[發(fā)明專利]用于鎖相環(huán)的電荷泵電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711286919.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107896108B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉簾曦;高少璞;沐俊超;朱樟明;楊銀堂
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H03L7/089
• 分類號: H03L7/089;H03L7/107;H03L7/093
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發(fā)明涉及一種用于鎖相環(huán)的電荷泵電路,包括：核心電路(101)，用于產(chǎn)生一組失配小于1％的充電和放電電流；開關(guān)電路(102)，電連接所述核心電路(101)，用于控制所述核心電路(101)充電和放電。本發(fā)明提供的用于鎖相環(huán)的電荷泵電路利用放大器的低輸入失調(diào)電壓和電阻阻值的低隨機(jī)失調(diào)特性，產(chǎn)生一組低電流失配的電荷泵充放電電流。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎖相環(huán)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鎖相環(huán)的電荷泵電路。

背景技術(shù)

典型的鎖相環(huán)(Phase locked loop，簡稱PLL)電路包括一個鑒頻鑒相器(PhaseFrequency Detector，簡稱PFD)、電荷泵(Charge Pump，簡稱CP)、環(huán)路濾波器(Low PassFilter，簡稱LPF)和壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator，簡稱VCO)。PLL接受外部參考信號，并與本地產(chǎn)生的頻率可變信號進(jìn)行相位比較。鑒頻鑒相器PFD通過比較參考信號和本地頻率可變信號，產(chǎn)生相位誤差信號UP和DN，這兩個相位誤差信號作為電荷泵CP的輸入。電荷泵CP會產(chǎn)生一個相應(yīng)的電流來響應(yīng)相位誤差信號。電流又會流入環(huán)路濾波器LPF并產(chǎn)生一個電壓用以控制壓控振蕩器VCO來相應(yīng)的改變振蕩頻率。通過控制VCO的輸出頻率，PLL的頻率和相位會逐漸匹配到輸入的參考信號。

具體地，電荷泵可包括一個或多個電容器，它們可以交替地進(jìn)行充電和放電，以便將電荷從電荷泵的輸入端傳遞到電荷泵的輸出端。

鎖相環(huán)中電荷泵電路的充放電電流失配會影響鎖相環(huán)中環(huán)路濾波器輸出電壓的穩(wěn)定性，使其產(chǎn)生較大的紋波，這會嚴(yán)重影響壓控振蕩器的輸出信號頻率，從而造成鎖相環(huán)不能鎖定到穩(wěn)定的頻率上。鑒頻鑒相器能精確的檢測到參考信號和反饋信號的相位和頻率差，但是由于電荷泵的電流失配，這一精確的檢測結(jié)果并不能精確地在壓控振蕩器的輸出信號中體現(xiàn)出來。

因此，如何降低鎖相環(huán)中電荷泵電路的充放電電流失配變的越來越重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種用于鎖相環(huán)的電荷泵電路。

具體地，本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種用于鎖相環(huán)的電荷泵電路，包括：

核心電路101，用于產(chǎn)生一組失配小于1％的充電和放電電流；

開關(guān)電路102，電連接所述核心電路101，用于控制所述核心電路101充電和放電。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述核心電路101包括偏置電路、基準(zhǔn)電壓電路1011、電流源電路1012以及電流沉電路1013；其中，所述偏置電路分別與所述電流源電路1012和所述電流沉電路1013電連接，所述電流源電路1012和所述電流沉電路1013分別與所述基準(zhǔn)電壓電路1011和所述開關(guān)電路102電連接。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述基準(zhǔn)電壓電路1011包括：第一放大器AMP1、第一NMOS管NM11、第一電阻R11、第二電阻R12；其中，

所述第一電阻R11、所述第一NMOS管NM11以及所述第二電阻R12依次串接于所述電源端VDD和所述接地端GND之間；所述第一放大器AMP1的正向輸入端與參考電壓端VREF電連接；所述第一放大器AMP1反向輸入端電連接至所述第一NMOS管NM11和所述第二電阻R12串接形成的節(jié)點(diǎn)處；所述第一放大器AMP1的輸出端與所述第一NMOS管NM11的柵極電連接。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述第一電阻R11與所述第二電阻R12的阻值相同。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述電流源電路包括：第二放大器AMP2、第一PMOS管PM11和第三電阻R13；其中，