電路中的電荷泵、壓控振蕩器和低通濾波器三個模塊，并自動選擇所述電荷泵、所述壓控振蕩器和所述低通濾波器的參數(shù)，使所述鎖相環(huán)電路的帶寬自動優(yōu)化。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述電荷泵的電流源包括充電電流源和放電電流源；所述電荷泵的輸出端接到所述低通濾波器上，所述電荷泵的電流源對所述低通濾波器進(jìn)行充放電并輸出所述控制電壓；所述第一檢測信號和所述第二檢測信號輸入到所述電荷泵中并自動選取所述電荷泵的所述充電電流源和所述放電電流源的大小，通過選取不同大小的所述充電電流源和所述放電電流源自動優(yōu)化所述鎖相環(huán)電路的帶寬。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述充電電流源為一多路電流源，包括第一基準(zhǔn)電流、第一路輸出電流、第二路輸出電流和第三路輸出電流，所述第一路輸出電流、所述第二路輸出電流和所述第三路輸出電流合并后輸出到所述低通濾波器中；所述第二路輸出電流上串接第一PMOS管，所述第一PMOS管柵極接所述第一檢測信號的反相信號，通過所述第一檢測信號控制所述第二路輸出電流的通斷；所述第三路輸出電流上串接第二PMOS管，所述第二PMOS管柵極接所述第二檢測信號的反相信號，通過所述第二檢測信號控制所述第三路輸出電流的通斷。所述放電電流源為一多路電流源，包括第四路輸出電流、第五路輸出電流和第六路輸出電流，所述第四路輸出電流、所述第五路輸出電流和所述第六路輸出電流合并后輸出到所述低通濾波器中；所述第五路輸出電流上串接第一NMOS管，所述第一NMOS管柵極接所述第一檢測信號，通過所述第一檢測信號控制所述第五路輸出電流的通斷；所述第六路輸出電流上串接第二NMOS管，所述第二NMOS管柵極接所述第二檢測信號，通過所述第二檢測信號控制所述第六路輸出電流的通斷。