【技术实现步骤摘要】
一种用于锁相环的快速响应电荷泵电路
本专利技术属于集成电路设计领域,具体涉及一种用于锁相环的快速响应电荷泵电路。
技术介绍
电荷泵锁相环具有捕捉范围宽、捕捉时间短、线性范围大、高速低功耗等优点，已被广泛应用于现代通信领域及射频领域中。电荷泵锁相环主要由鉴频鉴相器(PFD)、电荷泵(CP)、环路滤波器(LPF)、压控振荡器(VCO)和分频器(Divider)五部分组成。其中，电荷泵电路作为电荷泵锁相环中主要的电路模块，其主要功能是把鉴频鉴相器(PFD)输出的数字控制信号(包括充电信号和放电信号)转换为模拟信号,进而控制压控振荡器(VCO)的输出频率，使得锁相环的频率和相位逐渐匹配到输入的参考信号，最终使得锁相环锁定。图1给出了一种电荷泵的基本模型，由两个电流源和两个开关组成，开关S1闭合、开关S2断开时，充电电流源IUP向滤波器电容充电；开关S2闭合、开关S1断开时，滤波器电容通过放电电流源IDN放电；开关S1和开关S2同时断开时，滤波器电容上的电压值保持不变。其中，开关一般用MOS管实现，充电电流源IUP和放电电流源IDN匹配程度越好，由电荷泵引入的抖动和杂散就越少。然而，传统电荷泵存在充/放电流的匹配精度低、充/放电流匹配范围小等问题，其直接影响锁相环的环路性能。
技术实现思路
本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种提高电流匹配精度的用于锁相环的快速响应电荷泵电路。本专利技术的技术方案如下：一种用于锁相环的快速响应电荷泵电路，其包括：自偏置共源共栅偏置电路、DN差分数模转换电路、复制电路、充放电电路及UP差分数模转换电路，其中，所述自偏置共源共栅偏...
【技术保护点】
1.一种用于锁相环的快速响应电荷泵电路，其特征在于，包括：自偏置共源共栅偏置电路(1)、DN差分数模转换电路(2)、复制电路(3)、充放电电路(4)及UP差分数模转换电路(5)，其中，所述自偏置共源共栅偏置电路(1)的信号输出端分别连接所述DN差分数模转换电路(2)、复制电路(3)、充放电电路(4)以及UP差分数模转换电路(5)的信号输入端，所述DN差分数模转换电路(2)的信号输出端连接所述复制电路(3)的信号输入端，所述复制电路(3)以及所述UP差分数模转换电路(5)的信号输出端连接所述充放电电路(4)的信号输入端；所述自偏置共源共栅偏置电路(1)分别为所述DN差分数模转换电路(2)、复制电路(3)、充放电路(4)以及UP差分数模转换电路(5)提供电流偏置，所述DN差分数模转换电路(2)接收外部DN脉冲信号并给所述复制电路(3)提供电信号，所述复制电路(3)给所述充放电电路(4)提供放电信号，所述UP差分数模转换电路(5)接收外部UP脉冲信号并给所述充放电电路(4)提供充电信号，所述充放电电路(4)控制电荷泵的充/放电操作。
【技术特征摘要】
1.一种用于锁相环的快速响应电荷泵电路，其特征在于，包括：自偏置共源共栅偏置电路(1)、DN差分数模转换电路(2)、复制电路(3)、充放电电路(4)及UP差分数模转换电路(5)，其中，所述自偏置共源共栅偏置电路(1)的信号输出端分别连接所述DN差分数模转换电路(2)、复制电路(3)、充放电电路(4)以及UP差分数模转换电路(5)的信号输入端，所述DN差分数模转换电路(2)的信号输出端连接所述复制电路(3)的信号输入端，所述复制电路(3)以及所述UP差分数模转换电路(5)的信号输出端连接所述充放电电路(4)的信号输入端；所述自偏置共源共栅偏置电路(1)分别为所述DN差分数模转换电路(2)、复制电路(3)、充放电路(4)以及UP差分数模转换电路(5)提供电流偏置，所述DN差分数模转换电路(2)接收外部DN脉冲信号并给所述复制电路(3)提供电信号，所述复制电路(3)给所述充放电电路(4)提供放电信号，所述UP差分数模转换电路(5)接收外部UP脉冲信号并给所述充放电电路(4)提供充电信号，所述充放电电路(4)控制电荷泵的充/放电操作。2.根据权利要求1所述的一种用于锁相环的快速响应电荷泵电路，其特征在于，所述自偏置共源共栅偏置电路(1)包括：基准电流源IREF、NMOS管MN1、NMOS管MN2、NMOS管MN3、NMOS管MN4、PMOS管MP1以及PMOS管MP2，其中基准电流源IREF的一端分别与PMOS管MP1的源极以及外部电源VDD相连，基准电流源IREF的另一端分别与NMOS管MN1的漏极、NMOS管MN1的栅极、NMOS管MN2的栅极、NMOS管MN3的栅极、NMOS管MN4的栅极、NMOS管MN7的栅极、NMOS管MN8的栅极、NMOS管M15的栅极以及NMOS管MN16的栅极相连，NMOS管MN1的源极与NMOS管MN2的漏极相连，NMOS管MN2的源极分别与NMOS管MN4的源极以及外部地线GND相连，PMOS管MP1的漏极与PMOS管MP2的源极相连，PMOS管MP2的漏极分别与PMOS管MP1的栅极、PMOS管MP2的栅极、PMOS管MP3的栅极、PMOS管MP4的栅极、PMOS管MP5的栅极、PMOS管MP6的栅极、PMOS管MP13的栅极、PMOS管MP14的栅极、PMOS管MP17的栅极、PMOS管MP18的栅极、PMOS管MP21的栅极、PMOS管MP22的栅极、PMOS管MP25的栅极、PMOS管MP26的栅极以及NMOS管MN3的漏极相连，NMOS管MN3的源极与NMOS管MN4的漏极相连。3.根据权利要求1所述的一种用于锁相环的快速响应电荷泵电路，其特征在于，所述DN差分数模转换电路(2)包括：PMOS管MP3、PMOS管MP4、PMOS管MP5、PMOS管MP6、PMOS管MP7、PMOS管MP8、PMOS管MP9、PMOS管MP10、PMOS管MP11、PMOS管MP12、NMOS管MN5、NMOS管MN6、NMOS管MN7以及NMOS管MN8，其中PMOS管MP3的源极分别与PMOS管MP5的源极以及外部电源VDD相连，PMOS管MP3的漏极与PMOS管MP4的源极相连，PMOS管MP4的漏极与PMOS管MP7的源极相连，PMOS管MP7的栅极与信号输入端DN相连，PMOS管MP7的漏极分别与PMOS管MP9的源极以及PMOS管MP10的源极相连，PMOS管MP9的漏极分别与PMOS管MP9的栅极、PMOS管MP10的栅极、PMOS管MP11的漏极以及NMOS管MN5的漏极相连，NMOS管MN5的栅极与信号输入端DN1相连，PMOS管MP5的漏极与PMOS管MP6的源极相连，PMOS管MP6的漏极与PMOS管MP8的源极相连，PMOS管MP8的栅极与信号输入端DN1相连，PMOS管MP8的漏极分别与PMOS管MP11的源极以及PMOS管MP12的源极相连，PMOS管MP11的栅极分别与PMOS管MP12的栅极、PMOS管MP12的漏极、PMOS管MP16的栅极、PMOS管MP10的漏极以及NMOS管MN6的漏极相连，NMOS管MN6的栅极与信号输入端DN相连，NMOS管MN5的源极分别与NMOS管MN6的源极以及NMOS管MN7的漏极相连，NMOS管MN7的源极与NMOS管MN8的漏极相连，NMOS管MN8的源极与外部地线GND相连。4.根据权利要求1所述的一种用于锁相环的快速响应电荷泵电路，其特征在于，所述复制电路(3)包括：PMOS管MP13、PMOS管MP14、PMOS管MP15、PMOS管MP16、NMOS管MN9以及NMOS管MN10，其中PMOS管MP13的源极与外部电源VDD相连，PMOS管MP13的漏极与PMOS管MP14的源极相连，PMOS管MP14的漏极与PMOS管MP15的源极相连，PMOS管MP15的栅极与信号输入端DN1相连，PMOS管MP15的漏极与PMOS管MP16的源极相连，PMOS管MP16的漏极分别与NMOS管MN9的漏极、NMOS管MN9的栅极、NMOS管MN10的栅极、NMOS管MN11的栅极以及NMOS管MN12的栅极相连，NMOS管MN9的源极与NMOS管MN10的漏极相连，NMOS管MN10的源极与外部地线GND相连。5.根据权利要求1所述的一种用于锁相环的快速响应电荷泵电路，其特征在于，所述充放电电路(4)包括：PMOS管MP17、PMOS管MP18、PMOS管MP19、PMOS管MP20、NMOS管MN11、NMOS管MN12以及电容C1，其中PMOS管MP17的源极与外部电源VDD相连，PMOS管MP17的漏极与PMOS管MP18的源极相连，PMOS管MP18的漏极与PMOS管MP19的源极相连，PMOS管MP19的栅极与信号输入端UP1相连，PMOS管MP19的漏极与PMOS管MP20的源极相...
【专利技术属性】
技术研发人员：周前能，王程程，李红娟，周思敏，陈思良，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50
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