用于产生电荷泵控制信号的方法和设备技术

本发明专利技术公开一种被布置成输出电荷泵控制信号(325)的电荷泵驱动器电路(320)。该电荷泵驱动器电路(320)包括被布置成产生偏置电流(335)、控制级(340)和输出级(350)的偏置电流源组件(330)。该控制级(340)耦合到该偏置电流源组件(330)且被布置成接收该偏置电流(335)。该控制级(340)被进一步布置成接收输入信号(215)且根据该输入信号(215)产生与该偏置电流(335)成比例的控制电流信号(345)。该输出级(350)被布置成接收由该控制级(340)产生的该控制电流信号(345)且基于由该控制级(340)产生的该控制电流信号(345)来产生所述电荷泵控制电压信号(325)。该偏置电流源组件(330)被布置成响应于温度的变化来改变该偏置电流(335)。

Methods and equipment for generating charge pump control signals

The present invention discloses a charge pump driver circuit (320) which is arranged as an output charge pump control signal (325). The charge pump driver circuit (320) includes a bias current source component (330) arranged to produce a bias current (335), a control stage (340), and an output stage (350). The control stage (340) is coupled to the bias current source component (330) and is arranged to receive the bias current (335). The control level (340) is further arranged to receive the input signal (215), and the control current signal (345) proportional to the bias current (335) is generated according to the input signal (215). The output stage (350) is arranged to receive the control current signal (345) generated by the control level (340) and generate the charge pump control voltage signal (325) based on the control current signal (345) generated by the control level (340). The bias current source assembly (330) is arranged to change the bias current (335) in response to a change in temperature.

【技术实现步骤摘要】
用于产生电荷泵控制信号的方法和设备
本专利技术涉及用于产生电荷泵控制信号的方法和设备，且尤其涉及被布置成输出电荷泵控制电压信号的电荷泵驱动器电路。
技术介绍
雷达电路通常使用锁相回路(PLL)来产生斜坡调制的信号。在具有电荷泵的PLL的情况下，电荷泵用以驱动压控振荡器(VCO)的控制端口。在雷达应用中，相位噪声是系统的关键参数。能够支持长程雷达(LRR)和短程雷达(SRR)应用的VCO需要较大调谐电压范围，例如从0.4V至5V。电荷泵在低电压下驱动VCO的控制端口的能力是与PLL的相位噪声性能相关的限制因素。图1示出电荷泵电路100的简化电路图。电荷泵电路由双极型晶体管110构成。双极型晶体管110的集电极端耦合到涓流电流源120且耦合到电荷泵电路100的输出节点105。双极型晶体管110的发射极端耦合到脉冲式电流源130。将控制信号115提供到双极型晶体管110的基极端。在电荷泵电路100的输出节点105处的最小可实现电压Vout通过双极型晶体管110的发射极端处的最小电压Ve和双极型晶体管110两端的最小电压Vce来固定。通过在双极型晶体管110的基极端处的电压Vb(即，通过控制信号115)确定在双极型晶体管110的发射极端处的电压Ve。也就是说，在双极型晶体管110的基极端处的电压Vb(即，控制信号115的电压Vctrl)越低，在双极型晶体管110的发射极端处的电压Ve就越低，且因此在电荷泵电路100的输出节点105处的可实现最小电压Vout越低，同时在PLL输出时保持可接受相位噪声性能。然而，输出节点105的电压电平过低将使得双极型晶体管110进入其饱和操作区，这会导致电荷泵电路100的基带噪声降级和因此在PLL输出时的相位噪声降级。因此，应限制控制信号115的最小电压电平Vctrl_min以避免双极型晶体管110饱和。因此，在需要实现输出节点105处的低级最小电压Vout与需要避免双极型晶体管110被驱动进入其饱和操作模式之间存在冲突。在电荷泵电路100的输出节点105处实现最小电压Vout而不驱动双极型晶体管110进入其饱和操作模式的能力通过温度的变化可对双极型晶体管110的作用来另外并发。实际上，双极型晶体管100的基极-发射极电压与绝对温度成反比。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种被布置成输出电荷泵控制电压信号的电荷泵驱动器电路，所述电荷泵驱动器电路包括：偏置电流源组件，所述偏置电流源组件被布置成产生偏置电流；控制级，所述控制级耦合到所述偏置电流源组件且被布置成接收所述偏置电流，所述控制级被进一步布置成接收输入信号且根据所述输入信号产生与所述偏置电流成比例的控制电流信号；以及输出级，所述输出级被布置成接收由所述控制级产生的所述控制电流信号且基于由所述控制级产生的所述控制电流信号产生所述电荷泵控制电压信号，其中所述偏置电流源组件被布置成响应于温度的变化来改变所述偏置电流。在一个或多个实施例中，所述控制级包括被布置成接收所述输入信号和由所述偏置电流源组件产生的所述偏置电流且将所述输入信号内的电压脉冲转换到电流脉冲的控制电流电路，所述电流脉冲包括与所述偏置电流恒定的幅度比；以及所述控制级被布置成输出由所述控制电流电路产生的所述电流脉冲作为所述控制电流信号。在一个或多个实施例中，所述控制电流电路包括：第一电流镜布置，所述第一电流镜像布置包括所述偏置电流流经的参考装置、调节第一镜像电流穿过的第一镜像装置，和调节第二镜像电流穿过的第二镜像装置；第二电流镜布置，所述第二电流镜布置包括所述第二镜像电流流经的参考装置和调节源电流穿过的镜像装置，所述第二电流镜布置的所述镜像装置耦合于所述控制电流电路的供应节点与输出节点之间；以及双极型晶体管，所述双极型晶体管具有耦合到所述第一电流镜布置的所述第一镜像装置的发射极端、耦合到所述控制电流电路的所述输出节点的集电极端和耦合到所述输入信号的基极端。在一个或多个实施例中，所述输出级包括：双极型晶体管，所述双极型晶体管包括耦合到所述电荷泵驱动器电路的供应节点的集电极端、耦合到所述电荷泵驱动器电路的输出节点的发射极端和可操作地耦合到所述控制电流电路的输出节点的基极端；以及组件网络，所述组件网络耦合于所述控制电流电路的所述输出节点与参考电压节点之间且被布置成将由所述控制级产生的所述控制电流信号转换成在所述双极型晶体管的所述基极端处的控制电压信号。在一个或多个实施例中，所述组件网络包括与至少一个电阻性元件串联耦合的双极型晶体管，其中所述双极型晶体管的基极端耦合到其集电极端。在一个或多个实施例中，所述偏置电流源组件被布置成产生具有负斜率温度分布的偏置电流。在一个或多个实施例中，所述偏置电流源组件被布置成产生具有多区温度分布的偏置电流。在一个或多个实施例中，所述偏置电流源组件被布置成产生包括与绝对温度成反比的电流分量的偏置电流。根据本专利技术的第二方面，提供一种锁相回路，所述锁相回路包括电荷泵电路和根据前述被布置成将电荷泵控制电压信号输出到所述电荷泵电路的电荷泵驱动器电路。根据本专利技术的第三方面，提供一种产生电荷泵控制电压信号的方法，所述方法包括：接收输入信号；产生温度相关偏置电流；根据所述输入信号产生与所述温度相关偏置电流成比例的控制电流信号；以及基于所述控制电流信号产生所述电荷泵电压控制信号。在一个或多个实施例中，所述方法通过将所述输入信号内的电压脉冲转换成包括与所述偏置电流恒定的幅度比的电流脉冲，且输出由所述控制电流电路产生的所述电流脉冲作为所述控制电流信号来产生所述控制电流信号。在一个或多个实施例中，所述方法包括产生具有负斜率温度分布的偏置电流。在一个或多个实施例中，所述方法包括产生包括与绝对温度成反比的电流分量的偏置电流。附图说明将仅借助于例子参考图式描述本专利技术的另外细节、方面和实施例。在图式中，相同参考数字用于表示相同或功能上类似的元件。为简单和清晰起见示出附图中的元件，并且这些元件未必按比例绘制。图1示出电荷泵电路的简化电路图。图2示出锁相回路的例子的简化框图。图3示出图2的锁相回路内的电荷泵模块的例子的简化框图。图4示出图3的电荷泵模块的例子的简化电路图。图5和图6示出偏置电流温度分布的例子。图7示出偏置电流源组件的例子的简化电路/框图。图8示出产生电荷泵控制电压信号的方法的例子的简化流程图。具体实施方式根据本专利技术的例子，提供被布置成产生电荷泵控制电压信号的电荷泵驱动器电路。电荷泵驱动器电路被布置成产生与温度相关偏置电流成比例的控制电流信号，且基于控制电流信号产生电荷泵控制电压信号。偏置电流被布置成响应于温度的变化而改变，从而使得电荷泵控制电压信号至少部分补偿温度的变化。以这种方式，可产生电荷泵控制电压信号以补偿温度变化的影响，例如温度变化对电荷泵双极型晶体管的基极-发射极电压的反比例影响等。首先参考图2，示出锁相回路(PLL)200的例子的简化框图。PLL200包括相位检测器210、电荷泵模块220、回路滤波器230和压控振荡器(VCO)240，这些装置全部串联可操作地耦合。响应于由回路滤波器230在其控制端口处输出的电压信号235，VCO240输出具有视电压信号235而定的振荡频率的振荡输出信号245。输出信号245作为反馈信号255经由反馈路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被布置成输出电荷泵控制电压信号(325)的电荷泵驱动器电路(320)，其特征在于，所述电荷泵驱动器电路(320)包括：偏置电流源组件(330)，所述偏置电流源组件(330)被布置成产生偏置电流(335)；控制级(340)，所述控制级(340)耦合到所述偏置电流源组件(330)且被布置成接收所述偏置电流(335)，所述控制级(340)被进一步布置成接收输入信号(215)且根据所述输入信号(215)产生与所述偏置电流(335)成比例的控制电流信号(345)；以及输出级(350)，所述输出级(350)被布置成接收由所述控制级(340)产生的所述控制电流信号(345)且基于由所述控制级(340)产生的所述控制电流信号(345)来产生所述电荷泵控制电压信号(325)，其中所述偏置电流源组件(330)被布置成响应于温度的变化来改变所述偏置电流(335)。

【技术特征摘要】
2016.06.08 EP 16305668.21.一种被布置成输出电荷泵控制电压信号(325)的电荷泵驱动器电路(320)，其特征在于，所述电荷泵驱动器电路(320)包括：偏置电流源组件(330)，所述偏置电流源组件(330)被布置成产生偏置电流(335)；控制级(340)，所述控制级(340)耦合到所述偏置电流源组件(330)且被布置成接收所述偏置电流(335)，所述控制级(340)被进一步布置成接收输入信号(215)且根据所述输入信号(215)产生与所述偏置电流(335)成比例的控制电流信号(345)；以及输出级(350)，所述输出级(350)被布置成接收由所述控制级(340)产生的所述控制电流信号(345)且基于由所述控制级(340)产生的所述控制电流信号(345)来产生所述电荷泵控制电压信号(325)，其中所述偏置电流源组件(330)被布置成响应于温度的变化来改变所述偏置电流(335)。2.根据权利要求1所述的电荷泵驱动器电路(320)，其特征在于：所述控制级(340)包括被布置成接收所述输入信号(215)和由所述偏置电流源组件(330)产生的所述偏置电流(335)且将所述输入信号(215)内的电压脉冲转换到电流脉冲的控制电流电路，所述电流脉冲包括与所述偏置电流(335)恒定的幅度比；以及所述控制级(340)被布置成输出由所述控制电流电路产生的所述电流脉冲作为所述控制电流信号(345)。3.根据权利要求2所述的电荷泵驱动器电路(320)，其特征在于，所述控制电流电路(340)包括：第一电流镜布置，所述第一电流镜像布置包括所述偏置电流(335)流经的参考装置(410)、调节第一镜像电流(425)穿过的第一镜像装置(420)，和调节第二镜像电流(435)穿过的第二镜像装置(430)；第二电流镜布置，所述第二电流镜布置包括所述第二镜像电流(435)流经的参考装置(440)和调节源电流(455)穿过的镜像装置(450)，所述第二电流镜布置的所述镜像装置(450)耦合于所述控制电流电路(340)的供应节点(402)与输出节点(404)之间；以及双极型晶体管(460)，所述双极型晶体管(460)具有耦合到所述第一电流镜布置的所述第一镜像装置(420)的发射极端、耦合到所述控制电流电路(340)的所述输出节点(404)的集电极端和耦合到所述输入信号(215)的基极端。4.根据在前的任一项权利要求所述的电荷泵驱动器电路(320)，其特征在于，所述输出级(350...

【专利技术属性】
技术研发人员：比拉玛·贡巴拉，皮埃尔·帕斯卡尔·萨瓦里，克里斯蒂安·帕瓦奥·莫雷拉，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US