PLL中的开关电容器电路制造技术

本发明专利技术的各个方面描述了PLL中的开关电容器电路。示例包括在第一时钟相位期间将电流从第一电流源通过电容器路由到地，在第二时钟相位期间将电流从第二电流源通过电容器路由到地，以及在第三时钟相位期间将电容器上的电荷转移到环路滤波器电容器。第一电流源可以响应于来自相位/频率检测器(PFD)的UP误差样本而生成电流，并且第二电流源响应于来自PFD的DN误差样本而生成电流。

Switching Capacitor Circuit in PLL

Various aspects of the present invention describe switched capacitor circuits in PLL. Examples include routing current from the first current source to the ground through a capacitor during the first clock phase, from the second current source to the ground through a capacitor during the second clock phase, and transferring the charge on the capacitor to the loop filter capacitor during the third clock phase. The first current source can generate current in response to UP error samples from the phase/frequency detector (PFD), and the second current source can generate current in response to DN error samples from the PFD.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】PLL中的开关电容器电路
本公开涉及锁相环(PLL)合成器。
技术介绍
频率合成器是现代通信系统的主力，在通信链路的很多方面提供稳定的时钟信号，诸如用户设备、网络设备、广播设备等。锁相环(PLL)是频率合成器的常见形式，其可以产生从提供给PLL的参考频率导出的频率。分数PLL能够合成频率，这些频率是输入到PLL的参考频率的分数，而不是参考频率的整数倍。在分数PLL中，通常基于来自测量参考信号与反馈信号之间的相位、频率或相位和频率差的相位/频率检测器的脉冲来使用电荷泵电路来驱动环路滤波器。这种电荷泵电路会将非线性引入分数PLL中，导致PLL的带宽内的噪声折叠以及PLL输出处的杂散增加。由于包括电荷泵电路的电流源中的电流失配，电荷泵电路引入非线性。例如，电荷泵电路可能包含实际上不可匹配的P和N型电流源，这不可避免地将非线性引入环路中，从而降低了由PLL合成的频率的质量。质量会显著降低，使得由PLL合成的频率在诸如需要低相位噪声的应用等某些应用中无法使用。
技术实现思路
提供本“
技术实现思路
”是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的“具体实施方式”中进一步描述。本“
技术实现思路
”不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征。在一些方面，一种电路将电荷转移到锁相环(PLL)中的环路滤波器。第一电流源连接到第一开关的第一端子。第二电流源连接到第二开关的第一端子。电容器具有连接到第一开关的第二端子的第一端子和连接到第二开关的第二端子的第二端子。第三开关从电容器的第一端子连接到地。第四开关从电容器的第二端子连接到地。第五开关从电容器的第二端子连接到环路滤波器电容器。在其他方面，一种用于将电荷转移到锁相环(PLL)中的环路滤波器的电路包括第一电流源、第二电流源、电容器和多个开关。多个开关被配置为在第一时钟相位期间将电流从第一电流源通过电容器路由到地。多个开关还被配置为在第二时钟相位期间将电流从第二电流源通过电容器路由到地。多个开关还被配置为在第三时钟相位期间将电容器上的电荷转移到环路滤波器电容器。在其他方面，一种将电荷转移到锁相环(PLL)中的环路滤波器的方法在第一时钟相位期间将电流从第一电流源通过电容器路由到地。在第二时钟相位期间将电流从第二电流源通过电容器路由到地。在第三时钟相位期间将电容器上的电荷转移到环路滤波器电容器。在其他方面，一种用于将电荷转移到锁相环(PLL)中的环路滤波器的方法在多个时钟相位上交错多个电荷泵电路。多个电荷泵电路中的每个包括第一电流源、第二电流源、电容器和多个开关。在至少一个时钟相位期间，通过第一电荷泵电路的多个开关中的至少一些开关将电流从第一电荷泵电路的第一电流源通过第一电荷泵电路的相应电容器路由到地。在至少一个时钟相位期间，通过第二电荷泵电路的多个开关中的至少一些开关将电流从第二电荷泵电路的第二电流源通过第二电荷泵电路的相应电容器路由到地。在至少一个时钟相位期间，通过第三电荷泵电路的多个开关中的至少一些开关将第三电荷泵电路的相应电容器上的电荷转移到环路滤波器电容器。前述内容是概述，并且因此必然包含细节的简化、概括和省略；因此，本领域技术人员将理解，该概述仅是说明性的，并不表示以任何方式进行限制。由权利要求单独限定的本文中描述的设备和/或过程的其他方面、专利技术特征和优点将在本文中阐述的非限制性详细描述中变得很清楚。附图说明详细描述参考了附图。在附图中，附图标记的最左边的数字标识首次出现附图标记的图。在说明书和附图中的不同实例中的相同的附图标记的使用可以指示相似或相同的项目。图1示出了根据一个或多个方面的示例锁相环(PLL)合成器。图2示出了根据一个或多个方面的示例电荷泵和环路滤波器电路。图3示出了根据一个或多个方面的用于不同时钟相位的示例电荷泵电路配置。图4示出了根据一个或多个方面的示例交错电荷泵和环路滤波器电路。图5示出了根据一个或多个方面的用于三个交错电荷泵中的每个交错电荷泵的不同时钟相位的示例电荷泵电路配置。图6示出了根据一个或多个方面的用于在电荷泵中生成电荷并且将电荷转移到环路滤波器的示例方法。图7示出了根据一个或多个方面的用于在包括交错电荷泵的电荷泵中生成电荷并且将电荷转移到环路滤波器的示例方法。图8示出了根据一个或多个方面的用于在包括交错的流水线电荷泵的电荷泵中生成电荷并且将电荷转移到环路滤波器的示例方法。图9示出了根据一个或多个方面的具有可以实现使用交错的流水线开关电容器电路来降低PLL非线性的各方面的组件的设备。具体实施方式电荷泵电路通常用在PLL中以向环路滤波器提供电流。环路滤波器在电容器上对电流积分以在压控振荡器(VCO)上设置控制电压，从而产生PLL的输出频率。通过反馈提供控制，该反馈与相位/频率检测器(PFD)中的参考频率进行比较，其生成误差脉冲以在电荷泵电路中产生电流。电荷泵电路可以将非线性引入PLL中，其导致PLL的带宽内的噪声折叠以及PLL输出处的杂散增加。例如，由于包括电荷泵电路的电流源中的电流失配，电荷泵电路可能引入非线性。不同类型的电流源难以匹配，并且不可避免地通过电流不匹配将非线性引入环路中。相反，本文中描述的某些方面可以包括电荷泵电路，该电荷泵电路使用相同类型的电流源来对电荷泵中的电容器充电并且将电容器上的电荷转移到环路滤波器的电容器，从而减少引入环路中的非线性。通过配置不同时钟相位处的开关以在第一时钟相位期间将电流从第一电流源路由通过电容器并且在第二时钟相位期间将电流从第二电流源路由通过电容器，电流泵中的电容器在不同时钟相位上有效地翻转(flipped)。第一电流源响应于来自相位/频率检测器(PFD)(诸如来自UP误差脉冲)的脉冲采样的一个方向而生成电流，并且第二电流源响应于来自PFD(诸如来自DN误差脉冲)的脉冲采样的另一方向而生成电流。在第三时钟相位期间，电荷从电荷泵中的电容器传递到包括环路滤波器的电容器。在以下讨论中，描述包括具有电荷泵和环路滤波器的PLL的示例系统。还描述了可以实现示例系统的元件的技术以及可以在其上实现示例系统的元件的设备。因此，示例过程的执行不限于示例系统，并且示例系统不限于示例过程的执行。关于示例系统或其元件做出的任何引用仅是示例性的，并不旨在限制本文中描述的任何方面。图1示出了根据本公开的一个或多个方面的示例PLL合成器100。PLL合成器100可以包括任何合适类型的设备，诸如蜂窝电话、平板电脑、膝上型计算机、机顶盒、卫星收发器、有线电视接收器、接入点、台式计算机、游戏设备、车辆导航系统、蜂窝塔、基站、电缆头端等。此外，PLL合成器100可以包括任何合适类型的实现，诸如专用集成电路(ASIC)、多个芯片上的多个管芯、单个芯片上的多个管芯、片上系统(SoC)、分立组件、其组合等。PLL合成器100包括相位/频率检测器(PFD)102、电荷泵104、环路滤波器106和分频器110。为简单起见，保留了PLL合成器100的这些模块的讨论。然而，在不脱离本文中描述的主题的范围的情况下，各种实施例可以包括附加的组件、硬件、软件和/或固件。例如，图1中未示出的这种组件可以包括但不限于控制逻辑、直接数字合成器、放大器、滤波器、振荡器、混频器、隔离器、耦合器、处理器等。PFD102将参考信号FREF与从分频器110输出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将电荷转移到锁相环(PLL)中的环路滤波器的电路，所述电路包括：第一电流源，连接到第一开关的第一端子；第二电流源，连接到第二开关的第一端子；第一电容器，具有连接到所述第一开关的第二端子的第一端子和连接到所述第二开关的第二端子的第二端子；第三开关，从所述第一电容器的所述第一端子连接到地；第四开关，从所述第一电容器的所述第二端子连接到地；以及第五开关，从所述电容器的所述第二端子连接到所述PLL中的所述环路滤波器中的第二电容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.22 US 15/273,6001.一种用于将电荷转移到锁相环(PLL)中的环路滤波器的电路，所述电路包括：第一电流源，连接到第一开关的第一端子；第二电流源，连接到第二开关的第一端子；第一电容器，具有连接到所述第一开关的第二端子的第一端子和连接到所述第二开关的第二端子的第二端子；第三开关，从所述第一电容器的所述第一端子连接到地；第四开关，从所述第一电容器的所述第二端子连接到地；以及第五开关，从所述电容器的所述第二端子连接到所述PLL中的所述环路滤波器中的第二电容器。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一开关和所述第四开关被配置为在第一时钟相位期间闭合，并且所述第二开关、所述第三开关和所述第五开关被配置为在所述第一时钟相位期间断开。3.根据权利要求2所述的电路，其中所述第二开关和所述第三开关被配置为在第二时钟相位期间闭合，并且所述第一开关、所述第四开关和所述第五开关被配置为在所述第二时钟相位期间断开。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述第三开关和所述第五开关被配置为在第三时钟相位期间闭合，并且所述第一开关、所述第二开关和所述第四开关被配置为在所述第三时钟相位期间断开。5.根据权利要求4所述的电路，其中在所述第三时钟相位期间，来自所述第一电容器的电荷通过所述第五开关转移到所述第二电容器。6.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一电流源响应于上脉冲采样而提供电流，并且所述第二电流源响应于下脉冲采样而提供电流。7.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一电流源和所述第二电流源具有相同的工艺类型。8.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一电流源、所述第二电流源、所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第一电容器包括单位单元，并且所述电路还包括分别具有第三电容器和第四电容器的第二单位单元和第三单位单元。9.根据权利要求8所述的电路，其中所述单位单元被一个时钟相位延迟分开。10.根据权利要求8所述的电路，其中所述电容器、所述第三电容器和所述第四电容器具有相同的标称电容值。11.一种锁相环(PLL)中的电荷泵，所述电荷泵包括：第一电流源；第二电流源；电容器；以及多个开关，被配置为：在第一时钟相位期间将电流从所述第一电流源通过所述电容器路由到地；在第二时钟相位期间将电流从所述第二电流源通过所述电容器路由到地；以及在第三时钟相位期间将所述电容器上的电荷转移到所述PLL中的环路滤波器。12.根据权利要求11所述的电荷泵，其中所述多个开关被配置为将所述电容器上的电荷转移到所述PLL中的电容器。13.根据权利要求11所述的电荷泵，其中所述多个开关还被配置为：在所述第一时钟相位期间将所述第一电流源连接到所述电容器的第一端子；以及在所述第二时钟相位期间将所述第二电流源连接到所述电容器的第二端子。14.根据权利要求11所述的电荷泵，其中所述多个开关包括：第一开关，从所述第一电流源连接到所述电容器的第一端子；第二开关，从所述第二电流源连接到所述电容器的第二端子；第三开关，从所述电容器的所述第一端子连接到地；第四开关，从所述电容器的所述第二端子连接到地；以及第五开关，从所述电容器的所述第二端子连接到所述环路滤波器。15.一种设备，包括：用于在第一时钟相位期间将电流从第一电流源通过第一电容器路由到地的装置；用于在第二时钟相位期间将电流从第二电流源通过所述第一电容器路由到地的装置；以及用于在第三时...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·沙瑞夫扎德，A·科哈利利，M·塔奇万德，M·伊马迪，
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