一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路制造技术

本发明专利技术公开了一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，它包括两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路和一个逻辑判断模块，锁相环路分别由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器组成，两个锁相环路共用双输入的压控振荡器和分频器；输入参考时钟信号分别与逻辑判断模块、两个锁相环路中的鉴频鉴相器连接，低通滤波器的输出分别与压控振荡器的两个输入连接，分频器的输出分别与逻辑判断模块和的鉴频鉴相器连接，逻辑判断模块的输出分别与鉴频鉴相器和电荷泵连接。本发明专利技术通过两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路实现宽锁定范围低抖动的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锁相环电路，特别是一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路。
技术介绍
传统锁相环路只有一个环路，包括五个模块，分别是：鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器，主要实现对输入参考频率信号的倍频。传统的锁相环信号处理过程如图1所示，鉴频鉴相器根据两输入方波信号的相差产生不同宽度的脉冲调制信号，电荷泵根据输入的脉冲调制信号输出电流脉冲，低通滤波器对电流脉冲进行积分和滤波，完成电流到电压的转变，压控振荡器根据上述电压输出对应的频率信号，分频器对这个频率信号进行分频。压控振荡器的频率-电压传递曲线如图2所示，因为压控振荡器的增益是图2所示曲线在锁定的某个频点的斜率，所以在有效输入控制电压ΔV范围内对应必须覆盖频率范围Δf时，此Δf越大，则此曲线的斜率也就越大。考虑到工艺，电源电压，温度的偏差，为了有效覆盖Δf，必须加大频率覆盖范围，这时的曲线斜率就很大了，常常达到GHZ/V的数量级。以上的做法是保证了对宽频率范围的覆盖，但是高的压控振荡器的增益，带来的明显弊端就是压控振荡器对输入控制电压上噪声的敏感，恶化了抖动性能。从提高抖动性能的角度，其实是希望有一个低的压控振荡器的增益。从上所述，可以看出传统的锁相环结构存在宽锁定范围和低压控振荡器增益之间的矛盾。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，该电路能够同时实现宽频率锁定范围和低的压控振荡器增益，在实现宽频锁定功能的同时也实现了利用低的压控振荡器增益来达到低抖动的目的。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，它包括两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路A和锁相环路B，以及一个逻辑判断模块，锁相环路A由鉴频鉴相器A、电荷泵A、低通滤波器A、压控振荡器和分频器组成，锁相环路B由鉴频鉴相器B、电荷泵B、低通滤波器B、压控振荡器和分频器组成，锁相环路A和锁相环路B共用了压控振荡器和分频器；输入参考时钟信号分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B连接，鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B的输出分别与电荷泵A和电荷泵B连接，电荷泵A和电荷泵B的输出分别与低通滤波器A和低通滤波器B连接，低通滤波器A和低通滤波器B的输出分别与压控振荡器的两个输入端连接，压控振荡器的输出与分频器的输入连接，分频器的输出分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B连接，逻辑判断模块的输出分别与鉴频鉴相器A、鉴频鉴相器B、电荷泵A和电荷泵B连接。所述的压控振荡器为双输入结构，一种输入对应一个环路，其中一个输入对应的电压-电流转换率大，所以对应的压控振荡器的增益大；别外一个输入对应的电压-电流转换率小，所以对应的压控振荡器的增益小。所述的逻辑判断模块用于判断高增益锁相环路是否锁定或接近锁定，如是，则关断该高增益环路让电荷泵输出为高阻，以便保存低通滤波器上的电荷，同时切换到低增益的锁相环路。本专利技术的有益效果是：本专利技术包括两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路A和锁相环路B，利用压控振荡器增益高的锁相环路来锁定频点，然后切换到压控振荡器增益低的锁相环路来保证低抖动，使锁相环实现宽锁定范围低抖动的功能。附图说明图1为传统的锁相环结构图；图2为压控振荡器的频率-电压转移曲线示意图；图3为本专利技术一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路的结构示意图；图4为本专利技术中双输入压控振荡器的结构示意图；图5为本专利技术中为了演示宽锁定范围和低压控振荡器增益效果给出的双输入压控振荡器的频率-电压转移曲线示意图；图6为本专利技术中推荐的低通滤波器的结构图；图7为本专利技术中逻辑判断模块的结构示意图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图3所示，一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，它包括两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路A和锁相环路B，以及一个逻辑判断模块，锁相环路A由鉴频鉴相器A、电荷泵A、低通滤波器A、压控振荡器和分频器组成，锁相环路B由鉴频鉴相器B、电荷泵B、低通滤波器B、压控振荡器和分频器组成，锁相环路A和锁相环路B共用了压控振荡器和分频器；输入参考时钟信号分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B连接，鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B的输出分别与电荷泵A和电荷泵B连接，电荷泵A和电荷泵B的输出分别与低通滤波器A和低通滤波器B连接，低通滤波器A和低通滤波器B的输出分别与压控振荡器的两个输入端连接，压控振荡器的输出与分频器的输入连接，分频器的输出分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B连接，逻辑判断模块的输出分别与鉴频鉴相器A、鉴频鉴相器B、电荷泵A和电荷泵B连接。所述的鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B，分别根据两输入方波信号的相差产生不同宽度的脉冲调制信号。所述的电荷泵A和电荷泵B，分别根据输入的脉冲调制信号输出电流脉冲。所述的低通滤波器A和低通滤波器B，分别对电流脉冲进行积分和滤波，完成电流到电压的转变，输出电压信号。所述的压控振荡器，根据不同的输入电压输出不同频率的信号。所述的分频器，对输入信号的频率进行分频。所述的逻辑判断模块用于判断高增益锁相环路是否锁定或接近锁定，如是，则关断该高增益环路让电荷泵输出为高阻，以便保存低通滤波器上的电荷，同时切换到低增益的锁相环路。所述的锁相环路A中对应的压控振荡器的增益是高增益，锁相环路B中对应的压控振荡器的增益是低增益；刚开始时是锁相环路A工作，当逻辑判断模块根据输入的两路信号判断出环路锁定或接近锁定时，切换到锁相环路B工作，同时将电荷泵A输出设置成高阻态，以便保存低通滤波器A上的电荷，协助锁相环路B完成最后的锁定。如图4所示，所述的压控振荡器为双输入结构，它包括NMOS管N1、N2，PMOS管P1、P2、P3、P4和电流控制振荡器，NMOS管N1、PMOS管P1和P2完成了对输入电压信号的电压-电流转换，它们对应的是锁相环路A的压控振荡器增益,因为有意设计这个电压-电流转换率高，所以对应的压控振荡器的增益高,具体实现方法是把NMOS管N1的宽长比加大，这样它的跨导就会变大，这样就实现了电压-电流转换率高，大的电流会导致电流控制振荡器输出频率变大，于是就实现了压控振荡器的增益高的目的；NMOS管N2、PMOS管P3和P4完成了对输入电压信号的电压-电流转换，它们对应的是环路B的压控振荡器增益，因为有意设计这个电压-电流转换率低，所以对应的压控振荡器的增益低，具体实现方法是把NMOS管N2的宽长比减小，这样它的跨导就会变小，这样就实现了电压-电流转换率低，小的电流会导致电流控制振荡器输出频率变小，于是就实现了压控振荡器的增益低的目的；所述的两个电压-电流转换电路出来的电流分别流进电流控制振荡器，电流控制振荡器输出的频率随电流单调变化，电流越大，输出频率越大；电流控制振荡器可以是倒相器形式的环路，也可以是伪差分形式的环路，或者是其他结构。图5是本专利技术中为了演本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，其特征在于：它包括两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路A和锁相环路B，以及一个逻辑判断模块，锁相环路A由鉴频鉴相器A、电荷泵A、低通滤波器A、压控振荡器和分频器组成，锁相环路B由鉴频鉴相器B、电荷泵B、低通滤波器B、压控振荡器和分频器组成，锁相环路A和锁相环路B共用了双输入的压控振荡器和分频器；输入参考时钟信号分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B连接，鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B的输出分别与电荷泵A和电荷泵B连接，电荷泵A和电荷泵B的输出分别与低通滤波器A和低通滤波器B连接，低通滤波器A和低通滤波器B的输出分别与压控振荡器的两个输入端连接，压控振荡器的输出与分频器的输入连接，分频器的输出分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B连接，逻辑判断模块的输出分别与鉴频鉴相器A、鉴频鉴相器B、电荷泵A和电荷泵B连接。

【技术特征摘要】
1.一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，其特征在于：它包括两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路A和锁相环路B，以及一个逻辑判断模块，锁相环路A由鉴频鉴相器A、电荷泵A、低通滤波器A、压控振荡器和分频器组成，锁相环路B由鉴频鉴相器B、电荷泵B、低通滤波器B、压控振荡器和分频器组成，锁相环路A和锁相环路B共用了双输入的压控振荡器和分频器；输入参考时钟信号分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B连接，鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B的输出分别与电荷泵A和电荷泵B连接，电荷泵A和电荷泵B的输出分别与低通滤波器A和低通滤波器B连接，低通滤波器A和低通滤波器B的输出分别与压控振荡器的两个输入端连接，压控振荡器的输出与分频器的输入连接，分频器的输出分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，
申请(专利权)人：成都振芯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51