电荷泵、锁相环电路以及该电荷泵中的方法技术

本发明专利技术公开一种电荷泵，一种锁相环电路和该电荷泵中的一种方法，涉及电路技术领域。该电荷泵包括输入端口、开关以及输出端口。该输入端口接收第一相位频率调整参数。该开关依据上述相位频率调整参数切换第一电流的导通或者关断，并保持第二电流导通。上述第一电流大于上述第二电流。该输出端口输出上述第一电流和上述第二电流的总和至低通滤波器。本发明专利技术的电荷泵及电荷泵中的方法通过上述相位频率调整参数控制该第一电流和该第二电流的变化，进而控制该电荷泵充电电流和放电电流的变化，有效解决上述充电电流和放电电流之间的失配问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电路，特别涉及但不限于一种电荷泵，一种锁相环电路和该电荷泵中的一种方法。
技术介绍
锁相环路（Phase Locking Loop，简称“PLL”）是产生输出信号的控制系统，该输出信号也被称为F_N时钟，其相位与输入“基准”信号的相位有关，该输入“基准”信号也被称为F_ref时钟。该锁相环路包括电荷泵，而该电荷泵面临譬如充电电流和放电电流之间失配的问题。因此电荷泵需要被改进。
技术实现思路
在一实施例中，电荷泵包括输入端口、开关以及输出端口。该输入端口接收相位频率调整参数。该开关依据该相位频率调整参数来切换第一电流导通或者关断，并保持第二电流导通，其中该第一电流大于该第二电流。该输出端口输出上述第一电流和上述第二电流的总和至低通滤波器。在另一实施例中，电荷泵中的一种方法包括接收相位频率调整参数；依据该相位频率调整参数来切换第一电流导通或关断；保持第二电流总是导通，其中该第一电流大于该第二电流；以及输出上述第一电流和上述第二电流的总和至低通滤波器。在另一实施例中，一种锁相环电路（PLL）包括鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器（VCO）、以及分频器。该鉴频鉴相器接收第一输入信号和第二输入信号。该鉴频鉴相器进一步依据上述第一输入信号和上述第二输入信号的相位和频率的差值而输出第一相位频率调整参数和第二相位频率调整参数。该电荷泵与该鉴频鉴相器连接。该电荷泵接收该第一相位频率调整参数和该第二相位频率调整参数之中的一个。该电荷泵依据接收到的相位频率调整参数来切换第一电流导通或者关断；并保持第二电流导通，其中该第一电流大于该第二电流。该电荷泵接着输出该第一电流和该第二电流的总和至低通滤波器。该低通滤波器依据该第一电流和该第二电流的总和产生电压。该压控振荡器（VCO）与该低通滤波器连接。该VCO依据上述电压产生振荡频率。该分频器接收上述振荡频率，将该振荡频率分频，并使用已经被分频的振荡频率产生上述第二输入信号。附图说明本专利技术的非限制性和非详尽的各实施例将参照下列附图进行说明，其中类似参考数字标记除另有详细说明外在各种示图中指示类似部件。图1示出了根据本专利技术一实施例的锁相环电路的原理图。图2示出了根据本专利技术一实施例的电荷泵的结构图。图3示出了根据本专利技术第一实施例的电荷泵的详细结构。图4示出了根据本专利技术第一实施例的由电荷泵产生的示例电流。图5示出了根据本专利技术第二实施例的电荷泵的详细结构。图6示出了根据本专利技术第二实施例的由电荷泵产生的示例电流。图7示出了根据本专利技术一实施例的流程图。具体实施方式现将对本专利技术的各种方面和实例进行说明。以下的描述为了全面理解和说明这些实例而提供了特定细节。但是，本领域的技术人员可以理解，即使没有许多这些细节，也可以实施本专利技术。此外，一些公知结构或者功能可能没有被示出或详细描述，以避免不必要地模糊相关说明。如图1所示，锁相环（PLL）电路10包括鉴频鉴相器（PFD）105、电荷泵（CP）110、低通滤波器（LPF）115、压控振荡器（VCO）120以及分频器（FD）125。该鉴频鉴相器105被配置成接收第一输入信号F_ref和第二输入信号F_N。该鉴频鉴相器105接着依据上述第一输入信号F_ref和第二输入信号F_N的相位和频率的差值而输出图1中被标记为UP（up）的第一相位频率调整参数和图1中被标记为DN（down）的第二相位频率调整参数。该第一输入信号包括F_ref时钟信号（在图1中被标记为F_ref），而该第二输入信号包括F_N时钟信号（在图1中被标记为F_N）。该第一相位频率调整参数UP和该第二相位频率调整参数DN之间的差值与该第一输入信号F_ref和该第二输入信号F_N的相位和频率的差值成比例。该电荷泵110与上述鉴频鉴相器105连接，并被配置成接收上述第一相位频率调整参数UP和上述第二相位频率调整参数DN之中的一个。该电荷泵110接着依据接收到的相位频率调整参数来切换第一电流导通或关断。该电荷泵110保持第二电流导通。该第一电流大于该第二电流。该电荷泵110还输出该第一电流和该第二电流的总和至该低通滤波器115。优选地，上述第一电流和上述第二电流被配置成满足下述不等式，即该第一电流（Ibig）的值和最小相位误差（Pe(min)）的乘积小于该第二电流（Ismall）的值和基准信号的周期（Tref）的乘积，就是，Ibig×Pe(min)﹤Ismall×Tref。其中，Tref表示该基准信号的周期，即该第一输入信号F_ref的周期。本领域的技术人员应当理解，该不等式Ibig×Pe(min)﹤Ismall×Tref是被满足的。例如，假设F_N﹥F_ref的情况，并且Ismall被用作充电电流，而Ibig被用作放电电流。Ismall是常量。Ibig是变量，其被由上述PFD105输出的该第二相位频率调整参数DN控制。如果该电荷泵需要放电，则DN的脉冲宽度增加，而且DN的该脉冲宽度大于上述最小相位误差Pe(min)。因此Ibig×DN的脉冲宽度﹥Ismall×Tref。这意味着，由Ismall充的电小于由Ibig放的电，从而该电荷泵放电。然而，Ibig×Pe(min)﹤Ismall×Tref应当被满足。优选地，假设F_N﹥F_ref的情况，并且Ismall被用作放电电流，而Ibig被用作充电电流。其中Ismall是常量。Ibig是变量，其被由上述PFD105输出的第一相位频率调整参数UP控制。如果该电荷泵需要放电，则该第一相位频率调整参数UP的脉冲宽度达到最小的Pe(min)。当Ibig×Pe(min)﹤Ismall×Tref被满足时，由Ismall放的电大于由Ibig充的电，从而该电荷泵放电。优选地，假设F_N﹤F_ref的情况，并且Ismall被用作充电电流，而Ibig被用作放电电流。其中Ismall是常量。Ibig是变量，其被由上述PFD105输出的第二相位频率调整参数DN控制。如果该电荷泵需要充电，则该第二相位频率调整参数DN的脉冲宽度达到最小的Pe(min)。当Ibig×Pe(min)﹤Ismall×Tref被满足时，由Ismall充的电大于由Ibig放的电，从而该电荷泵充电。优选地，假设F_N﹤F_ref的情况，并且Ismall被用作放电电流，而Ibig被用作充电电流。其中Ismall是常量并且Ibig是变量，Ibig被由上述PFD105输出的第一相位频率调整参数UP控制。如果该电荷泵需要充电，则UP的脉冲宽度增加，并且UP的该脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷泵，其特征在于，包括：输入端口，被配置成接收相位频率调整参数；开关，被配置成依据所述相位频率调整参数来切换第一电流导通或关断，并保持第二电流导通，其中，所述第一电流大于所述第二电流；以及输出端口，被配置成输出所述第一电流和所述第二电流的总和至低通滤波器。

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵，其特征在于，包括：
输入端口，被配置成接收相位频率调整参数；
开关，被配置成依据所述相位频率调整参数来切换第一电流导通或关
断，并保持第二电流导通，其中，所述第一电流大于所述第二电流；以及
输出端口，被配置成输出所述第一电流和所述第二电流的总和至低通滤
波器。
2.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述第一电流和所述
第二电流被配置成满足下述不等式，即
所述第一电流的值和最小相位误差的乘积小于所述第二电流的值和基
准信号的周期的乘积。
3.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述第一电流是所述
第二电流的N倍。
4.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，还包括：第一电流源
（I0），第一N型金属氧化物半导体场效应管NMOS（M10），第二NMOS
（M12），第三NMOS（M14），第一PMOS（M16），第二PMOS（M18）
以及PMOS开关（MUP），
其中所述第一PMOS和所述第二PMOS的源极与正电源电压（VDD）
连接，该第一PMOS和该第二PMOS的栅极以及该第二PMOS的漏极都与
所述第二NMOS的漏极连接，所述第一PMOS的漏极与所述PMOS开关的
源极连接，所述第二NMOS和所述第三NMOS的栅极、该第三NMOS的漏
极以及所述第一NMOS的栅极都与所述第一电流源的输出连接，所述第一
NMOS、所述第二NMOS以及所述第三NMOS的源极都与负电压电压（VSS）

\t连接，而该第一NMOS的漏极与所述PMOS开关的漏极连接，该PMOS开
关的源极与所述第一PMOS的漏极连接，而该PMOS开关的栅极接收所述
相位频率调整参数，从而该PMOS开关切换所述第一PMOS导通或关断，
所述电荷泵的输出端口位于所述第一NMOS的漏极。
5.根据权利要求4所述的电荷泵，其特征在于，所述第一PMOS的宽
长比等于所述第一NMOS的宽长比的N倍，而所述第一NMOS、所述第二
NMOS、所述第三NMOS以及所述第二PMOS的宽长比相同。
6.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，还包括：第二电流源
（I1），第四NMOS（M20），第五NMOS（M22），第六NMOS（M24），
第三PMOS（M26），第四PMOS（M28）以及NMOS开关（MDN），
其中所述第三PMOS和所述第四PMOS的源极与正电源电压（VDD）
连接，该第三PMOS和该第四PMOS的栅极以及该...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖明盛，郭大为，郑剑钦，
申请(专利权)人：博通集成电路上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31