[發(fā)明專利]用于鎖相環(huán)的雙模式線性化電荷泵電路及模式選擇電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811010180.6
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN108988850B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 吳炎輝;范麟;鄒維;楊頌;黃波;李杰;蘭庶;萬天才;劉永光;徐驊;李明劍
• 申請（專利權）人: 重慶西南集成電路設計有限責任公司;中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H03L7/087
• 分類號: H03L7/087;H03L7/113;H03L7/107
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 盧玲

本發(fā)明公開了用于鎖相環(huán)的雙模式線性化電荷泵電路及模式選擇電路；一種構成雙模式線性化電荷泵電路的模式選擇電路，包括互補信號輸出端和信號輸出端；其特征在于：所述模式選擇電路內(nèi)設置有D觸發(fā)器、邏輯處理電路、互補信號產(chǎn)生電路和輸出信號產(chǎn)生電路；D觸發(fā)器分別接收鑒頻鑒相器輸出的充電控制信號和放電控制信號，進行數(shù)字運算后輸出到輸出信號產(chǎn)生電路；邏輯處理電路分別接收外部寄存器輸出的模式控制信號、參考時鐘信號、鑒頻鑒相器輸出的充電控制信號和放電控制信號，進行邏輯處理后，分別輸出到互補信號產(chǎn)生電路和輸出信號產(chǎn)生電路；本發(fā)明可在線性化或采樣保持電荷泵兩種工作模式間切換，支持鎖相環(huán)工作在內(nèi)置和外置環(huán)路濾波器中。

技術領域

本發(fā)明涉及鎖相環(huán)，具體涉及用于鎖相環(huán)的雙模式線性化電荷泵電路及模式選擇電路。

背景技術

鎖相環(huán)廣泛應用于模擬、數(shù)字及射頻芯片中，用于提供時鐘頻率或本振頻率。鎖相環(huán)分為模擬鎖相環(huán)和全數(shù)字鎖相環(huán)兩大類，其中模擬鎖相環(huán)按分頻比覆蓋范圍，又分整數(shù)分頻鎖相環(huán)和小數(shù)分頻鎖相環(huán)，小數(shù)分頻鎖相環(huán)具有高頻率分辨率和高鑒相頻率等特點，是目前鎖相環(huán)產(chǎn)品的重點發(fā)展方向。

典型小數(shù)分頻器鎖相環(huán)組成單元包括：參考緩沖器、參考分頻器、鑒頻鑒相器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、反饋分頻器及Sigma-delta調(diào)制器等單元，如圖1所示。在傳統(tǒng)小數(shù)分頻鎖相環(huán)中，反饋分頻器的輸出信號與參考輸出信號經(jīng)過鑒頻鑒相器和電荷泵后，轉換為充電電流和放電電流，再通過環(huán)路濾波器轉換為電壓信號，在此過程中，由于Sigma-delta調(diào)制器作用，在不同周期的上升沿時刻，反饋分頻器輸出信號相位相比參考分頻器輸出信號相位會出現(xiàn)超前或滯后現(xiàn)象。

傳統(tǒng)電荷泵電路具有非線性特性，容易將Sigma-delta調(diào)制器的高頻處噪聲折疊到環(huán)路帶寬內(nèi)，惡化鎖相環(huán)閉環(huán)帶內(nèi)相位噪聲，特別在寬環(huán)路帶寬下，惡化尤為明顯。為解決這一問題，目前主流的做法是在電荷泵輸出端增加恒定偏差電流，來實現(xiàn)電荷泵的線性化特性，當鎖相環(huán)中環(huán)路濾波器外置時，這種線性化電荷泵產(chǎn)生大輸出電壓波動，可以通過環(huán)路濾波器來抑制，如果鎖相環(huán)環(huán)路濾波器為全集成，由于環(huán)路濾波器元器件值不可能選擇較大值，導致這種線性化電荷泵產(chǎn)生的大輸出電壓波動很難抑制，這會極大惡化鎖相環(huán)輸出信號的雜散特性，嚴重影響了其在全集成環(huán)路濾波器中的應用。

本發(fā)明提出的一種應用于鎖相環(huán)的雙模式線性化電荷泵電路及模式選擇電路，很好的解決了傳統(tǒng)線性化電荷泵帶來的高雜散問題，且同時支持外置環(huán)路濾波器和內(nèi)置環(huán)路濾波器兩種典型應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供應用于鎖相環(huán)的雙模式線性化電荷泵電路及模式選擇電路，以實現(xiàn)電荷泵輸出的低電壓波動，并同時支持外置環(huán)路濾波器和內(nèi)置環(huán)路濾波器兩種典型應用。

本發(fā)明的第一個技術方案是，一種構成雙模式線性化電荷泵電路的模式選擇電路，包括互補信號輸出端和信號輸出端；其特征在于：

所述模式選擇電路內(nèi)設置有D觸發(fā)器、邏輯處理電路、互補信號產(chǎn)生電路和輸出信號產(chǎn)生電路。

D觸發(fā)器分別接收鑒頻鑒相器輸出的充電控制信號和放電控制信號，進行數(shù)字運算后輸出到輸出信號產(chǎn)生電路。

邏輯處理電路分別接收外部寄存器輸出的模式控制信號、參考時鐘信號、鑒頻鑒相器輸出的充電控制信號和放電控制信號，進行邏輯處理后，分別輸出控制信號到互補信號產(chǎn)生電路和輸出信號產(chǎn)生電路。

互補信號產(chǎn)生電路受邏輯處理電路的控制，產(chǎn)生互補信號一、二、三輸出到充放電核心電路。

輸出信號產(chǎn)生電路分別接收D觸發(fā)器輸出的信號、鑒頻鑒相器輸出的放電控制信號和邏輯處理電路輸出的控制信號，產(chǎn)生控制信號輸出到充放電核心電路。