[發明專利]用于PLL環路濾波器電容器的電容器漏泄補償

有效

• 申請號: 201380011486.2
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN104137420B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: S·樸;S·王;Y·G·金
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03L7/089
• 分類號: H03L7/089;H03L7/093
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 袁逸

背景信息

技術領域

本公開涉及鎖相環(PLL)中的電容器漏泄補償電路。

背景信息

鎖相環(PLL)的環路濾波器可涉及具有相對大的電容的電容器。以集成電路的形式來實現這一電容器對該集成電路上的面積量的消耗可能大到不可取。該電容器可以用不同的方式來實現。如果該電容器按一種方式來實現，則該電容器將占據更大量的集成電路面積，但將只漏泄到很小的程度。另一方面，如果該電容器以另一種方式來實現，則該電容器可占據較小量的集成電路面積，但將漏泄到較大程度。在一些情況下，該電容器被實現為相對小但有漏泄的電容器，但隨后提供電容器漏泄補償電路。電容器漏泄補償電路包括被稱為“副本”電容器的、該漏泄電容器的小型版本。該較大電容器和副本電容器如何作為電壓的函數來漏泄的方式是相同的，只是副本電容器與它比該較大電容器小多少成比例地漏泄得更少。該電容器漏泄補償電路操作來在環路濾波器工作時維持跨副本電容器的電壓與跨環路濾波器的漏泄電容器的電壓相同。然而，電容器漏泄補償電路檢測通過副本電容器漏泄的電流。因為副本電容器與環路濾波器中的漏泄電容器之間的大小關系是已知的，所以補償電路操作以將檢測到的漏泄電流量的倍數提供到環路濾波器中的漏泄電容器上。理想情況下，這一補償電流的幅值與通過環路濾波器的漏泄電容器漏泄的電流的幅值相同。這樣的電容器漏泄電流補償電路允許環路濾波器的電容器被實現為相對有漏泄的較小型的電容器，從而與在環路濾波器是使用漏泄較少的較大型電容器來實現的情況下該環路濾波器將具有的大小相比節省了集成電路面積。所消耗的集成電路面積總量、電流消耗總量、以及漏泄電容器和補償電路的組合的性能應當優于在用較大型但較少漏泄的電容器實現環路濾波器的情況下的該環路濾波器的替換集成電路面積量、電流消耗量、以及環路濾波器性能。

電容器漏泄補償電路的第一示例在美國專利號6,956,417的圖10中闡明。這一電容器漏泄補償電路190可以是涉及相位檢測器、電荷泵、環路濾波器、壓控振蕩器(VCO)以及環路分頻器的鎖相環的一部分。電阻器R_REF和電容器C1構成 環路濾波器。電容器C1是漏泄電容器。電容器C4是副本電容器。電壓V_C是跨漏泄電容器的電壓。電容器漏泄補償電路190感測這一電壓并將補償電流回供到同一節點V_C上。這一電路是有時被稱為“直接感測”電路的示例，因為它自己感測漏泄電容器上的電壓。

電容器漏泄補償電路的第二示例在美國專利號6,963,232的圖4中闡明。附圖標記54標識了漏泄電容器。電流57是通過電容器54漏泄的電流。電容器59是副本電容器。漏泄補償電路39在VCO 42的輸入處間接感測跨漏泄電容器的電壓，跨副本電容器施加這一電壓，檢測通過副本電容器漏泄的電流70，并以補償電流58的形式將檢測到的漏泄電流的倍數提供到節點67上。補償電流58對通過電容器54漏泄到地的電流57進行補償。這一電路是“間接感測”的示例，因為漏泄補償電路間接地感測漏泄電容器上的電壓。

發明內容

鎖相環(PLL)包括相位頻率檢測器(PFD)、電荷泵(CP)、環路濾波器、壓控振蕩器(VCO)、環路分頻器、以及電容器漏泄補償電路。電荷泵包括電流控制部分和輸出部分。輸出部分從PFD接收控制信號并且作為響應來經由電荷泵輸出節點向環路濾波器輸出正電流脈沖和負電流脈沖。電流控制部分控制輸出部分，以使得正電流脈沖的幅值和負電流脈沖的幅值相同。在電流控制部分內，存在在本文中被稱為“電荷泵輸出電壓副本節點”(CPOVRN)的節點。電荷泵輸出節點上的電壓的副本呈現于CPOVRN上。在一個示例中，電流控制部分內的運算放大器操作來將這一CPOVRN上的電壓保持得基本上等于電荷泵輸出節點上的電壓。