一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路，包括电流源电路、偏置电路、改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路以及开关电路。偏置电路用于给改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路提供偏置电压；改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路按照比例将基准电流镜像到输出端；开关电路用于控制所述比例电流镜的充放电开关。本发明专利技术采用栅端开关结构，能够很好地使MOS管镜像电流源工作在截止区和饱和区，可克服传统电荷泵的电荷注入、电荷共享和时钟馈通等问题。同时由于采用改进型高摆幅共源共栅电流镜结构，可大大增大电路的输出阻抗和工作范围。该发明专利技术有效提高了他熄灭式超再生接收机中的环路控制特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电荷泵电路，尤其涉及一种用于反馈环路控制的高摆幅电荷泵电路。
技术介绍
通过环路控制进行稳定工作点的他熄式超再生接收机结构如附图1所示。该接收机工作在他熄灭方式，由LNA、带环路控制功能的SRO(包括SRO、包络检波电路、比较器、逻辑电路、电荷泵和熄灭信号产生电路)和后级数据解调电路构成。超再生接收机系统中包含了一个自动控制环路，该环路的主要目的是稳定超再生振荡器的起振时间，环路结构类似锁相环，环路中一个非常重要的模块就是电荷泵模块。传统的电荷泵电路如附图2所示。电荷泵的控制信号UP和DN来自前级的鉴频鉴相器，鉴频鉴相器根据输入的参考时钟fREF和来自分频器的反馈时钟fDIV的频率和相位差得到电荷泵的控制信号。电荷泵根据控制信号控制UP和DN开关的导通，从而控制电流源对环路滤波器中电容的充放电，当环路达到稳定时，UP的导通时间t1和DN的导通时间t2的差异决定输出电压Vc，其输出电压变化量为ΔVc＝(I1·t1)/(I2·t2)通常电荷泵是由MOS管来实现其中的开关：PMOS实现UP，NMOS实现DN。用MOS管实现开关电路，显然会引入MOS管自带的寄生效应，导致非理想性能的产生。由于开关管串联在电流源的漏端和输出端点的通路上，反映在电荷泵的特性上即出现电荷注入、时钟馈通以及电荷分享等现象。这样就会导致UP和DN电流在开关时的不匹配，上下电流不匹配就会引起输出电压Vc的抖动，从而引起后面压控振荡器输出频率的抖动，进而降低输出端的噪声性能。同时，传统的电荷泵电路的工作范围较窄，这样大大限制了锁相环电路的工作范围。一般消除电荷分享等效应的方法是在Vc、UP和DN三点之间接一个单位增益跟随器如附图3所示。这样可以时刻保证这三点之间的电势相同，这样无论是哪一个开关打开，都不会发生电荷分享效应。但是它的缺点是显然的，运放导致电路复杂度的增加和功耗的增加。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路，克服传统电荷泵中由于MOS管开关自带的寄生效应带来的电荷泵电荷注入、电荷共享和时钟馈通问题。技术方案：一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路，包括电流源电路、偏置电路、改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路以及开关电路；所述电流源电路用于给电荷泵提供了所需的电流源；所述偏置电路用于给所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路提供偏置电压；所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路按照比例将基准电流镜像到输出端；所述开关电路用于控制所述比例电流镜的充放电开关；其中，所述电流源电路包括NMOS管M10、NMOS管M11、NMOS管M17，所述偏置电路包括PMOS管M5、NMOS管M14、NMOS管M19，所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路包括PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M8、PMOS管M9、NMOS管M12、NMOS管M13、NMOS管M15、NMOS管M16、NMOS管M18、NMOS管M20、NMOS管M21、NMOS管M23；所述开关电路包括NMOS管M22、PMOS管M24；所述PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M24的源极均连接到电源，NMOS管M10、NMOS管M17、NMOS管M18、NMOS管M19、NMOS管M20、NMOS管M21、NMOS管M22、NMOS管M23的源极均连接到地；PMOS管M1的栅极与PMOS管M2的栅极相连，同时连接到PMOS管M4的漏极上，PMOS管M1的漏极与PMOS管M3的源极相连；PMOS管M2的漏极与PMOS管M4的源极相连；PMOS管M3的栅极与PMOS管M4的栅极相连接，同时连接到PMOS管M5的漏极上，PMOS管M3的漏极与NMOS管M12的漏极相连；PMOS管M4的漏极与NMOS管M13的漏极相连；PMOS管M5按二极管的连接方法，栅极与漏极相连接同时连接到PMOS管M8和PMOS管M9的栅极和NMOS管M14的漏极上；PMOS管M6的栅极与PMOS管M7栅极相连，同时连接到PMOS管M24的漏极和PMOS管M8的漏极上，PMOS管M6的漏极与PMOS管M8的源极相连；PMOS管M7的漏极连接到PMOS管M9的源极上；PMOS管M8的栅极与PMOS管M9的栅极相连接，PMOS管M8的漏极连接到NMOS管M15的漏极上；PMOS管M9的漏极连接到NMOS管M16的漏极，其连接点作为所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路的输出端；NMOS管M10与NMOS管M11、NMOS管M12、NMOS管M13、NMOS管M14、NMOS管M15、NMOS管M16的栅极相连接，NMOS管M10的漏极和栅极相连接同时连接到电流源上；NMOS管M11的漏极连接电流源，同时连接到NMOS管M17的栅极，NMOS管M11的源极连接到NMOS管M17的漏极；NMOS管M12的漏极连接到NMOS管M21和NMOS管M23的栅极，NMOS管M12的源极与NMOS管M21的漏极相连接；NMOS管M13的源极与NMOS管M18的漏极相连接；NMOS管M14的源极与NMOS管M19的漏极相连接；NMOS管M15的源极与NMOS管M20的漏极相连接；NMOS管M16的源极与NMOS管M23的漏极相连接；NMOS管M17的栅极与NMOS管M18、NMOS管M19、NMOS管M20的栅极均相连；NMOS管M22的栅极连接输入信号DN，NMOS管M22的漏极与NMOS管M21和NMOS管M23的栅极相连接；PMOS管M24的栅极连接输入信号UP。有益效果：本专利技术的电荷泵采用栅端开关结构，能够很好地使MOS管镜像电流源工作在截止区和饱和区，可克服传统电荷泵的电荷注入、电荷共享和时钟馈通等问题。同时采用改进型高摆幅共源共栅电流镜结构，可大大增大电路的输出阻抗和工作范围。本专利技术的电荷泵结构有效提高了他熄灭式超再生接收机中的环路控制特性。附图说明图1为他熄式超再生接收机系统原理图；图2为传统CP电路；图3为一般改进CP电路；图4为本专利技术的高摆幅CP电路结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。本专利技术电路给出0.18um CMOS工艺实现的具体电路。如图4所示，一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路，包括电流源电路、偏置电路、改进型高摆幅共源共栅比例电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路，其特征在于：包括电流源电路、偏置电路、改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路以及开关电路；所述电流源电路用于给电荷泵提供了所需的电流源；所述偏置电路用于给所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路提供偏置电压；所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路按照比例将基准电流镜像到输出端；所述开关电路用于控制所述比例电流镜的充放电开关；其中，所述电流源电路包括NMOS管M10、NMOS管M11、NMOS管M17，所述偏置电路包括PMOS管M5、NMOS管M14、NMOS管M19，所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路包括PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M8、PMOS管M9、NMOS管M12、NMOS管M13、NMOS管M15、NMOS管M16、NMOS管M18、NMOS管M20、NMOS管M21、NMOS管M23；所述开关电路包括NMOS管M22、PMOS管M24；所述PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M24的源极均连接到电源，NMOS管M10、NMOS管M17、NMOS管M18、NMOS管M19、NMOS管M20、NMOS管M21、NMOS管M22、NMOS管M23的源极均连接到地；PMOS管M1的栅极与PMOS管M2的栅极相连，同时连接到PMOS管M4的漏极上，PMOS管M1的漏极与PMOS管M3的源极相连；PMOS管M2的漏极与PMOS管M4的源极相连；PMOS管M3的栅极与PMOS管M4的栅极相连接，同时连接到PMOS管M5的漏极上，PMOS管M3的漏极与NMOS管M12的漏极相连；PMOS管M4的漏极与NMOS管M13的漏极相连；PMOS管M5按二极管的连接方法，栅极与漏极相连接同时连接到PMOS管M8和PMOS管M9的栅极和NMOS管M14的漏极上；PMOS管M6的栅极与PMOS管M7栅极相连，同时连接到PMOS管M24的漏极和PMOS管M8的漏极上，PMOS管M6的漏极与PMOS管M8的源极相连；PMOS管M7的漏极连接到PMOS管M9的源极上；PMOS管M8的栅极与PMOS管M9的栅极相连接，PMOS管M8的漏极连接到NMOS管M15的漏极上；PMOS管M9的漏极连接到NMOS管M16的漏极，其连接点作为所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路的输出端；NMOS管M10与NMOS管M11、NMOS管M12、NMOS管M13、NMOS管M14、NMOS管M15、NMOS管M16的栅极相连接，NMOS管M10的漏极和栅极相连接同时连接到电流源上；NMOS管M11的漏极连接电流源，同时连接到NMOS管M17的栅极，NMOS管M11的源极连接到NMOS管M17的漏极；NMOS管M12的漏极连接到NMOS管M21和NMOS管M23的栅极，NMOS管M12的源极与NMOS管M21的漏极相连接；NMOS管M13的源极与NMOS管M18的漏极相连接；NMOS管M14的源极与NMOS管M19的漏极相连接；NMOS管M15的源极与NMOS管M20的漏极相连接；NMOS管M16的源极与NMOS管M23的漏极相连接；NMOS管M17的栅极与NMOS管M18、NMOS管M19、NMOS管M20的栅极均相连；NMOS管M22的栅极连接输入信号DN，NMOS管M22的漏极与NMOS管M21和NMOS管M23的栅极相连接；PMOS管M24的栅极连接输入信号UP。...

【技术特征摘要】
1.一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路，其特征在于：包括电
流源电路、偏置电路、改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路以及开关电路；所述电流
源电路用于给电荷泵提供了所需的电流源；所述偏置电路用于给所述改进型高摆幅共源
共栅比例电流镜电路提供偏置电压；所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路按照比
例将基准电流镜像到输出端；所述开关电路用于控制所述比例电流镜的充放电开关；
其中，所述电流源电路包括NMOS管M10、NMOS管M11、NMOS管M17，所述
偏置电路包括PMOS管M5、NMOS管M14、NMOS管M19，所述改进型高摆幅共源
共栅比例电流镜电路包括PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、
PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M8、PMOS管M9、NMOS管M12、NMOS管
M13、NMOS管M15、NMOS管M16、NMOS管M18、NMOS管M20、NMOS管M21、
NMOS管M23；所述开关电路包括NMOS管M22、PMOS管M24；
所述PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7、
PMOS管M24的源极均连接到电源，NMOS管M10、NMOS管M17、NMOS管M18、
NMOS管M19、NMOS管M20、NMOS管M21、NMOS管M22、NMOS管M23的源
极均连接到地；PMOS管M1的栅极与PMOS管M2的栅极相连，同时连接到PMOS
管M4的漏极上，PMOS管M1的漏极与PMOS管M3的源极相连；PMOS管M2的漏
极与PMOS管M4的源极相连；PMOS管M3的栅极与PMOS管M4的栅极相连接，同
时连接到PMOS管M5的漏极上，PMOS管M3的漏极与NMOS管M12的漏极相连；
PMOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建，韩婷婷，田密，王志功，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32