用于锁相环的设备和方法技术

提供了用于锁相环(PLL)的设备和方法。在具体实施方式中，PLL包括具有分别耦接至第一和第二频率控制输入的第一和第二频率控制电路的压控振荡器(VCO)。此外，PLL还可包括回路滤波器、高频率极点电路和低频率极点电路。高频率极点电路可电连接在回路滤波器的输出和VCO的第一频率控制输入之间，而且低频率极点电路可电连接在回路滤波器的输出和VCO的第二频率控制输入之间。

【技术实现步骤摘要】
用于锁相环的设备和方法
本专利技术的实施例涉及电子系统，更具体地说，涉及锁相环(PLL)。
技术介绍
锁相环(PLL)被用在各种应用中以产生具有受控相位和相对于基准时钟信号的频率关系的输出时钟信号。例如，PLL可用于频率同步器、电通信系统和/或芯片至芯片的通信。
技术实现思路
在一个实施例中，设备包括压控振荡器(VCO)、回路滤波器、第一极点电路和第二极点电路。VCO被配置成产生输出时钟信号，而且包括耦接至第一频率控制输入的第一频率控制电路以及耦接至第二频率控制输入的第二频率控制电路。输出时钟信号的频率部分地由第一和第二频率控制电路两者控制。第一极点电路电连接在回路滤波器的输出与第一频率控制输入之间的第一信号通路中。电连接在回路滤波器的输出与第二频率控制输入之间的第二信号通路中的第二极点电路。第一极点电路的极点频率大于第二极点电路的极点频率。在另一个实施例中，提供了一种方采用锁相环的时钟信号产生方法。方法包括利用利用压控振荡器(VCO)产生输出时钟信号，其中VCO包括第一频率控制电路和第二频率控制电路。方法还包括利用回路滤波器、第一极点电路和第一频率控制电路控制输出时钟信号的频率。第一极点电路电连接在回路滤波器的输出和第一频率控制电路的输入之间。方法还包括利用回路滤波器、第二极点电路和第二频率控制电路进一步控制输出时钟信号的频率。第二极点电路电连接在回路滤波器的输出和第二频率控制电路的输入之间，而且第一极点电路的极点频率大于第二极点电路的极点频率。在另一个实施例中，设备包括用于压控振荡的装置、用于回路滤波的装置、第一极点电路和第二极点电路。压控振荡装置被配置成产生输出时钟信号，并包括第一频率控制输入和第二频率控制输入。输出时钟信号的频率部分地由第一频率控制输入的电压电平和第二频率控制输入的电压电平控制。第一极点电路电连接在回路滤波器的输出装置和第一频率控制输入之间，而且第二极点电路电连接在回路滤波器的输出装置和第二频率控制输入之间。第一极点电路的极点频率大于第二极点电路的极点频率。附图说明图1是锁相环(PLL)的一个实施例的示意框图。图2是PLL的另一实施例的示意图。图3是图2的PLL的包括拉普拉斯域(s域)中的数学注释和块的示意图。图4是图2的PLL的包括拉普拉斯域中的数学注释和块的另一示意图。具体实施方式以下对具体实施例的详细描述代表了本专利技术特定实施例的各种说明。但是，本专利技术可按照权利要求所限定和覆盖的多种不同方式来实现。在说明书中，对附图标记了参考标号，其中类似的参考标号表示相同或者功能类似的元素。具有降低的相位噪声的锁相环的概览锁相环(PLL)的相位噪声可指的是PLL产生的输出时钟信号的相位相对于理想或完美锁相输出时钟信号的周期至周期的变化或抖动。在此描述的PLL相对于以类似面积和功率实现的传统PLL可具有降低的相位噪声。在具体实施方式中，PLL包括压控振荡器(VCO)，其包括分别耦接至第一和第二频率控制输入的第一和第二频率控制电路。此外，PLL还可包括回路滤波器、高频率极点电路和低频率极点电路。高频率极点电路可电连接在回路滤波器的输出和VCO的第一频率控制输入之间，低频率极点电路可电连接在回路滤波器的输出和VCO的第二频率控制输入之间。按照这样的方式配置PLL，相对于利用具有单个频率控制输入的具备类似总体频率控制增益的VCO实现方法，可降低PLL的相位噪声。图1是PLL10的一个实施例的示意框图。PLL10包括相位频率检测器(PFD)和电荷泵1、回路滤波器2、第一或高频率极点电路3a、第二或低频率极点电路3b、压控振荡器(VCO)4以及分频器5。PFD和电荷泵(QP)1包括配置成接收基准时钟信号CLKREF的第一输入以及配置成接收反馈时钟信号CLKFB的第二输入。PFD和电荷泵1还包括与回路滤波器2的输入电耦接的输出。回路滤波器2包括与高频率极点电路3a的输入和低频率极点电路3b的输入电耦接的输出。高频率极点电路3a还包括与VCO4的第一频率控制输入7a电耦接的输出。低频率极点电路3b还包括与VCO4的第二频率控制输入7b电耦接的输出。VCO4还包括输出，被配置成产生输出时钟信号CLKOUT。分频器5包括配置成接收输出时钟信号CLKOUT的输入以及配置成产生反馈时钟信号CLKFB的输出。可按照任意适当方式产生基准时钟信号CLKREF。在一个实施例中，其上制造了PLL10的集成电路(IC)内部的基准振荡器产生了基准时钟信号CLKREF。PFD和电荷泵1可包括根据基准时钟信号CLKREF和反馈时钟信号CLKFB之间的相位差和/或频率差来产生误差信号的电路。此外，PFD和电荷泵1可包括电荷泵电路，其可根据误差信号来控制电流经由回路滤波器2的输入的流入和流出。可按照任意适当配置实现PFD和电荷泵1。例如，在一个实施例中，PFD和电荷泵1包括操作来提供电流的第一或正流源以及操作来汲取电流的第二或负流源。PFD和电荷泵1还可包括诸如触发器和/或逻辑门之类的电路，其配置用于产生控制信号以便控制正和负流源。虽然已经描述了PFD和电荷泵1的一个示例实施方式，但是可以利用各种配置来实现PFD和电荷泵1。回路滤波器2可以是任意适当的PLL回路滤波器，例如包括有源回路滤波器或无源回路滤波器。回路滤波器2可用作各种目的，例如用于保持PLL10的稳定性。高频率极点电路3a电连接在回路滤波器的输出2和VCO4的第一频率控制输入7a之间。此外，低频率极点电路3b电连接在回路滤波器的输出2和VCO4的第二频率控制输入7b之间。高和低频率极点电路3a、3b的每一个可提供PLL10的传递函数中的极点。此外，高和低频率极点电路3a、3b的极点可被配置成分别处于高频率以及处于低频率，使得高频率极点电路3a的极点在频率方面大于低频率极点电路3b的极点。如后文将详细描述的那样，按照这样的方式配置高和低频率极点电路3a、3b相对于其中VCO被实现成仅仅包括由回路滤波器控制的单个频率控制输入的配置，可降低PLL的相位噪声。在具体实施方式中，高和/或低频率极点电路3a，3b可被实现为无源极点电路，例如电阻器-电容器(RC)网络。然而，其它配置是可行的，例如其中利用有源电路实现高和/或低频率极点电路3a、3b的配置。可利用各种振荡器配置来实现VCO4，例如包括电感器-电容器(LC)槽式振荡器实施方式或旋转行波振荡器(RTWO)实施方式。虽然已经提供了VCO的两个示例，但是可以使用其它配置。所图示的VCO4包括第一频率控制电路6a和第二频率控制电路6b。第一和第二频率控制电路6a、6b可都用于控制VCO的振荡频率，从而控制时钟输出信号CLKOUT的频率。例如，可利用可同时控制VCO的振荡频率的多个可变阻抗元件来实现第一和第二频率控制电路6a、6b。虽然已经描述了第一和第二频率控制电路6a、6b的一个示例，但是其它配置是可行的。例如，在具体实施方式中，第一和第二频率控制电路6a、6b可通过调节VCO的电源的电压电平来控制VCO4的振荡的频率。如图1所示，第一和第二频率控制输入7a、7b分别电连接至第一和第二频率控制电路6a、6b。第一和第二频率控制输入7a、7b的电压电平可被用来通过分别控制第一和第二频率控制电路6a、6b的操作来控制VCO的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：配置成产生输出时钟信号的压控振荡器(VCO)，其中VCO包括：耦接至第一频率控制输入的第一频率控制电路；以及耦接至第二频率控制输入的第二频率控制电路，其中输出时钟信号的频率部分地由第一和第二频率控制电路两者控制；回路滤波器；电连接在回路滤波器的输出与第一频率控制输入之间的第一信号通路中的第一极点电路；以及电连接在回路滤波器的输出与第二频率控制输入之间的第二信号通路中的第二极点电路，其中第一极点电路的极点频率大于第二极点电路的极点频率。

【技术特征摘要】
2013.01.25 US 61/756,817;2013.02.25 US 13/776,2671.一种具有锁相环的设备，所述设备包括：配置成产生输出时钟信号的压控振荡器，其中所述压控振荡器包括：耦接至第一频率控制输入的第一频率控制电路；以及耦接至第二频率控制输入的第二频率控制电路，其中输出时钟信号的频率部分地由第一和第二频率控制电路两者控制；回路滤波器；电连接在回路滤波器的输出与第一频率控制输入之间的第一信号通路中的第一极点电路；以及电连接在回路滤波器的输出与第二频率控制输入之间的第二信号通路中的第二极点电路，其中第一极点电路的极点频率大于第二极点电路的极点频率。2.根据权利要求1所述的设备，其中第一频率控制电路包括第一变容器，而且其中第二频率控制电路包括第二变容器。3.根据权利要求1所述的设备，其中回路滤波器包括有源回路滤波器。4.根据权利要求3所述的设备，其中回路滤波器包括：包括第一输入、第二输入和输出的放大器，其中第一输入被配置成接收基准电压，而且其中放大器的输出被配置成操作作为回路滤波器的输出；第一滤波电阻器；以及第一滤波电容器，其中第一滤波电阻器和第一滤波电容器串行电连接在第二输入和放大器的输出之间。5.根据权利要求4所述的设备，进一步包括电连接在第二输入和放大器的输出之间的第二滤波电容器。6.根据权利要求1所述的设备，进一步包括分频器，其被配置成对输出时钟信号进行分频以产生反馈时钟信号。7.根据权利要求6所述的设备，进一步包括相位频率检测器以及电荷泵，其中所述相位频率检测器被配置成将反馈时钟信号与基准时钟信号进行比较以产生误差信号，而且其中电荷泵包括配置成接收误差信号的输入以及电连接至回路滤波器的输入的输出。8.根据权利要求1所述的设备，其中第一和第二极点电路被实现为无源极点电路。9.根据权利要求8所述的设备，其中第一极点电路包括第一电阻器和第一电容器，其中第一电阻器电连接在第一频率控制输入和回路滤波器的输出之间，其中第一电容器电连接在第一频率控制输入和第一电压之间，其中第二极点电路包括第二电阻器和第二电容器，其中第二电阻器电连接在第二频率控制输入和回路滤波器的输出之间，而且其中第二电容器电连接在第二频率控制输入和第一电压之间。10.根据权利要求1所述的设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·范布朗特，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US