一种电荷泵锁相环电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电荷泵锁相环电路，涉及集成电路技术领域。该电路包括基准子电路、鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器；所述鉴频鉴相器、所述电荷泵、所述低通滤波器和所述压控振荡器连接于所述基准子电路并接收其产生的基准电压；所述低通滤波器连接于所述电荷泵和所述压控振荡器，所述压控振荡器接收所述低通滤波器的电压信号并输出不同的频率信号至所述分频器，所述分频器将输入的频率信号进行分频后输入至所述鉴频鉴相器；所述鉴频鉴相器将输入的参考频率和所述分频器输入的反馈频率进行鉴别，并将鉴别后的鉴别值分别发送至所述电荷泵和所述低通滤波器。本发明专利技术的技术方案减小了电路面积、降低了电路功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种电荷泵锁相环电路
本专利技术涉及集成电路
，特别是涉及一种电荷泵锁相环电路。
技术介绍
近十几年来，无线通信技术和微电子技术得到蓬勃发展，对CMOS通信系统的研究方兴未艾。锁相环作为无线系统前端的一个关键部件，锁相环的锁定速度以及时钟质量直接决定了通信系统的启动速度，在时分多址和扩频跳频通信系统中，对锁相环性能要求更加高。目前越来越多的电子产品对芯片需求更加大，功能越趋复杂和集成度更加高的情况下，小面积高性能的CMOS电路设计成为必然，市场前景巨大。而现有技术中的锁相环电路，性能高的面积大，面积小的功耗高、性能差，无法兼顾面积和功耗。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种电荷泵锁相环电路，旨在减小电路面积、降低电路功耗。为实现上述目的，本专利技术提供一种电荷泵锁相环电路，所述电路包括基准子电路、鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器；所述鉴频鉴相器、所述电荷泵、所述低通滤波器和所述压控振荡器连接于所述基准子电路并接收其产生的基准电压；所述低通滤波器连接于所述电荷泵和所述压控振荡器，所述压控振荡器接收所述低通滤波器的电压信号并输出不同的频率信号至所述分频器，所述分频器将输入的频率信号进行分频后输入至所述鉴频鉴相器；所述鉴频鉴相器将输入的参考频率和所述分频器输入的反馈频率进行鉴别，并将鉴别后的鉴别值分别发送至所述电荷泵和所述低通滤波器。优选地，所述低通滤波器包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和第三电容；所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端分别连接于所述鉴频鉴相器，所述第一电阻的另一端连接于所述第二电容的一端，所述第二电阻的另一端连接于所述第三电容的一端；所述第一电容的一端连接于所述基准子电路，用以接收所述基准子电路发送的第一基准电压；所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端以及第三电容的另一端连接于所述电荷泵，并输出电压信号至所述压控振荡器。优选地，所述压控振荡器包括包括连接于所述低通滤波器、接收所述电压信号的场效应管、三级延时单元和缓冲单元，所述基准子电路通过所述场效应管为所述延时单元供电，三级所述延时单元经所述缓冲单元输出六相位的时钟信号至所述分频器。优选地，所述场效应管的栅极连接于所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端以及第三电容的另一端以接收所述电压信号，所述场效应管的源极连接于所述基准子电路以接收第一基准电压，三级所述延时单元分别连接于所述场效应管的漏极；三级所述延时单元包括两路串联的三个反相器，其中：第一反相器的输出端连接于第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接于第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端连接于所述第一反相器的输入端，且所述第一反相器、所述第二反相器和所述第三反相器的输出端均连接于所述缓冲器的输入端；第四反相器的输出端连接于第五反相器的输入端，所述第五反相器的输出端连接于第六反相器的输入端，所述第六反相器的输出端连接于所述第四反相器的输入端，且所述第四反相器的输出端、所述第五反相器的输出端和所述第六反相器的输出端均连接于所述缓冲器的输入端；所述缓冲器的输出端输出六相位的时钟信号至所述分频器。优选地，所述压控振荡器中的NMOS管均为DWN管。优选地，所述基准子电路输出第一基准电压和第二基准电压，所述第一基准电压为所述电荷泵、所述低通滤波器和所述压控振荡器提供基准电源，所述第二基准电压为所述鉴频鉴相器提供基准电源。本专利技术技术方案的电路面积小、功耗低、整个环路稳定性高以及输出时钟信号的质量高。附图说明图1为本专利技术电荷泵锁相环电路的原理示意图；图2a为本专利技术电荷泵锁相环电路中基准子电路的部分电路原理示意图；图2b为现有技术中基准电路的部分电路原理示意图；图3为本专利技术电荷泵锁相环电路中低通滤波器的电路原理示意图；图4为本专利技术电荷泵锁相环电路中压控振荡器的电路原理示意图；图5为本专利技术具体实施例的电路原理示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术进一步说明。本专利技术实施例提供一种电荷泵锁相环电路，如图1所示，所述电路包括基准子电路、鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器；所述鉴频鉴相器、所述电荷泵、所述低通滤波器和所述压控振荡器连接于所述基准子电路并接收其产生的基准电压；所述低通滤波器连接于所述电荷泵和所述压控振荡器，所述压控振荡器接收所述低通滤波器的电压信号并输出不同的频率信号至所述分频器，所述分频器将输入的频率信号进行分频后输入至所述鉴频鉴相器；所述鉴频鉴相器将输入的参考频率和所述分频器输入的反馈频率进行鉴别，并将鉴别后的鉴别值分别发送至所述电荷泵和所述低通滤波器。优选地，所述基准子电路输出第一基准电压VREG1和第二基准电压VREG2，所述第一基准电压VREG1为所述电荷泵、所述低通滤波器和所述压控振荡器提供基准电源，所述第二基准电压VREG2为所述鉴频鉴相器提供基准电源。如图2a所示，基准子电路采用的结构为无参考电压结构，并且PTAT（proportionaltoabsolutetemperature，与绝对温度成正比）电流的产生没有采用三极管。电路输出两个基准电压，具有很高的电源抑制比和驱动能力，一个是给鉴频鉴相器供电，一个是给电荷泵、低通滤波器和压控振荡器供电，目的是为了隔离电源噪声。具体地，如图2a和图2b所示，为了减小面积，基准子电路没有用常规参考电压连接运放地结构，而采用了MOS管来产生ΔVGS（两个MOS管的VGS差值），用来代替三极管产生的ΔVBE（两个三极管的VBE差值），进一步减小了面积，并且减小了电流消耗。鉴频鉴相器用于鉴别输入参考频率和反馈频率的频率和相位差，采用异或门的构架组成；当输入频率和反馈频率存在相位差时候，鉴频鉴相器就能将这个差值鉴别出来送给电荷泵。电荷泵采用基本的三态输出的结构，其具有只需无源滤波器、提供无限大的直流增益以及无限制的捕捉范围等特点。可通过寄存器来调节电荷泵电流的大小，适用于不同输出频率，可进一步提高锁相环电路的性能。优选地，如图3所示，所述低通滤波器包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3；所述第一电阻R1的一端和所述第二电阻R2的一端分别连接于所述鉴频鉴相器，所述第一电阻R1的另一端连接于所述第二电容C2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接于所述第三电容C3的一端；所述第一电容C1的一端连接于所述基准子电路，用以接收所述基准子电路发送的第一基准电压VREG1；所述第一电容C1的另一端、所述第二电容C2的另一端以及第三电容C3的另一端连接于所述电荷泵，并输出电压信号至所述压控振荡器。本专利技术实施例采用的低通滤波器与现有技术中的滤波电路具有一样的传输函数特性；由于本专利技术实施例中的低通滤波器具有和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电荷泵锁相环电路，其特征在于，所述电路包括基准子电路、鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器；/n所述鉴频鉴相器、所述电荷泵、所述低通滤波器和所述压控振荡器连接于所述基准子电路并接收其产生的基准电压；所述低通滤波器连接于所述电荷泵和所述压控振荡器，所述压控振荡器接收所述低通滤波器的电压信号并输出不同的频率信号至所述分频器，所述分频器将输入的频率信号进行分频后输入至所述鉴频鉴相器；所述鉴频鉴相器将输入的参考频率和所述分频器输入的反馈频率进行鉴别，并将鉴别后的鉴别值分别发送至所述电荷泵和所述低通滤波器。/n

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵锁相环电路，其特征在于，所述电路包括基准子电路、鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器；
所述鉴频鉴相器、所述电荷泵、所述低通滤波器和所述压控振荡器连接于所述基准子电路并接收其产生的基准电压；所述低通滤波器连接于所述电荷泵和所述压控振荡器，所述压控振荡器接收所述低通滤波器的电压信号并输出不同的频率信号至所述分频器，所述分频器将输入的频率信号进行分频后输入至所述鉴频鉴相器；所述鉴频鉴相器将输入的参考频率和所述分频器输入的反馈频率进行鉴别，并将鉴别后的鉴别值分别发送至所述电荷泵和所述低通滤波器。


2.根据权利要求1所述的电荷泵锁相环电路，其特征在于，所述低通滤波器包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和第三电容；
所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端分别连接于所述鉴频鉴相器，所述第一电阻的另一端连接于所述第二电容的一端，所述第二电阻的另一端连接于所述第三电容的一端；
所述第一电容的一端连接于所述基准子电路，用以接收所述基准子电路发送的第一基准电压；所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端以及第三电容的另一端连接于所述电荷泵，并输出电压信号至所述压控振荡器。


3.根据权利要求2所述的电荷泵锁相环电路，其特征在于，所述压控振荡器包括包括连接于所述低通滤波器、接收所述电压信号的场效应管、三级延时单元和缓冲单元，所述基准子电路通过所述场效应管为所述延时单元供电，三级所述延时单元经所述缓冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋登明，
申请(专利权)人：成都锐成芯微科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51