[發明專利]鎖相環相位噪聲之優化裝置

有效

• 申請號: 201710200248.6
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107104666B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 王冬春;劉渭;王祥煒;鄭羽
• 申請（專利權）人: 廣州潤芯信息技術有限公司
• 主分類號: H03L7/089
• 分類號: H03L7/089;H03L7/099
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 趙賽;袁嘉恩

本發明公開了鎖相環相位噪聲之優化裝置，包括電壓偏置電路、壓控振蕩器、分頻器、鑒相鑒頻器、電荷泵、低通環路濾波器、開關S1和開關S2，所述壓控振蕩器、分頻器、鑒相鑒頻器、電荷泵、低通環路濾波器以及開關S1形成一閉合回路；當芯片上電時，所述開關S2用于在使能信號enb的控制下閉合，從而使得電壓偏置電路向壓控振蕩器提供一初始輸入電壓信號；還包括偏移電流控制器，其用于在一參考周期內的一段時間向低通環路濾波器提供一偏移電流信號，從而使得低通環路濾波器在該偏移電流信號的作用下向壓控振蕩器提供所述濾波信號Vtune。本發明在現有的鎖相環電路上改進并實現鎖相環相位噪聲的優化，設計簡單、方便使用。

技術領域

本發明涉及鎖相環電路，尤其涉及鎖相環電路中相位噪聲的優化。

背景技術

對于現有的鎖相環是一種典型的反饋控制電路，利用外部輸入的參考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，一般用于閉環跟蹤電路。但是其在輸出信號時很容易產生相位噪聲，影響整個閉環回路。鎖相環電路一般包括壓控振蕩器、分頻器、鑒相鑒頻器、電荷泵和低通環路濾波器。但是在電荷泵對低通環路濾波器進行充放電產生輸出信號Vtune時，電荷泵與鑒相鑒頻器中的MOS管所產生的噪聲會對輸出結果產生較大影響。為了減少相位噪聲一般是在電荷泵對低通環路濾波器進行充放電時加入一恒定偏移電流，如圖1所示，但是其相位噪聲仍然存在。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供鎖相環相位噪聲之優化裝置，其解決了現有技術中鎖相環電路中相位噪聲高的問題。

本發明的目的采用以下技術方案實現：

一種鎖相環相位噪聲之優化裝置，包括電壓偏置電路、壓控振蕩器、分頻器、鑒相鑒頻器、電荷泵、低通環路濾波器、開關S1和開關S2，其中所述電壓偏置電路通過開關S2與壓控振蕩器的輸入端連接，壓控振蕩器的輸出端通過分頻器與鑒相鑒頻器的輸入端連接，鑒相鑒頻器的輸出端通過電荷泵與低通環路濾波器的輸入端連接，低通環路濾波器的輸出端通過開關S1與壓控振蕩器的輸入端連接；所述壓控振蕩器、分頻器、鑒相鑒頻器、電荷泵、低通環路濾波器以及開關S1形成一閉合回路；當芯片上電時，所述開關S2用于在使能信號enb的控制下閉合，從而使得電壓偏置電路向壓控振蕩器提供一初始輸入電壓信號；

所述壓控振蕩器用于根據所述初始輸入電壓信號生成一輸出信號A，并通過分頻器將所述輸出信號A生成一反饋時鐘Fdiv；所述鑒相鑒頻器用于根據所述反饋時鐘Fdiv與外部輸入的參考時鐘Fref控制電荷泵向低通環路濾波器進行充放電；所述低通環路濾波器用于當開關S1在使能信號en的控制下閉合后，向壓控振蕩器提供一濾波信號Vtune；

還包括一偏移電流控制器，所述偏移電流控制器用于在一參考周期內的一段時間向低通環路濾波器提供一偏移電流信號，從而使得低通環路濾波器在該偏移電流信號的作用下向壓控振蕩器提供所述濾波信號Vtune。

優選地，所述鑒相鑒頻器還用于根據參考時鐘Fref和反饋時鐘Fdiv產生輸出信號UP和輸出信號DN，所述輸出信號UP用于控制電荷泵的充電電流的開或關，所述輸出信號DN用于控制電荷泵的放電電流的開或關；所述輸出信號UP還用于控制偏移電流控制器在充電模式下電流的開或關，所述輸出信號DN還用于控制偏移電流控制器在放電模式下電流的開或關。

優選地，所述使能信號en和使能信號enb是一對反相信號，所述使能信號en用于控制開關S1的開或關，所述使能信號enb用于控制開關S2的開或關；當開關S1斷開時，開關S2閉合；當開關S1閉合時，開關S2斷開。

優選地，還包括自動頻率控制器，所述分頻器還用于根據壓控振蕩器產生的輸出信號A生成另一反饋信號B并將其發送給自動頻率控制器；所述自動頻率控制器用于根據參考時鐘Fref與該反饋信號B來使得壓控振蕩器選擇不同的開關電容陣列，來調節輸出信號A的頻率大小。