一种锁相环环路参数自校准装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锁相环环路参数自校准装置及方法，该装置包括依次连接的鉴频鉴相器、电荷泵和环路滤波器，与所述鉴频鉴相器具有公共的参考信号Fref输入端、且连接至环路滤波器的环路参数校正模块，以及与所述环路滤波器的输出端连接、且经主分频器后反馈输入至鉴频鉴相器的反馈输入端的主分频器。本发明专利技术所述锁相环环路参数自校准装置及方法，可以克服现有技术中芯片面积大、制作成本高和温度补偿效果差等缺陷，以实现芯片面积小、制作成本低和温度补偿效果好的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路
，具体地，涉及。
技术介绍
无线通信技术随着个人消费类移动终端市场的迅速发展得到了极为广泛的应用。为了可靠有效的传输信息，需要对原始数据进行调制，在无线通信技术中，针对数字信号的传输，在收发器或发射器结构中，数字基带对发射数据进行处理，通过基带数字调制器输出的调制信号对VCO或分频器产生的射频载波信号进行幅度、频率或者相移键控调制，调制后的信号经过功率放大器输出片外经过天线进行发射，完成数字信号的无线传输。而锁相环则是提供载波信号的模块，无论在发射端和接收端，载波必不可少，而载波一般须由锁相环提供。锁相环能提供准确的参考频率，而其中的环路滤波器是低通滤波器，主要用来滤除鉴频鉴相器(PFD)的高频分量，从而获得稳定的平均电压值控制振荡器的频率。现行工艺和技术允许整个锁相环集成在同一个芯片上，振荡器的输出相噪与滤波器的带宽有很大的关系，为了获得较低的相位噪声，通常环路滤波器的带宽需要取得较小，环路滤波器中电阻电容值就比较大，增大了芯片的面积和成本；另外一个方面，在集成电路设计中，一个很重要的问题是工艺偏差、电压波动、环境温度(PVT)等因素会对电路性能和一致性造成较大影响，因此从设计的角度出发，需要锁相环电路具有较强的鲁棒性以及抑制PVT等因素影响的校正电路，因为较大的电阻电容受到温度漂移、工艺偏差等因素的影响更大，信号通路的环路函数增益及幅度等表现出不一致性，需要从设计上解决这个问题，而现有公开的文献对温度补偿方式做了一些尝试，但效果受到较多限制。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在芯片面积大、制作成本高和温度补偿效果差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种锁相环环路参数自校准装置，以实现芯片面积小、制作成本低和温度补偿效果好的优点。本专利技术的第二目的在于，提出一种锁相环环路参数自校准方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种锁相环环路参数自校准装置，包括依次连接的鉴频鉴相器、电荷泵和环路滤波器，与所述鉴频鉴相器具有公共的参考信号Fref输入端、且连接至环路滤波器的环路参数校正模块，以及与所述环路滤波器的输出端连接、且经主分频器后反馈输入至鉴频鉴相器的反馈输入端的主分频器。进一步地，所述环路滤波器，包括输入端与所述电荷泵连接、且并行设置在环路参数校正模块与地之间的多阶RC调整电路。进一步地，所述多阶RC调整电路，具体为3阶RC调整电路；所述3阶RC调整电路，包括基本2阶环路滤波器、环路选择开关S1、高阶RC附加电路，所述基本2阶环路滤波器包括第二电阻R2，第二电容C2，第三电容C3，所述高阶RC附加电路包括第一电阻Rl，第一电容Cl ;其中: 所述第一电阻Rl —端接滤波输入Vi，另一端接滤波输出Vo，第一电阻Rl上并联环路选择开关SI,第一电阻Rl —端连接第一电容Cl的一端,第一电容Cl的另一端接地,第一电阻Rl另一端分别连接第二电阻R2 —端和第三电容C3 —端，第二电阻R2另一端连接第二电容C2 —端，第二电容C2另一端和第三电容C3另一端接地。所述第一电阻R1，第二电阻R2，第一电容Cl，第二电容C2，第三电容C3的大小均由参数调整逻辑电路输出的控制信号控制； 当环路选择开关SI关闭时，第二电阻R2、第一至第三电容C1-C3共同组成了基本二阶环路滤波器，第一电容Cl与第三电容C3合起来相当于滤波电容； 当环路选择开关SI打开时，第一电阻R1、第二电阻R2、第一-第三电容C1-C3则组成了一个3阶环路滤波器，由于每个元件即第一电阻R1、第二电阻R2、第一-第三电容C1-C3均是受参数调整逻辑电路输出的控制。进一步地，所述环路参数校正模块，包括与所述鉴频鉴相器具有公共的参考信号Fref输入端的从分频器，以及分别与所述从分频器连接、且相互连接的RC参考电路和参数调整逻辑电路；所述参数调整逻辑电路还与环路滤波器连接。进一步地，所述RC参考电路，包括RC核心模块，与所述RC核心模块连接、且用于给RC核心模块提供电流源或者电压偏置的模块，以及分别与所述RC核心模块连接和用于给RC核心模块提供电流源或者电压偏置的模块连接、且用于供电的模块；所述用于供电的模块，包括LDO模块，或者DC-DC模块。进一步地，所述鉴频鉴相器，包括频率源输出的Fref信号控制的D触发器、来自锁相环的主分频器输出的反馈信号控制的D触发器、与门、以及信号匹配和死区控制模块； 所述信号匹配和死区控制模块包括两个分别接在鉴频鉴相器两个互补输出UP和DN链路上的可变电容Cl和可变电容C2，以及一个接在与门输出链路上的电容C3，控制字Cl[h:0]、控制字C2[1:0]和控制字C3[j:0]分别控制Cl、可变电容C2以及电容C3的大小。进一步地，所述电荷泵，具体为采用消除控制差分对引入失配的电荷泵。进一步地，所述电荷泵，包括电荷泵本体，以及与所述电荷泵本体配合连接、且主要由晶体管PSUNSl、PS2、NS2、PS3、NS4、PS4、NS4组成的控制差分对；其中: Ρ1-p3,Ν0^Ν2组成了电流镜像，产生了 Ν3~NS的栅极电压，从而决定了电荷泵放电电流的大小； Ν3^Ν6,Ρ4>6同样组成了电流镜像，从而产生了 Ρ5~Ρ8的栅极电压，从而决定了电荷泵充电电流的大小； PS5和NS5，PS6和NS6分别为控制充电、放电通路的开关差分对，差分对的主要作用是消除PFD两路控制信号的失配；PSl 和 NSl，PS2 和 NS2, PS3 和 NS3, PS4 和 NS4，作为 PS5 和 NS5 以及 PS6 和 NS6 的哑单元匹配主要作用是消除因为充放电通路中引入控制差分对管而造成充放电电流的失配。同时，本专利技术采用的另一技术方案是:一种与以上所述的锁相环环路参数自校准装置相匹配的锁相环环路参数自校准方法，主要包括: a、提取RC参考电路中R和C的值； b、基于提取的RC参考电路中R和C的值，对RC参考电路中R和C的值进行变化，求取RC参考电路中R和C的变化信息； C、基于求取的RC参考电路中R和C的变化信息，判断提取所得RC参考电路中R和C的值是否满足预定条件: 若提取所得RC参考电路中R和C的值满足预定条件，则通过参数调整逻辑电路输出环路滤波器的控制字，结束当前环路的参数矫正； 若提取所得RC参考电路中R和C的值不满足预定条件，通过参数调整逻辑电路变化RC参考电路中R和C的控制字，并返回步骤b，继续当前环路的参数矫正。本专利技术各实施例的锁相环环路参数自校准装置及方法，由于该装置包括依次连接的鉴频鉴相器、电荷泵和环路滤波器，与鉴频鉴相器具有公共的参考信号Fref输入端、且连接至环路滤波器的环路参数校正模块，以及与环路滤波器的输出端连接、且经主分频器后反馈输入至鉴频鉴相器的反馈输入端的主分频器；从而可以克服现有技术中芯片面积大、制作成本高和温度补偿效果差的缺陷，以实现芯片面积小、制作成本低和温度补偿效果好的优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】附图用来提供对本专利技术的进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，包括依次连接的鉴频鉴相器、电荷泵和环路滤波器，与所述鉴频鉴相器具有公共的参考信号Fref输入端、且连接至环路滤波器的环路参数校正模块，以及与所述环路滤波器的输出端连接、且经主分频器后反馈输入至鉴频鉴相器的反馈输入端的主分频器。

【技术特征摘要】
1.一种锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，包括依次连接的鉴频鉴相器、电荷泵和环路滤波器，与所述鉴频鉴相器具有公共的参考信号Fref输入端、且连接至环路滤波器的环路参数校正模块，以及与所述环路滤波器的输出端连接、且经主分频器后反馈输入至鉴频鉴相器的反馈输入端的主分频器。2.根据权利要求1所述的锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，所述环路滤波器，包括输入端与所述电荷泵连接、且并行设置在环路参数校正模块与地之间的多阶RC调整电路。3.根据权利要求2所述的锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，所述多阶RC调整电路，具体为3阶RC调整电路； 所述3阶RC调整电路，包括基本2阶环路滤波器、环路选择开关S1、高阶RC附加电路，所述基本2阶环路滤波器包括第二电阻R2，第二电容C2，第三电容C3，所述高阶RC附加电路包括第一电阻Rl，第一电容Cl ;其中: 所述第一电阻Rl —端接滤波输入Vi，另一端接滤波输出Vo，第一电阻Rl上并联环路选择开关SI,第一电阻Rl —端连接第一电容Cl的一端,第一电容Cl的另一端接地,第一电阻Rl另一端分别连接第二电阻R2 —端和第三电容C3 —端，第二电阻R2另一端连接第二电容C2 —端，第二电容C2另一端和第三电容C3另一端接地； 所述第一电阻R1，第二电阻R2,第一电容Cl,第二电容C2,第三电容C3的大小均由参数调整逻辑电路输出的控制信号控制； 当环路选择开关SI关闭时，第二电阻R2、第一至第三电容C1-C3共同组成了基本二阶环路滤波器，第一电容Cl与第三电容C3合起来相当于滤波电容； 当环路选择开关SI打开时，第一电阻R1、第二电阻R2、第一-第三电容C1-C3则组成了一个3阶环路滤波器，由于每个元件即第一电阻R1、第二电阻R2、第一-第三电容C1-C3均是受参数调整逻辑电路输出的控制。4.根据权利要求1所述的锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，所述环路参数校正模块，包括与所述鉴频鉴相器具有公共的参考信号Fref输入端的从分频器，以及分别与所述从分频器连接、且相互连接的RC参考电路和参数调整逻辑电路；所述参数调整逻辑电路还与环路滤波器连接。5.根据权利要求4所述的锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，所述RC参考电路，包括RC核心模块，与所述RC核心模块连接、且用于给RC核心模块提供电流源或者电压偏置的模块，以及分别与所述RC核心模块连接和用于给RC核心模块提供电流源或者电压偏置的模块连接、且用于供...

【专利技术属性】
技术研发人员：于云丰，黄伟，潘文光，肖时茂，
申请(专利权)人：无锡中科微电子工业技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32