[發明專利]鎖相環

在審

• 申請號: 201280036932.0
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN103718464A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: A·謝爾克斯基
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H03L7/093
• 分類號: H03L7/093
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;李英

技術領域

本發明一般涉及鎖相環（PLL），并且更具體的，涉及具有改善的相位噪聲和抖動的PLL。

背景技術

圖1示出常規PLL的實施例100。運行中，相位/頻率檢測器（PFD）102響應于參考信號REF和來自分頻器110的反饋信號FB之間的相位誤差而產生用于電荷泵104的上升和下降控制信號。然后，電荷泵104將合適的電流（電荷）施加到低通濾波器（LPF）106（其一般由電容器C1和C2和電阻器R1組成）。然后，LPF106向電壓受控的振蕩器（VCO）108（其為全-CMOS?VCO）的控制節點提供電壓。因為VCO108為全-CMOS?VCO，所以PLL100遭受由LPF106引起的過量相位噪聲和抖動。這主要是由于CMOS振蕩器（在VCO108之內）的非常高的VCO增益（K_VCO），其有效地倍增了來自調制VCO108的控制節點的濾波電阻器R1的噪音。因此，來自LPF106的噪音是限制性能的主要噪音源。

這需要改進的PLL。

以下專利中給出常規電路的一些實例：美國專利號No.7,167,056；美國專利號No.7,298,221；和美國專利申請序列號No.12/726,190。

發明內容

示例實施例提供一種設備。該設備包括接收參考信號的相位/頻率檢測器（PFD）；耦合到PFD的電荷泵；耦合到電荷泵的第一增益控制電路，其中第一增益控制電路具有第一增益和第一響應；耦合到電荷泵的第二增益控制電路，其中第二增益控制電路具有第二增益和第二響應，且其中第二增益大于第一增益，并且其中第一響應大于第二響應；耦合到第一和第二增益控制電路的求和電路；以及耦合到求和電路和PFD的電壓控制振蕩器或壓控振蕩器（VCO）。

在示例實施例中，該設備進一步包括耦合在VCO和PFD之間的分頻器。

在示例實施例中，第一增益控制電路進一步包括：耦合到電荷泵的低通濾波器（LPF）；以及耦合在LPF和求和電路之間的增益電路。

在示例實施例中，LPF進一步包括第一LPF，其具有至少部分地產生第一響應的第一帶寬，且其中增益電路進一步包括具有第一增益的第一增益電路，并且其中第二增益控制電路進一步包括：耦合到電荷泵的第二LPF，其中第二LPF具有至少部分地產生第二響應的第二帶寬；以及耦合在第二LPF和求和電路之間的第二增益電路。

在示例實施例中，VCO進一步包括多個延遲單元，其串聯耦合在一起以形成環，其中每個延遲單元耦合到求和電路。

在示例實施例中，提供一種方法。該方法包含響應于參考信號和反饋信號之間的比較而產生控制信號；分別向具有第一和第二帶寬的第一和第二LPF提供電荷，其中第二帶寬大于第一帶寬；分別向來自第一和第二LPF的輸出施加第一和第二增益，以分別產生第一和第二電壓，其中第一增益大于第二增益；以及從第一和第二電壓的和來產生反饋信號。

在示例實施例中，控制信號進一步包括第一控制信號和第二控制信號，且其中產生控制信號的步驟進一步包含：從參考信號和反饋信號之間的比較產生相位誤差；以及響應于相位誤差產生第一和第二控制信號。

在示例實施例中，產生反饋信號的步驟進一步包含：向延遲線的多個延遲單元施加和，其中每個延遲單元串聯耦合在一起以便形成環；以及從延遲線上的抽頭（tap）產生反饋信號。

在示例實施例中，提供一種設備。該設備包括接收參考信號的PFD；耦合到PFD的電荷泵；耦合到電荷泵的第一電阻電容（RC）濾波器，其具有第一帶寬；耦合到電荷泵的第二RC濾波器，其具有第二帶寬，其中第二帶寬大于第一帶寬；耦合到第一RC濾波器的第一增益電路，其中第一增益電路具有第一增益；耦合到第二RC濾波器的第二增益電路，其中第二增益電路具有第二增益，且其中第一增益大于第二增益；耦合到第一和第二增益電路的求和電路；以及耦合到求和電路和PFD的壓控振蕩器（VCO）。

在示例實施例中，該設備進一步包括第一和第二電源導軌，且其中第一RC濾波器進一步包括：耦合在電荷泵和第一增益電路之間的第一電阻器；和耦合在第一電源導軌和第一增益電路之間的電容器。

在示例實施例中，電阻器進一步包括第一電阻器，且其中電容器進一步包括第一電容器，并且其中第二RC濾波器進一步包括：耦合到第一電源導軌的第二電容器；耦合到第二增益電路、第二電容器、和電荷泵的第二電阻器；以及耦合在第一電源導軌和第二增益電路之間的第三電容器。