快速锁定锁相环及其相关的快速锁定方法技术

提供了一种快速锁定锁相环(phase

【技术实现步骤摘要】
快速锁定锁相环及其相关的快速锁定方法


[0001]本专利技术通常涉及锁相环(phase
‑
locked loop，PLL)，以及更具体地，涉及快速锁定锁相环(fast
‑
locking PLL)及其相关的快速锁相方法。

技术介绍

[0002]为了实现快速锁定锁相环(PLL)，可以将快速锁定锁相环(PLL)的至少一个参数配置为是可变的(variable)。在相关技术中，锁相环(PLL)的电荷泵电流(charge pump current)能够在该锁相环(PLL)的锁定操作的期间被动态地切换，从而在不牺牲锁相环(PLL)的噪声相关性能(noise
‑
related performance)的情况下加速锁定操作。例如，在锁相环(PLL)的锁定操作的起始处(at the beginning of)，电荷泵电流被控制为具有初始电流(initial current)，该初始电流大于最终电流(final current)，其中，与具有该最终电流相比，该初始电流使得锁定操作更快，但噪声相关性能更差；而当锁定操作几乎完成(almost completed)时(例如，锁相环(PLL)的输出频率接近目标频率)，电荷泵电流可以被控制为所述最终电流，以确保噪声相关性能。
[0003]动态地切换电荷泵电流的方式确实提高了锁定操作的速度。但是，有一些缺点。通常，电荷泵电流源的单位电池(unit cell)被设计为具有大尺寸(big size)，以获得更好的噪声相关性能。当提高锁定操作的速度时，必须增加单位电池的数量，从而大大增加整体的电路面积和电流消耗。因此，需要一种用于快速锁定操作及其相关架构的新颖机制，以在不引入任何副作用的情况下或以不太可能引入副作用的方式实现快速锁定锁相环(PLL)。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种快速锁定锁相环(PLL)及其相关联的快速锁定方法，例如，基于可变频宽环路滤波器的快速锁定锁相环(PLL)，该可变频宽环路滤波器用于动态的频宽控制(for dynamic bandwidth control)，其可以实现快速锁定操作，而不会大大增加额外成本。
[0005]本专利技术的至少一个实施例提供了一种快速锁定锁相环(PLL)。快速锁定锁相环(PLL)包括可变频宽环路滤波器，其被配置成具有动态的频宽。可变频宽环路滤波器包括电阻器组和耦接到电阻器组的电容器组，其中，电阻器组被配置为具有动态的电阻(dynamic resistance)，以及，电容器组被配置为具有动态的电容(dynamic capacitance)。例如，动态的电阻从第一电阻切换到第二电阻，动态的电容从第一电容切换到第二电容，以使得动态的频宽从第一频宽切换到第二频宽。
[0006]除了上述快速锁定锁相环(PLL)之外，本专利技术的至少一个实施例还提供了一种快速锁定锁相环(PLL)的快速锁定方法。快速锁定方法可以包括：利用快速锁定锁相环(PLL)内的可变频宽环路滤波器的电阻器组来控制动态的电阻，以及，利用可变频宽环路滤波器的电容器组来控制动态的电容，以使可变频宽环路滤波器具有动态的频宽；将动态的电阻从第一电阻切换到第二电阻，以及，将动态的电容从第一电容切换到第二电容，以使动态的
频宽从第一频宽切换到第二频宽。
[0007]本专利技术实施例可以通过在锁相环(PLL)内切换环路滤波器的电阻和电容来动态地切换环路滤波器的频宽(在锁定操作期间动态地切换环路滤波器的频宽)，从而在不牺牲噪声相关性能的情况下提高锁相环(PLL)锁定操作的速度。另外，本专利技术实施例不会大大增加额外的成本。因此，本专利技术可以在不引入任何副作用的情况下或以不太可能引入副作用的方式改善总体性能。
[0008]本
技术实现思路
并不意图限定本专利技术。本专利技术由权利要求书进行限定。本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本专利技术的这些目的及其它目的。详细的描述将参考附图在下面的实施例中给出。
附图说明
[0009]通过阅读后续的详细描述以及参考附图所给的示例，可以更全面地理解本专利技术，其中：
[0010]图1是根据本专利技术实施例示出的快速锁定锁相环(PLL)的示意图。
[0011]图2是根据本专利技术实施例示出图1所示的电压缓冲器(voltage buffer)的一些细节的示意图。
[0012]图3是根据本专利技术实施例示出的快速锁定锁相环(PLL)的示意图。
[0013]图4是根据本专利技术实施例示出的快速锁定锁相环(PLL)的示意图。
[0014]图5是根据本专利技术实施例示出的图4所示的电压缓冲器的一些细节的示意图。
[0015]图6是根据本专利技术实施例示出的单位增益缓冲器(unit gain buffer，UGB)的示意图。
[0016]图7根据本专利技术实施例示出了可变频宽控制信号的时序、UGB的输入电压和输出电压的波形。
[0017]图8是根据本专利技术实施例示出的自动归零(auto
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zero)UGB的示意图。
[0018]图9根据本专利技术实施例示出了自动归零UGB的输入电压和输出电压，以及，自动归零UGB的可变频宽控制信号和模式控制信号的时序的波形。
[0019]图10是根据本专利技术实施例示出的快速锁定锁相环(PLL)的快速锁定方法的工作流程。
[0020]在下面的详细描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节，以便本领域技术人员能够更透彻地理解本专利技术实施例。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施一个或多个实施例，不同的实施例可根据需求相结合，而并不应当仅限于附图所列举的实施例。
具体实施方式
[0021]以下描述为本专利技术实施的较佳实施例，其仅用来例举阐释本专利技术的技术特征，而并非用来限制本专利技术的范畴。在通篇说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件，所属领域技术人员应当理解，制造商可能会使用不同的名称来称呼同样的元件。因此，本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区别的基准。本专利技术中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相
关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于
…”
的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。
[0022]其中，除非另有指示，各附图的不同附图中对应的数字和符号通常涉及相应的部分。所绘制的附图清楚地说明了实施例的相关部分且并不一定是按比例绘制。
[0023]文中所用术语“基本”或“大致”是指在可接受的范围内，本领域技术人员能够解决所要解决的技术问题，基本达到所要达到的技术效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速锁定锁相环PLL，其特征在于，包括：可变频宽环路滤波器，被配置为具有动态的频宽，其中，该可变频宽环路滤波器包括：电阻器组，被配置为具有动态的电阻；第一电容器组，耦接该电阻器组，且被配置为具有动态的电容；其中，该动态的电阻从第一电阻切换到第二电阻，以及，该动态的电容从第一电容切换到第二电容，以使该动态的频宽从第一频宽切换到第二频宽。2.如权利要求1所述的快速锁定PLL，其特征在于，该可变频宽环路滤波器还包括：耦接到该电阻器组的第二电容器组，被配置为具有另一动态的电容；其中，当该动态的频宽从该第一频宽切换到该第二频宽时，该另一动态的电容从第三电容切换到第四电容，以使该快速锁定PLL的相位裕度不变。3.如权利要求2所述的快速锁定PLL，其特征在于，该第一电阻是该第二电阻的γ倍，该第一电容是该第二电容的α倍，以及，该第三电容是该第四电容的β倍，以使得该第一频宽为该第二频宽的γ倍且该快速锁定PLL的相位裕度不变，其中，α＝β＝1/γ2，以及，γ是大于1的正值。4.如权利要求1所述的快速锁定PLL，其特征在于，该电阻器组耦接在该可变频宽环路滤波器的第一公共节点和第二公共节点之间，该第一电容器组包括第一电容器和第二电容器，该第一电容器经由该第二公共节点耦接到该电阻器组，以及，通过将该第二电容器与该第一电容器并联，该动态的电容从该第一电容切换到该第二电容，其中，借助于该可变频宽环路滤波器内的电压缓冲器，在将该第二电容器与该第一电容器并联之前，该第一电容器上的电压电平被复制到该第二电容器。5.如权利要求4所述的快速锁定PLL，其特征在于，该可变频宽环路滤波器还包括：第二电容器组，耦接该电阻器组，且被配置为具有另一动态的电容，其中，该第二电容器组包括第三电容器和第四电容器，该第三电容器耦接到该第一公共节点；其中，当该动态的频宽从该第一频宽切换到该第二频宽时，通过将该第四电容器耦接到该第一公共节点，该另一动态的电容从第三电容切换到第四电容，以使得该快速锁定PLL的相位裕度不变。6.如权利要求5所述的快速锁定PLL，其特征在于，借助于该电压缓冲器，在将该第四电容器与该第三电容器并联之前，该第一电容器上的电压电平被复制到该第四电容器。7.如权利要求5所述的快速锁定PLL，其特征在于，借助于该可变频宽环路滤波器内的另一电压缓冲器，在将该第四电容器与该第三电容器并联之前，该第三电容器上的电压电平被复制到该第四电容器。8.如权利要求4所述的快速锁定PLL，其特征在于，该电压缓冲器包括：自动归零单位增益缓冲器UGB，该自动归零UGB包括：放大器电路，具有失调电压；储能电容器，耦接该放大器电路，被配置为存储该失调电压；其中，在该自动归零UGB的校准模式下，该失调电压被存储在该储能电容器上；在该自动归零UGB的缓冲模式下，该自动归零UGB的输入端上的输入电压电平被复制到该自动归零UGB的输出端。9.如权利要求8所述的快速锁定PLL，其特征在于：
在该校准模式下，该储能电容器耦接在该放大器电路的第一输入端和第二输入端之间，以及，该放大器电路的输出端耦接至该放大器电路的第二输入端；以及，在该缓冲模式下，该自动归零UGB的输入端耦接至该放大器电路的第一输入端，以及，该储能电容器耦接在该放大器电路的第二输入端与该自动归零UGB的输出端之间；其中，该自动归零UGB的输出端耦接该放大器电路的输出端。10.如权利要求8所述的快速锁定PLL，其特征在于，该动态的频宽从该第一频宽切换到该第二频宽的时间点位于该自动归零UGB操作在该缓冲模式下的时间段中。11.一种用于快速锁定锁相环PLL的快速锁定方法，其特征在于，包括：利用该快速锁定PLL中的可变频宽环路滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄柏钧，薛育理，洪兆庆，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：