稳定电荷泵节点电压电平的系统和方法技术方案

一种方法包括在第一电路处跟踪调谐电压，该第一电路耦合至电荷泵的第一电源的第一漏节点。该方法还包括在第二电路处跟踪调谐电压，该第二电路耦合至电荷泵的第二电源的第二漏节点。该方法进一步包括响应于该调谐电压来稳定第一漏节点的第一电压和第二漏节点的第二电压。

System and method for stabilizing a voltage level of a charged pump node

A method includes tracking a tuning voltage at a first circuit coupled to a first drain node of a first power supply of a charge pump. The method also includes tracking the tuning voltage at the second circuit, which is coupled to a second leakage node of the second power supply of the charge pump. The method further includes stabilizing the first voltage of the first leakage node and the second voltage of the second leakage node in response to the tuning voltage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】稳定电荷泵节点电压电平的系统和方法I.领域本公开一般涉及稳定电荷泵节点电压电平。II.相关技术描述技术进步已导致越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络来传达语音和数据分组。此外，许多这样的无线电话包括被结合于此的其他类型的设备。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可处理可执行指令，包括可被用于接入因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。由此，这些无线电话可包括显著的计算能力。无线电话和其他电子设备内的电路系统可包括生成输出信号的锁相环(PLL)，该输出信号的相位、频率或这两者被“锁定”至输入信号(例如，时钟信号)。例如，锁相环可包括响应于电荷泵的压控振荡器(VCO)。相位检测器可使用“上升”和“下降”信号来控制电荷泵，这些信号使得电荷泵通过在充电路径与放电路径之间切换来在期望调谐范围内改变提供给VCO的调谐电压。然而，当设计者降低电源电压以提高移动设备的电池寿命时，电荷泵的晶体管可能不具有充足的净空(即，可能没有深度饱和)。因此，可能发生“失配”，以使得用于生成调谐电压的开启(on)和关闭(off)路径失配，从而导致调谐电压上的“电荷共享”和注入效应。该失配可提示设计者增大至电荷泵的电流或者更改VCO的调谐范围。然而，这些办法会增加功耗或者降低移动设备的性能。III.概述PLL的总体性能和可靠性会受到其电荷泵中的失配电流的影响。例如，如果电流源通过漏节点向电荷泵的第一路径提供电流并随后切换成通过漏节点向第二路径提供电流，则在电荷泵中的晶体管没有足够净空的情况下，漏节点电压在切换过程期间将改变。较低的电源电压导致电荷泵中的晶体管的净空减少。由于电荷泵中的晶体管净空减少，漏节点的电压可在电流路径切换期间显著改变。这一增大的电压改变导致供应给PLL的压控振荡器(VCO)的调谐电压上增加的电荷共享和注入。进而，这增大了电荷泵失配电流(例如，对向VCO供电的电容器充电的电流量相对于将该电容器放电的电流量)。公开了用于跟踪和稳定电荷泵(诸如PLL内的电荷泵)的漏节点电压的系统和方法。跟踪电路可跟踪供应给PLL中的压控振荡器(VCO)的调谐电压。调谐电压可在与跟踪电路相关联的晶体管的栅极处被跟踪。在跟踪期间，当调谐电压增大(并逼近第一电源电压)时，与第一跟踪电路相关联的n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管将导通。另外，当调谐电压减小(并逼近第二电源电压)时，与第二跟踪电路相关联的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管将导通。当与第一跟踪电路相关联的NMOS晶体管导通时，调谐电压的值将被跟踪以稳定与电荷泵的PMOS部分相关联的电流源的漏节点的电压。当与第二跟踪电路相关联的PMOS晶体管导通时，调谐电压的值将被跟踪以稳定与电荷泵的NMOS部分相关联的电流源的漏节点的电压。在操作期间，每个相应的漏节点的电压将在切换期间被稳定(例如，稳定在调谐电压的值)，由此减少PLL的电荷泵处的电荷共享和注入问题。在一特定实施例中，一种电路包括耦合至第一电流源且耦合至电容器的充电电流路径。充电电流路径包括第一电流源的漏节点。该电路还包括耦合至第二电流源且耦合至该电容器的放电电流路径。放电电流路径包括第二电流源的漏节点。该电路进一步包括耦合至第一电流源的漏节点的第一跟踪电路和耦合至第二电流源的漏节点的第二跟踪电路。第一跟踪电路响应于调谐电压信号来选择性地更改以稳定第一电流源的漏节点的电压电平。第二跟踪电路响应于调谐电压信号来选择性地更改以稳定第二电流源的漏节点的电压电平。在另一特定实施例中，一种电路包括耦合至第一电流源且耦合至电容器的充电电流路径。充电电流路径包括第一电流源的漏节点。该电路还包括耦合至第二电流源且耦合至该电容器的放电电流路径。放电电流路径包括第二电流源的漏节点。该电路进一步包括用于跟踪调谐电压以及用于稳定第一电流源的漏节点和第二电流源的漏节点的装置。在另一特定实施例中，一种方法包括在第一电路处跟踪调谐电压，第一电路耦合至电荷泵的第一电源的第一漏节点。该方法还包括在第二电路处跟踪调谐电压，第二电路耦合至电荷泵的第二电源的第二漏节点。该方法进一步包括响应于调谐电压来稳定第一漏节点的第一电压和第二漏节点的第二电压。由至少一个所公开的实施例提供的一个特定优点是减小由正施加给电荷泵的电源电压减小所导致的电荷泵失配电流的能力。本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括下述章节：附图简要说明、详细描述以及权利要求。IV.附图简要说明图1是包括具有电压跟踪电路的电荷泵的锁相环的特定解说性实施例的框图；图2是图1的电荷泵和电压跟踪电路的特定解说性实施例的电路图；图3是解说稳定电荷泵电路(诸如图1和图2的电路)的节点电压电平的方法的特定实施例的流程图；图4是包括可操作用于稳定电荷泵的节点电压的跟踪电路的无线通信设备的框图；以及图5是制造包括可操作用于稳定电荷泵的节点电压的跟踪电路的电子设备的制造过程的特定解说性实施例的数据流图。V.详细描述参照图1，示出了锁相环100的特定实施例。锁相环100包括耦合至压控振荡器(VCO)140的电荷泵130。压控振荡器140的输出(Fvco)150被提供给电荷泵130的输入，从而形成反馈路径。电荷泵130具有PMOS部分和NMOS部分。电荷泵130可被配置成生成调谐电压(Vtune)116。调谐电压(Vtune)116由电荷泵130输出并且经由低通环路滤波器117提供给VCO140。压控振荡器140响应于低通滤波器117的输出。压控振荡器140由电源电压(VDD)供电并且包括晶体管142和多个串联耦合的反相器144、146和148。电荷泵130具有第一电源电压(VDD)101和第二电源电压(VSS)103。例如，第一电源电压(VDD)101可以是正电源电压，而第二电源电压(VSS)103可以是负电源电压值或接地。第一电流源102耦合至第一电源电压(VDD)101并且具有第一漏节点(Vp)108。第二电流源104具有第二漏节点(Vn)110并且耦合至第二电源电压(VSS)103。电荷泵130还包括电压跟踪电路113。电压跟踪电路113耦合至第一漏节点(Vp)108并且耦合至第二漏节点(Vn)110。电压跟踪电路113选择性地将调谐电压(Vtune)116跟踪到第一漏节点(Vp)108和第二漏节点(Vn)110以稳定漏节点108、110处的电压。电荷泵130包括多个开关，其包括第一开关(S1)120、第二开关(S2)122、第三开关(S3)124、和第四开关(S4)126。开关S1-S4120-126响应于up(上升)或down(下降)信号。例如，第一开关(S1)120响应于up信号，并且第二开关(S2)122响应于down信号。第三开关(S3)124响应于(upb)输入，而第四开关(S4)126响应于(downb)输入。(upb)输入与up信号相反，并且输入与down信号相反。电荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于稳定电压电平的电路，包括：耦合至第一电流源且耦合至电容器的充电电流路径，所述充电电流路径包括所述第一电流源的第一漏节点；耦合至第二电流源且耦合至所述电容器的放电电流路径，所述放电电流路径包括所述第二电流源的第二漏节点；第一跟踪电路，其耦合至所述第一电流源的所述第一漏节点；以及第二跟踪电路，其耦合至所述第二电流源的所述第二漏节点，其中所述第一跟踪电路基于调谐电压、所述第一电流源的第一源电压、以及所述第二电流源的第二源电压之间的关系选择性地更改以稳定所述第一漏节点的第一电压电平，并且所述第二跟踪电路基于所述调谐电压、所述第一源电压、以及所述第二源电压之间的关系选择性地更改以稳定所述第二漏节点的电压电平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.10 US 13/293,7311.一种用于稳定电压电平的电路，包括：耦合至第一电流源且耦合至电容器的充电电流路径，所述充电电流路径包括所述第一电流源的第一漏节点；耦合至第二电流源且耦合至所述电容器的放电电流路径，所述放电电流路径包括所述第二电流源的第二漏节点；第一跟踪电路，其耦合至所述第一电流源的所述第一漏节点；以及第二跟踪电路，其耦合至所述第二电流源的所述第二漏节点，其中所述第一跟踪电路基于调谐电压、所述第一电流源的第一源电压、以及所述第二电流源的第二源电压之间的关系选择性地更改以稳定所述第一漏节点的第一电压电平，并且所述第二跟踪电路基于所述调谐电压、所述第一源电压、以及所述第二源电压之间的关系选择性地更改以稳定所述第二漏节点的电压电平。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，稳定所述第一漏节点的第一电压电平包括使晶体管保持在饱和工作区中。3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，进一步包括响应于所述调谐电压的可控振荡器。4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，进一步包括被配置成生成所述调谐电压的电荷泵。5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述充电电流路径进一步包括第一晶体管且所述放电电流路径进一步包括第二晶体管，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管具有相反的特性。6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一跟踪电路通过第三晶体管耦合至所述第一电流源的所述第一漏节点，其中所述第三晶体管和所述第一晶体管具有相似的特性。7.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第二跟踪电路通过第四晶体管耦合至所述第二电流源的所述第二漏节点，其中所述第四晶体管和所述第二晶体管具有相似的特性。8.如权利要求1所述的电路，其特征在于，进一步包括其中集成了所述第一跟踪电路和所述第二跟踪电路的设备，所述设备选自包括以下各项的组：机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、位置固定的数据单元、以及计算机。9.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一跟踪电路响应于所述调谐电压基本上等于所述第一源电压与所述第二源电压之间的差值的一半而关闭，并且所述第一跟踪电路响应于所述调谐电压并非基本上等于所述差值的一半而更改以稳定所述第一电压电平。10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述第一跟踪电路用所述调谐电压来均衡所述第一漏节点的第一电压电平，并且所述第二跟踪电路用所述调谐电压来均衡所述第二漏节点的第二电压电平。11.如权利要求9所述的电路，其特征在于，当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·钟，S·L·纳弗伯斯，N·V·丹恩，X·孔，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US