[發明專利]鎖相環和電子系統

有效

• 申請號: 201710083828.1
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN108449085B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 郭之光
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H03L7/089
• 分類號: H03L7/089;H03L7/099
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張振軍;吳敏

一種鎖相環和電子系統，所述鎖相環包括：電荷泵和壓控振蕩器，所述電荷泵和所述壓控振蕩器之間經由充放電節點耦接；所述鎖相環還包括：第一充電電路，適于在控制信號的作用下，對所述充放電節點充電；預充電控制電路，適于檢測第一電源電壓和第二電源電壓，并根據檢測結果生成所述控制信號，在所述第一電源電壓建立完成時，所述控制信號控制所述第一充電電路開始對所述充放電節點充電，在所述第一電源電壓建立完成且第二電源電壓建立完成時，所述控制信號控制所述第一充電電路停止對所述充放電節點充電；其中，所述第一電源電壓為所述鎖相環的供電電壓。本發明的方案可以實現鎖相環上電后的快速鎖定。

技術領域

本發明涉及電子電路設計領域，特別涉及一種鎖相環和電子系統。

背景技術

鎖相環(Phase Locked Loop，簡稱PLL)是一種典型的反饋控制電路，利用外部輸入的參考頻率信號控制環路內部振蕩信號的頻率和相位，實現輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤。在眾多的電子系統的應用中，鎖相環可用于為所述電子系統提供時鐘信號。

電子電路中廣泛采用電荷泵鎖相環，如圖1所示，鎖相環100可以包括順次串聯的鑒頻鑒相器(Phase Frequency Detector，簡稱PFD)10、電荷泵(Charge Pump，簡稱CP)20、壓控振蕩器(VoltageControlledOscillator，簡稱VCO)40，并形成環路。可選地，所述鎖相環100還可以包括環路濾波器(一般為低通濾波器(Low Pass Filter，簡稱LPF))30，耦接于所述電荷泵20和所述壓控振蕩器40之間，其中，所述鑒頻鑒相器10的輸入端輸入有參考信號fref，所述壓控振蕩器40輸出鎖相環輸出信號fout；進一步可選地，所述鎖相環100還可以包括分頻器(Divider)50，適于對所述壓控振蕩器40所輸出的信號進行分頻并輸出至所述鑒頻鑒相器10的輸入端。在實際應用中，通常會對鎖相環100的鎖定時間有要求，由于鎖相環100的鎖定時間與壓控振蕩器40的輸出頻率息息相關，因此希望在鎖相環100的環路工作開始時壓控振蕩器40能夠被快速地預設為目標頻率附近。鎖相環100上電的快速鎖定意味著響應于鎖相環100輸出的時鐘信號的數據的快速建立和傳輸。

在鎖相環100的內部機制中，為了上電快速鎖定，上電時需要盡快提高所述壓控振蕩器40的輸入端的電壓，以使得所述壓控振蕩器40輸出的頻率信號與所述目標頻率接近。所述電荷泵20可以包括充電電路(圖未示)和放電電路(圖未示)。在鎖相環100上電時，其輸出的頻率信號頻率為零，因此，所述鑒頻鑒相器10輸出的鑒頻鑒相信號指示所述電荷泵20中的充電電路對所述壓控振蕩器40的輸入端充電。相對而言此充電過程較慢，使得鎖相環100從上電到鎖定需要毫秒級的時間，顯然無法滿足鎖相環100上電快速鎖定的需求。

發明內容

本發明解決的技術問題是如何實現鎖相環上電后的快速鎖定。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種鎖相環，包括：電荷泵和壓控振蕩器，所述電荷泵和所述壓控振蕩器之間經由充放電節點耦接；還包括：第一充電電路，適于在控制信號的作用下，對所述充放電節點充電；預充電控制電路，適于檢測第一電源電壓和第二電源電壓，并根據檢測結果生成所述控制信號，在所述第一電源電壓建立完成時，所述控制信號控制所述第一充電電路開始對所述充放電節點充電，在所述第一電源電壓建立完成且第二電源電壓建立完成時，所述控制信號控制所述第一充電電路停止對所述充放電節點充電；其中，所述第一電源電壓為所述鎖相環的供電電壓。