锁相环电路、数据恢复电路及锁相环电路的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种锁相环电路，该锁相环电路包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路低通滤波器、第一电压电流转换单元、第二电压电流转换单元、电流控制振荡器、分频器、比较器和模式控制器，其中，环路低通滤波器还包括开关S1、开关S2和开关S3，模式控制器用于控制对开关S1，S2和S3的导通或断开。该锁相环电路可以提高提供给第一电压电流转换单元的第二控制电压信号VC2的上升速度，使得第二控制电压信号VC2能够在较短的时间内达到提供给第二电压电流转换单元的第一控制电压信号VC1的电压值，进而提高锁相环电路建立速度和实现锁相环电路快速响应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锁相环电路，尤其涉及一种锁相环电路、数据恢复电路及锁相环电路的控制方法。
技术介绍
图1描述了一种双环路锁相环电路的结构示意图，该双环路锁相环电路包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路低通滤波器、第一电压电流转换单元、第二电压电流转换单元、电流控制振荡器和分频器，其中，环路低通滤波器包括第一滤波单元和第二滤波单元，第一滤波单元中由电阻R1和电容C1组成的电路具有较大的时间常数，并且远大于第二滤波单元中由电阻R2和电容C2所组成的电路所具有的时间常数，第一电压电流转换单元相比第二电压电流转换单元具有较大的电压电流转换增益，第一电压电流转换单元和第一滤波单元形成粗调电路，用于粗调节锁相环输出信号频率接近目标频率；第二电压电流转换单元和第二滤波单元形成细调电路，用于细调节锁相环输出信号频率至目标频率；电流控制振荡器，用于产生频率为目标频率的锁相环输出信号；分频器用于将锁相环输出的频率进行分频。由于第一滤波单元中由电阻R1和电容C1组成的电路具有较大的时间常数，导致双锁相环环路锁定时间长，反应速度慢。
技术实现思路
在本专利技术实施例提供一种锁相环电路，可以提高锁相环环路建立速度和实现锁相环环路快速响应。第一方面，本专利技术提供一种锁相环电路，所述锁相环电路包括：鉴频鉴相器，用于接收参考源信号和分频器输出的反馈信号，并且产生第一误差信号；电荷泵，耦接于所述鉴频鉴相器，用于根据所述鉴频鉴相器输出的第一误差信号产生第一电压信号；环路低通滤波器，包括第一滤波单元、第二滤波单元、第三节点和第四节点，第一滤波单元，用于滤除所述电荷泵输出的第一电压信号中的高频分量并产生第一控制电压信号VC1以提供给第二电压电流转换单元，第二滤波单元，用于滤除所述电荷泵输出的第一电压信号中的高频分量并产生第二控制电压信号VC2以提供给第一电压电流转换单元，其中，第一滤波单元包括第一电阻R1和第一电容C1，R1和C1串联，第二滤波单元包括第二电阻R2和第二电容C2，R2和C2串联，第三节点为取出第一控制电压信号VC1的节点，第四节点为取出第二控制电压信号VC2的节点；所述环路低通滤波器还包括开关S1、开关S2和开关S3，S1一端耦接于R1和C1之间的第一节点，另一端耦接于R2和C2之间的第二节点，S2两端分别耦接于第二节点和第四节点，S3两端分别耦接于第三节点和第四节点；所述模式控制器，耦接于所述环路低通滤波器，用于在所述锁相环环路带宽小于带宽阈值时，控制所述环路低通滤波器中S2导通和S3断开，并且控制S1交替处于导通或断开；第一电压电流转换单元和第二电压电流转换单元，分别用于将接收的所述第二控制电压信号VC2和所述第一控制电压信号VC1转换为电流信号以得到两个电流信号并且将所述两个电流信号输入给电流控制振荡器；所述电流控制振荡器，用于根据所述两个电流信号生成频率为目标频率的锁相环输出信号；所述分频器，一端耦接于所述电流控制振荡器，另一端耦接于所述鉴频鉴相器，用于将所述电流控制振荡器输出的锁相环输出信号的频率进行分频，并将分频后的信号作为分频反馈信号发送给所述鉴频鉴相器。结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述锁相环还包括：比较器，耦接于第一节点、第二节点和所述模式控制器，用于接收第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2，根据VM1和VM2的差模电压确定输出信号，并且将输出信号发送给所述模式控制器；相应地，所述模式控制器，具体用于：根据所述比较器的输出信号控制S1交替处于导通或断开。结合第一方面的第一种实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，所述比较器具体用于：将VM1和VM2的差模电压和第一电压阈值进行比较；在VM1和VM2的差模电压大于第一电压阈值时，生成第一电平信号作为输出信号发送给所述模式控制器；在VM1和VM2的差模电压不大于第一电压阈值时，生成第二电平信号作为输出信号发送给所述模式控制器；所述模式控制器具体用于：在接收第一电平信号时，控制开关S1导通；在接收第二电平信号时，控制开关S1断开。结合第一方面的第二种实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述比较器包括：共模电平生成器，用于接收第一节点处的电压VM和第二节点处的电压VM2，并生成VM1和VM2的共模电平；判断器，其一端与选择器连接，另一端与所述共模电平生成器连接，用于将所述共模电平生成器生成的共模电平和第二电压阈值进行比较，在所述共模电平小于第二电压阈值时，输出第一指示信号给所述选择器，在VCM大于第二电压阈值时，输出第二指示信号给所述选择器；所述选择器，用于接收所述判断器输出的第一指示信号并且根据第一指示信号选择接收第一比较器生成的第一输出信号作为所述比较器的输出信号，或者，用于接收所述判断器输出的第二指示信号并且根据第二指示信号选择接收第二比较器生成的第二输出信号作为所述比较器的输出信号；所述第一比较器，在第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2的共模电平小于第二电压阈值时，用于生成第一电平信号或第二电平信号作为第一输出信号；所述第二比较器，在第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2的共模电平大于第二电压阈值时，用于生成第一电平信号或第二电平信号作为第二输出信号。结合第一方面的第三种实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，所述第一比较器包括：P型金属氧化物半导体PMOS输入跨导级，用于将第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2分别转换为电流信号以得到两个电流信号，并且将所述两个电流信号发送给N型金属氧化物半导体NMOS输出级；所述NMOS输出级，用于将接收的两个电流信号分别转换为电压信号以得到两个电压信号，并且将两个电压信号的差模电压和第一电压阈值进行比较，当两个电压信号的差模电压大于第一电压阈值时，生成第一电平信号作为第一输出信号；当两个电压信号的差模电压不大于第一电压阈值时，生成第二电平信号作为第一输出信号；所述第二比较器包括：NMOS输入跨导级，用于将第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2分别转换为电流信号以得到两个电流信号，并且将转换后的两个电流信号发送给PMOS输出级；所述PMOS输出级，用于将接收的两个电流信号分别转换为电压信号以得到两个电压信号，并且将两个电压信号的差模电压和第一电压阈值进行比较，当两个电压信号的差模电压大于第一电压阈值时，生成第一电平信号作为第二输出信号；当两个电压信号的差模电压不大于第一电压阈值时，生成第二电平信号作为第二输出信号。结合第一方面或第一方面的第一或第二或第三或第四种实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，所述模式控制器还用于：在所述锁相环环路带宽不小于所述带宽阈值时，控制所述环路低通滤波器中S1导通、S2断开和S3导通。结合第一方面或第一方面的第一或第二或第三或第四或第五种实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，所述第一电压电流转换单元包括第一MOS管，所述第二电压电流转换单元包括第二MOS管，其中，第二MOS管的尺寸小于第一MOS管的尺寸；第二MOS管的栅极接收输入电压VC1，第二MOS管的源级连接所述电流控制振荡器，第二MOS管的漏级接电源电压；第一MOS管的栅极接收输入电压VC2，第一MOS管的源级连接所述电流控制振荡器，第一MOS管的漏级接所述电源电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锁相环电路，其特征在于，包括：鉴频鉴相器，用于接收参考源信号和分频器输出的反馈信号，并且产生第一误差信号；电荷泵，耦接于所述鉴频鉴相器，用于根据所述鉴频鉴相器输出的第一误差信号产生第一电压信号；环路低通滤波器，包括第一滤波单元、第二滤波单元、第三节点和第四节点，第一滤波单元，用于滤除所述电荷泵输出的第一电压信号中的高频分量并产生第一控制电压信号VC1以提供给第二电压电流转换单元，第二滤波单元，用于滤除所述电荷泵输出的第一电压信号中的高频分量并产生第二控制电压信号VC2以提供给第一电压电流转换单元，其中，第一滤波单元包括第一电阻R1和第一电容C1，R1和C1串联，第二滤波单元包括第二电阻R2和第二电容C2，R2和C2串联，第三节点为取出第一控制电压信号VC1的节点，第四节点为取出第二控制电压信号VC2的节点；所述环路低通滤波器还包括开关S1、开关S2和开关S3，S1一端耦接于R1和C1之间的第一节点，另一端耦接于R2和C2之间的第二节点，S2两端分别耦接于第二节点和第四节点，S3两端分别耦接于第三节点和第四节点；所述模式控制器，耦接于所述环路低通滤波器，用于在所述锁相环环路带宽小于带宽阈值时，控制所述环路低通滤波器中S2导通和S3断开，并且控制S1交替处于导通或断开；第一电压电流转换单元和第二电压电流转换单元，分别用于将接收的所述第二控制电压信号VC2和所述第一控制电压信号VC1转换为电流信号以得到两个电流信号并且将所述两个电流信号输入给电流控制振荡器；所述电流控制振荡器，用于根据所述两个电流信号生成频率为目标频率的锁相环输出信号；所述分频器，一端耦接于所述电流控制振荡器，另一端耦接于所述鉴频鉴相器，用于将所述电流控制振荡器输出的锁相环输出信号的频率进行分频，并将分频后的信号作为分频反馈信号发送给所述鉴频鉴相器。...

【技术特征摘要】
1.一种锁相环电路，其特征在于，包括：鉴频鉴相器，用于接收参考源信号和分频器输出的反馈信号，并且产生第一误差信号；电荷泵，耦接于所述鉴频鉴相器，用于根据所述鉴频鉴相器输出的第一误差信号产生第一电压信号；环路低通滤波器，包括第一滤波单元、第二滤波单元、第三节点和第四节点，第一滤波单元，用于滤除所述电荷泵输出的第一电压信号中的高频分量并产生第一控制电压信号VC1以提供给第二电压电流转换单元，第二滤波单元，用于滤除所述电荷泵输出的第一电压信号中的高频分量并产生第二控制电压信号VC2以提供给第一电压电流转换单元，其中，第一滤波单元包括第一电阻R1和第一电容C1，R1和C1串联，第二滤波单元包括第二电阻R2和第二电容C2，R2和C2串联，第三节点为取出第一控制电压信号VC1的节点，第四节点为取出第二控制电压信号VC2的节点；所述环路低通滤波器还包括开关S1、开关S2和开关S3，S1一端耦接于R1和C1之间的第一节点，另一端耦接于R2和C2之间的第二节点，S2两端分别耦接于第二节点和第四节点，S3两端分别耦接于第三节点和第四节点；所述模式控制器，耦接于所述环路低通滤波器，用于在所述锁相环环路带宽小于带宽阈值时，控制所述环路低通滤波器中S2导通和S3断开，并且控制S1交替处于导通或断开；第一电压电流转换单元和第二电压电流转换单元，分别用于将接收的所述第二控制电压信号VC2和所述第一控制电压信号VC1转换为电流信号以得到两个电流信号并且将所述两个电流信号输入给电流控制振荡器；所述电流控制振荡器，用于根据所述两个电流信号生成频率为目标频率的锁相环输出信号；所述分频器，一端耦接于所述电流控制振荡器，另一端耦接于所述鉴频鉴相器，用于将所述电流控制振荡器输出的锁相环输出信号的频率进行分频，并将分频后的信号作为分频反馈信号发送给所述鉴频鉴相器。2.如权利要求1所述的锁相环电路，其特征在于，还包括：比较器，耦接于第一节点、第二节点和所述模式控制器，用于接收第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2，根据VM1和VM2的差模电压确定输出信号，并且将输出信号发送给所述模式控制器；所述模式控制器，具体用于：根据所述比较器的输出信号控制S1交替处于导通或断开。3.如权利要求2所述的锁相环电路，其特征在于，所述比较器具体用于：将VM1和VM2的差模电压和第一电压阈值进行比较；在VM1和VM2的差模电压大于第一电压阈值时，生成第一电平信号作为输出信号发送给所述模式控制器；在VM1和VM2的差模电压不大于第一电压阈值时，生成第二电平信号作为输出信号发送给所述模式控制器；所述模式控制器具体用于：在接收第一电平信号时，控制开关S1导通；在接收第二电平信号时，控制开关S1断开。4.如权利要求3所述的锁相环电路，其特征在于，所述比较器包括：共模电平生成器，用于接收第一节点处的电压VM和第二节点处的电压VM2，并生成VM1和VM2的共模电平；判断器，其一端与选择器连接，另一端与所述共模电平生成器连接，用于将所述共模电平生成器生成的共模电平和第二电压阈值进行比较，在所述共模电平小于第二电压阈值时，输出第一指示信号给所述选择器，在VCM大于第二电压阈值时，输出第二指示信号给所述选择器；所述选择器，用于接收所述判断器输出的第一指示信号并且根据第一指示信号选择接收第一比较器生成的第一输出信号作为所述比较器的输出信号，或者，用于接收所述判断器输出的第二指示信号并且根据第二指示信号选择接收第二比较器生成的第二输出信号作为所述比较器的输出信号；所述第一比较器，在第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2的共模电平小于第二电压阈值时，用于生成第一电平信号或第二电平信号作为第一输出信号；所述第二比较器，在第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2的共模电平大于第二电压阈值时，用于生成第一电平信号或第二电平信号作为第二输出信号。5.如权利要求4所述的锁相环电路，其特征在于，所述第一比较器包括：P型金属氧化物半导体PMOS输入跨导级，用于将第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2分别转换为电流信号以得到两个电流信号，并且将所述两个电流信号发送给N型金属氧化物半导体NMOS输出级；所述NMOS输出级，用于将接收的两个电流信号分别转换为电压信号以得到两个电压信号，并且将两个电压信号的差模电压和第一电压阈值进行比较，当两个电压信号的差模电压大于第一电压阈值时，生成第一电平信号作为第一输出信号；当两个电压信号的差模电压不大于第一电压阈值时，生成第二电平信号作为第一输出信号；所述第二比较器包括：NMOS输入跨导级，用于将第一节点处的电压VM1和第二节点处的电压VM2分别转换为电流信号以得到两个电流信号，并且将转换后的两个电流信号发送给PMOS输出级；所述PMOS输出级，用于将接收的两个电流信号分别转换为电压信号以得到两个电压信号，并且将两个电压信号的差模电压和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兵照，刘永旺，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44