[發明專利]鎖相環電路及通信芯片

在審

• 申請號: 202110578359.7
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113315509A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 趙景儀;吳建東;趙鵬;宋陽
• 申請（專利權）人: 深圳市國微電子有限公司
• 主分類號: H03L1/00
• 分類號: H03L1/00;H03L7/10;H03L7/18
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

一種鎖相環電路及通信芯片，屬于集成電路領域，調制電路根據調制電壓和分頻控制信號輸出第一反饋電流和第二反饋電流；鑒頻鑒相器檢測輸入時鐘信號和第一時鐘信號之間的相位差，并生成第一控制信號；電荷泵根據第一控制信號和第二反饋電流進行充放電，以輸出第一控制電壓；主環路濾波器根據第一反饋電流調節主環路濾波器中的可調電阻，以對第一控制電壓進行調制并生成調制電壓；壓控振蕩器輸出頻率與調制電壓成正比的輸出時鐘信號；反饋分頻器根據分頻控制信號對輸出時鐘信號進行預設分頻比的分頻以輸出第一時鐘信號；預設分頻比除以所述第二反饋電流的商的平方根為第一系數，可調電阻的阻值與第一系數的比值為常數；提高了鎖相環的環路穩定性。

技術領域

本申請屬于集成電路領域，尤其涉及一種鎖相環電路及通信芯片。

背景技術

鎖相環由于頻率調節靈活以及可實現頻率合成等優點，已成為現代集成電路中不可或缺的一部分。雖然鎖相環電路結構基本相同，但由于應用場合的不同，對鎖相環性能參數的要求也不同，例如，輸入輸出頻率范圍、分頻范圍、輸出信號抖動、相位噪聲、功耗和面積等。需要為每一個應用專門設計不同的時鐘產生電路。如果一個鎖相環能涵蓋多個系統的應用范圍，這樣就不需要為每個系統設計不同的時鐘產生電路，可以極大的減少設計時間和成本。

例如，現有的傳統二階鎖相環電路，如圖1所示。當輸入時鐘信號的頻率變化時，傳統鎖相環需要額外的帶隙基準電路和電流偏置電路，其環路穩定性受到輸入參考頻率和分頻比等因素的影響，它的環路帶寬受限，環路穩定性差會出現阻尼因子過阻尼或是欠阻尼的情況。

故傳統的鎖相環無法動態調整鎖相環各個模塊的工作狀態，以達到在全程工作范圍內輸出高性能的頻率信號，從而導致在寬頻率輸出時，環路穩定性差、阻尼因子隨輸入參考頻率變化，且受工藝、電壓和溫度條件的影響。

發明內容

本申請的目的在于提供一種鎖相環電路及通信芯片，旨在解決傳統的鎖相環電路存在的在寬頻率輸出時，環路穩定性差、阻尼因子隨輸入參考頻率變化且受工藝、電壓和溫度條件的影響的問題。

本申請實施例的提供了一種鎖相環電路，包括主環路電路、調制電路以及主環路濾波器；

所述調制電路配置為根據調制電壓和接收到的分頻控制信號輸出第一反饋電流和第二反饋電流；

所述主環路濾波器，與所述調制電路連接，配置為對第一控制電壓進行濾波，并根據所述第一反饋電流調節所述主環路濾波器中的可調電阻，以對所述第一控制電壓進行調制并生成所述調制電壓；

所述主環路電路包括：

鑒頻鑒相器，配置為當接收輸入時鐘信號時，檢測所述輸入時鐘信號和第一時鐘信號之間的相位差，并根據所述相位差生成所述第一控制信號；

電荷泵，與所述調制電路、所述鑒頻鑒相器和所述主環路濾波器連接，配置為根據所述第一控制信號和所述第二反饋電流進行充放電，以輸出所述第一控制電壓；

壓控振蕩器，與所述調制電路、所述電荷泵以及所述主環路濾波器連接，配置為輸出頻率與所述調制電壓的電壓模擬量成正比的輸出時鐘信號；

反饋分頻器，與所述壓控振蕩器和所述主環路鑒相器連接，配置為根據所述分頻控制信號對所述輸出時鐘信號進行預設分頻比的分頻以輸出所述第一時鐘信號；所述分頻控制信號與所述預設分頻比相關聯。

其中，所述預設分頻比除以所述第二反饋電流的商的平方根為第一系數，所述可調電阻的阻值與所述第一系數的比值為常數。

在其中一個實施例中，所述調制電路包括：

電壓電流轉換組件，與所述電荷泵和所述主環路濾波器連接，配置為將所述調制電壓轉換為第一電流；

第一電流鏡組件，與所述電壓電流轉換組件和所述主環路濾波器連接，配置為根據所述分頻控制信號對第一電流進行轉換以輸出所述第一反饋電流；