[發(fā)明專(zhuān)利]雙模式電荷泵電路和模式選擇電路及采樣邏輯容差電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811020698.8
• 申請(qǐng)日: 2018-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109302179B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳炎輝;楊頌;范麟;鄒維;黃波;李杰;蘭庶;萬(wàn)天才;劉永光;徐驊;李明劍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶西南集成電路設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司;中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十四研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H03L7/089
• 分類(lèi)號(hào): H03L7/089;H03L7/091;H03L7/093
• 代理公司: 重慶市諾興專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 50239
• 代理人: 盧玲

本發(fā)明公開(kāi)了雙模式電荷泵電路和模式選擇電路及采樣邏輯容差電路；一種雙模式電荷泵電路，包括模式選擇電路和充放電核心電路，其特征在于：所述模式選擇電路用于給電荷泵提供控制邏輯；所述充放電核心電路受外部寄存器和模式選擇電路控制，用于給環(huán)路濾波器提供充電電流和放電電流；所述模式選擇電路內(nèi)設(shè)置有D觸發(fā)器、采樣邏輯容差電路、采樣邏輯容差延時(shí)匹配電路、邏輯處理電路、互補(bǔ)信號(hào)產(chǎn)生電路和輸出信號(hào)產(chǎn)生電路；采樣邏輯容差電路將參考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行邏輯容差處理，輸出采樣邏輯容差時(shí)鐘信號(hào)到邏輯處理電路；本發(fā)明可在線性化電荷泵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)置環(huán)路濾波器和外置環(huán)路濾波器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎖相環(huán)，具體涉及用于鎖相環(huán)的雙模式電荷泵電路和模式選擇電路及采樣邏輯容差電路。

背景技術(shù)

鎖相環(huán)廣泛應(yīng)用于模擬、數(shù)字及射頻芯片中，用于提供時(shí)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(lèi)，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(diǎn)，是目前鎖相環(huán)產(chǎn)品的重點(diǎn)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(hào)與參考輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)鑒頻鑒相器和電荷泵后，轉(zhuǎn)換為充電電流和放電電流，再通過(guò)環(huán)路濾波器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，在此過(guò)程中，由于Sigma-delta調(diào)制器作用，在不同周期的上升沿時(shí)刻，反饋分頻器輸出信號(hào)相位相比參考分頻器輸出信號(hào)相位會(huì)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(wèn)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(lái)實(shí)現(xiàn)電荷泵的線性化特性，當(dāng)鎖相環(huán)中環(huán)路濾波器外置時(shí)，這種線性化電荷泵產(chǎn)生大輸出電壓波動(dòng)，可以通過(guò)環(huán)路濾波器來(lái)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(dǎo)致這種線性化電荷泵產(chǎn)生的大輸出電壓波動(dòng)很難抑制，這會(huì)極大惡化鎖相環(huán)輸出信號(hào)的雜散特性，嚴(yán)重影響了其在全集成環(huán)路濾波器中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供用于鎖相環(huán)的雙模式電荷泵電路和模式選擇電路及采樣邏輯容差電路，以實(shí)現(xiàn)采樣保持邏輯與電荷泵核心電路充放速率的匹配，解決邏輯偏差帶來(lái)的脈沖雜散問(wèn)題，具有較好的邏輯容差功能，并同時(shí)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(yīng)用。

本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)方案是，一種雙模式電荷泵電路，包括模式選擇電路和充放電核心電路，其特征在于：

所述模式選擇電路用于給電荷泵提供控制邏輯。

所述充放電核心電路受外部寄存器和模式選擇電路控制，用于給環(huán)路濾波器提供充電電流和放電電流。

所述模式選擇電路內(nèi)設(shè)置有D觸發(fā)器、采樣邏輯容差電路、采樣邏輯容差延時(shí)匹配電路、邏輯處理電路、互補(bǔ)信號(hào)產(chǎn)生電路和輸出信號(hào)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(hào)和放電控制信號(hào)，輸出到輸出信號(hào)產(chǎn)生電路。

采樣邏輯容差電路將參考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行邏輯容差處理，輸出采樣邏輯容差時(shí)鐘信號(hào)到邏輯處理電路。

采樣邏輯容差延時(shí)匹配電路對(duì)鑒頻鑒相器輸出的充電控制信號(hào)進(jìn)行邏輯容差延時(shí)處理后輸出到邏輯處理電路。

邏輯處理電路分別接收外部寄存器輸出的模式控制信號(hào)、鑒頻鑒相器輸出的充電控制信號(hào)和放電控制信號(hào)、采樣邏輯容差電路輸出的時(shí)鐘信號(hào)以及采樣邏輯容差延時(shí)匹配電路輸出的控制信號(hào)，進(jìn)行邏輯處理后，分別輸出控制信號(hào)到互補(bǔ)信號(hào)產(chǎn)生電路和輸出信號(hào)產(chǎn)生電路。

互補(bǔ)信號(hào)產(chǎn)生電路受邏輯處理電路的控制，產(chǎn)生互補(bǔ)信號(hào)一、二、三輸出到充放電核心電路。