开关电容回路滤波器制造技术

一种回路滤波器具有第一开关电容网络和第二开关电容网络。第一开关电容网络耦接于回路滤波器的输入节点。第二开关电容网络耦接于回路滤波器的输入节点。回路滤波器的输入节点用于接收来自于电荷泵的输入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年08月01日递交的申请号为62/031,970的美国临时案的优先权，以及，在此合并参考该申请案的全部内容。
本专利技术涉及回路滤波器(loopfilter，LF)设计，以及更特别地，涉及一种利用开关电容网络(switched-capacitornetworks)消除噪声的回路滤波器。
技术介绍
高性能的锁相回路(phase-lockedloop，PLL)广泛应用于各种各样的应用中。例如，锁相回路(PLL)可应用在无线通信系统中，以提供用于上变频(up-conversion)和下变频(down-conversion)的低噪声的本地振荡(localoscillation，LO)信号。锁相回路(PLL)是负反馈回路，在该负反馈回路中，从输出信号处获得的反馈信号的相位被强制跟踪(follow)参考信号的相位。基本的现代锁相回路可以包括基准源(referencesource)、相位侦测器(phasedetector，PD)、电荷泵(chargepump，CP)、回路滤波器(LF)和压控振荡器(voltagecontrolledoscillator，VCO)。当压控振荡器(VCO)和相位侦测器(PD)之间放置有分频器(frequencydivider)时，锁相回路(PLL)可被视为频率合成器，其中，压控振荡器(VCO)的输出的频率可以是参考信号的频率的整数倍或非整数倍。和整数(integer)-N锁相回路(PLL)不同，分数(fractional)-N锁相回路(PLL)能够实现比其参考信号小得多的频率步长(frequencystep)，且仍保持相当高的参考频率。然而，分数-N锁相回路(PLL)中使用的分数控制模块会产生量化相位误差(为简单起见，也可称为量化噪声)，从而在压控振荡器(VCO)的输出上导致杂散(spur)，恶化了合成信号的频谱纯度。典型的分数-N锁相回路(PLL)可以采用Σ-Δ(sigma-delta)调制器作为上述分数控制模块，以动态地控制介于压控振荡器(VCO)与相位侦测器(PD)之间的分频器所使用的分频比(divisionratio)。分数-N分频是通过分频比平均实现的。特别地，虽使用整数分频器，但分频比是在两个或多个整数值之间动态切换的。虽然分频器的瞬时分频比只能是整数，但是分频比的长期平均是非整数值。因此，由于量化噪声，出现在相位侦测器(PD)的输入上的瞬时相位误差并不总是零。此相位误差会调节压控振荡器(VCO)的调谐，从而在压控振荡器(VCO)的输出上产生毛刺(spurioustone)。尽管可以通过减小锁相回路(PLL)的回路带宽来减少量化噪声和由分数控制模块(例如，Σ-Δ调制器)造成的杂散，但是，为减少压控振荡器(VCO)的噪声以及加快某些应用的锁定时间，增大锁相回路(PLL)的回路带宽是非常可取的。因此，需求一种具有宽回路带宽和量化噪声消除的新锁相回路(PLL)。
技术实现思路
请求保护的专利技术的目的之一是提供一种利用开关电容网络消除噪声的回路滤波器。举例来说，提出的开关电容回路滤波器可被闭环系统(如锁相回路或延迟锁相回路)采用。根据本专利技术的第一方面，公开了一种示例性的回路滤波器。该示例性的回路滤波器包括第一开关电容网络和第二开关电容网络。第一开关电容网络耦接于回路滤波器的输入节点。第二开关电容网络耦接于回路滤波器的输入节点。回路滤波器的输入节点用于接收来自于电荷泵的输入。根据本专利技术的第二方面，公开了一种示例性的回路滤波器。该示例性的回路滤波器具有耦接于回路滤波器的输入节点和回路滤波器的输出节点的开关电容电路，其中，开关电容电路被一组控制信号控制，以调整开关电容电路的输出电压。根据本专利技术的第三方面，公开了一种示例性的信号处理电路。该示例性的信号处理电路包括回路滤波器、积分器电路和可控元件。回路滤波器用于响应于电荷泵产生的回路滤波器输入而产生回路滤波器输出。积分器电路用于根据回路滤波器输出产生积分器输出。可控元件用于接收所述回路滤波器输出和所述积分器输出，其中，可控元件的输出响应于所述回路滤波器输出和所述积分器输出。对于本领域的普通技术人员而言，在阅读各种附图所示优选实施例的下述详细描述之后，本专利技术的这些及其它目的将毫无疑义地变得显而易见。附图说明图1是根据本专利技术实施例说明一种闭环系统的示意图；图2是说明图1所示的电荷泵和开关电容回路滤波器的示例性实现的示意图；图3是根据本专利技术实施例说明时钟产生器产生的时钟信号的波形的示意图；图4是根据本专利技术实施例说明开关电容回路滤波器操作在重置阶段下的等效电路的示意图；图5是根据本专利技术实施例说明开关电容回路滤波器操作在预充电阶段下的等效电路的示意图；图6是根据本专利技术实施例说明开关电容回路滤波器操作在预失真阶段下的等效电路的示意图；图7是根据本专利技术实施例说明开关电容回路滤波器操作在电荷泵阶段下的等效电路的示意图；图8是根据本专利技术实施例说明开关电容回路滤波器操作在电荷共享阶段下的等效电路的示意图；图9是说明图2所示的电荷泵和开关电容回路滤波器相结合的等效电路的示意图；图10是根据本专利技术实施例说明一种模拟至数字转换器设计的示意图；图11是根据本专利技术实施例说明压控振荡器的控制电压的功率密度分布的示意图。具体实施方式在下列描述及权利要求书中通篇使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域技术人员应可理解，电子设备制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本文档并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。在下列描述和权利要求书中所使用的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若一个装置耦接于另一装置，则此连接可以是直接的电气连接，或者是透过其它装置和连接的间接的电气连接。本专利技术的主要构思是在闭环系统(如锁相回路(PLL)或延迟锁相回路(delay-lockedloop，DLL))中使用开关电容回路滤波器。采用所提出的开关电容回路滤波器的闭环系统能够获得一个或多个优势，包括：减少的量化噪声(这可以给输出信号带来更好的频谱纯度)、最小化的电荷共享开关尺寸和电阻(这可以带来较少的参考馈通和/或较小的传播延迟和峰值)、增大的电荷泵余量(这可以带来更好的电荷泵线性度和/或更好的电荷泵噪声性能)和/或少嵌入式的数字接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回路滤波器，包括：第一开关电容网络，耦接于所述回路滤波器的输入节点；以及第二开关电容网络，耦接于所述回路滤波器的所述输入节点；其中，所述回路滤波器的所述输入节点用于接收来自于电荷泵的输入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.01 US 62/031,9701.一种回路滤波器，包括：
第一开关电容网络，耦接于所述回路滤波器的输入节点；以及
第二开关电容网络，耦接于所述回路滤波器的所述输入节点；
其中，所述回路滤波器的所述输入节点用于接收来自于电荷泵的输入。
2.如权利要求1所述的回路滤波器，其特征在于，所述第一开关电容网络
和所述第二开关电容网络用于控制所述回路滤波器的所述输入节点上的电压电
平在所述电荷泵的供给电压的一半以下。
3.如权利要求1所述的回路滤波器，其特征在于，所述回路滤波器是闭环
系统的一部分，以及，所述第一开关电容网络和所述第二开关电容网络用于减
少所述闭环系统的量化噪声。
4.如权利要求1所述的回路滤波器，其特征在于，所述第一开关电容网络
和所述第二开关电容网络用于减少所述电荷泵的噪声。
5.如权利要求1所述的回路滤波器，其特征在于，所述第一开关电容网络
耦接在所述回路滤波器的所述输入节点和参考电压之间；所述第二开关电容网
络耦接在所述回路滤波器的所述输入节点和所述参考电压之间；以及，还用于
产生一输出至所述回路滤波器的输出节点。
6.如权利要求5所述的回路滤波器，还包括：
第一开关，耦接在所述回路滤波器的所述输入节点和所述参考电压之间；
其中，所述第一开关电容网络包括：
电容数字至模拟转换器(CDAC)，包括：
多个第二开关；以及
多个单位电容，分别耦接于所述第二开关。
7.如权利要求6所述的回路滤波器，其特征在于，当所述回路滤波器的所

\t述输入节点从所述电荷泵断开连接时，所述第一开关和所述第二开关被接通，
以重置所述单位电容。
8.如权利要求6所述的回路滤波器，其特征在于，当所述回路滤波器的所
述输入节点与所述电荷泵连接时，所述第一开关被断开，且所述第二开关被接
通，以允许所述电荷泵驱动所述单位电容。
9.如权利要求6所述的回路滤波器，其特征在于，所述回路滤波器是闭环
系统的一部分；以及，当所述回路滤波器的所述输入节点从所述电荷泵断开连
接时，所述第一开关和所述第二开关被断开，以及，所述CDAC被控制以根据
所述闭环系统的估计出的量化相位误差应用预失真。
10.如权利要求6所述的回路滤波器，其特征在于，当所述回路滤波器的
所述输入节点与所述电荷泵连接时，所述第一开关和所述第二开关被断开，以
允许所述电荷泵驱动所述第二开关电容网络。
11.如权利要求6所述的回路滤波器，其特征在于，当所述回路滤波器的
所述输入节点从所述电荷泵断开连接时，所述第一开关被断开，且所述第二开
关被接通，以使能所述单位电容和所述第二开...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁哲夫，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71