锁相环系统及芯片技术方案

本发明专利技术公开了一种锁相环系统及芯片，锁相环系统包括：鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、多模分频器、Δ

【技术实现步骤摘要】
锁相环系统及芯片


[0001]本专利技术是关于集成电路领域，特别是关于一种锁相环系统及芯片。

技术介绍

[0002]电荷泵是锁相环系统的核心子模块，其性能对整个锁相环的性能影响很大。电荷泵主要功能是将输入时钟的相位差值转换成电荷，并将电荷传输到环路滤波器，从而实现对压控振荡器的调谐电压的控制。对于电荷泵，我们最关心的两个指标是噪声和线性度，其中电荷泵的非线性会造成Δ
‑
Σ调制器(DSM)的噪声折叠，恶化锁相环输出的低频处噪声；同时还会恶化分数杂散和游移杂散，显著影响锁相环的性能。
[0003]比较常见的提高电荷泵线性度的方法是在电荷泵的输出端引入一个静态的偏置电流，通过对电源或者对地引入可调的偏置电流，使得当锁相环进入锁定稳态的时候，鉴频鉴相器的输出端会产生一个静态的相位差Δt0，静态相位差可以通过调节偏置电流的大小来改变以提高电荷泵线性度。
[0004]对于宽范围频率输出的锁相环，在相同的参考时钟的情况下，分频比变化比较大，所需要的offset电流变化也比较大。传统方法需要手动对偏置电流进行配置，操作不方便(尤其是在宽频率扫频等应用时)，且不能保证所有分频比下，偏置电流都可以达到最优值。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种锁相环系统及芯片，其能够在不同的分频比的情况下，自动对偏置电流进行调节以降低电荷泵的非线性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种锁相环系统，包括：鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、多模分频器、Δ
‑
Σ调制器以及控制器。
[0008]鉴频鉴相器用于将一参考信号与多模分频器产生的第一分频时钟信号进行相位比较而输出相位差信号；电荷泵用于将相位差信号转换成电流信号，所述电荷泵的输出端与电源电压之间和/或电荷泵的输出端与地电压之间连接有用于提供偏置电流的电流单元；环路滤波器用于将电流信号积分滤波以输出控制电压信号；压控振荡器用于基于控制电压信号输出频率可调的振荡信号；多模分频器用于对振荡信号进行分频而输出第一分频时钟信号；Δ
‑
Σ调制器用于调节多模分频器的分频比；控制器用于基于第一分频时钟信号产生占空比随多模分频器的分频比变化而变化的第一控制信号，并通过第一控制信号对电流单元进行调节以自适应调节偏置电流的大小。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述锁相环系统还包括分频器，用于对振荡信号进行分频而输出第二分频时钟信号，所述控制器用于基于第二分频时钟信号产生占空比随分频器的分频比变化而变化的第二控制信号，并通过第二控制信号对电流单元进行调节以自适应调节偏置电流的大小。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述锁相环系统还包括选择器，所述选择器的第一输入端与多模分频器相连，所述选择器的第二输入端与分频器相连，所述选择器的输出端与控制器相连。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述电流单元包括设置于电荷泵的输出端与电源电压之间的用于提供第一偏置电流的第一电流单元和/或设置于电荷泵的输出端与地电压之间的用于提供第二偏置电流的第二电流单元。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一电流单元包括第一可控电流源，所述第二电流单元包括第二可控电流源。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述锁相环系统还包括与控制器相连的寄存器。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述控制器为逻辑控制器。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述多模分频器和分频器的分频比相同。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施例中，所述电流单元提供的偏置电流为其中，I
cp
为电荷泵的输出电流，x为第一控制信号的占空比与多模分频器的分频比的比例关系或者为第二控制信号的占空比与分频器的分频比的比例关系。
[0017]本专利技术还公开了一种芯片，包括所述的锁相环系统。
[0018]与现有技术相比，根据本实施例的锁相环系统，通过控制器基于多模分频器产生的第一分频时钟信号产生占空比随多模分频器的分频比变化而变化的第一控制信号，并通过第一控制信号对电流单元进行调节以自适应调节偏置电流的大小，从而实现对电荷泵线性度的自适应调节，来满足宽频输出的锁相环应用时，对于所有频率输出，电荷泵线性度都可以自动校准到最优效果。
附图说明
[0019]图1是根据本专利技术一实施例的锁相环系统的第一电路原理图。
[0020]图2是根据本专利技术一实施例的锁相环系统的第二电路原理图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，对本专利技术的具体实施例进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施例的限制。
[0022]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0023]应当理解，在以下的描述中，“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件，或与另一元件“相连”，或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0025]如图1所示，一种锁相环系统，包括：鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、多模分频器、Δ
‑
Σ调制器以及控制器。
[0026]其中，鉴频鉴相器用于将一参考信号Fref与多模分频器产生的第一分频时钟信号进行相位比较而输出相位差信号；电荷泵用于将相位差信号转换成电流信号；环路滤波器用于将电流信号积分滤波以输出控制电压信号；压控振荡器用于基于控制电压信号输出频率可调的振荡信号；多模分频器用于对振荡信号进行分频而输出第一分频时钟信号；Δ
‑
Σ调制器用于调节多模分频器的分频比。
[0027]电荷泵的输出端与电源电压之间和/或电荷泵的输出端与地电压之间连接有用于提供偏置电流的电流单元。在本实施例中，电荷泵的输出端与电源电压之间连接有用于提供第一偏置电流I
OFFSET1
的第一电流单元11，电荷泵的输出端与地电压之间连接有用于提供第二偏置电流I
OFFSET2
的第二电流单元12。第一电流单元11包括第一可控电流源A1，第一可控电流源A1产生第一偏置电流I
OFFSET1
。第二电流单元12包括第二可控电流源A2，第二可控电流源A2产生第二偏置电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锁相环系统，其特征在于，包括：鉴频鉴相器，用于将一参考信号与多模分频器产生的第一分频时钟信号进行相位比较而输出相位差信号；电荷泵，用于将相位差信号转换成电流信号，所述电荷泵的输出端与电源电压之间和/或电荷泵的输出端与地电压之间连接有用于提供偏置电流的电流单元；环路滤波器，用于将电流信号积分滤波以输出控制电压信号；压控振荡器，用于基于控制电压信号输出频率可调的振荡信号；多模分频器，用于对振荡信号进行分频而输出第一分频时钟信号；以及Δ
‑
Σ调制器，用于调节多模分频器的分频比；所述锁相环系统还包括控制器，用于基于第一分频时钟信号产生占空比随多模分频器的分频比变化而变化的第一控制信号，并通过第一控制信号对电流单元进行调节以自适应调节偏置电流的大小。2.如权利要求1所述的锁相环系统，其特征在于，所述锁相环系统还包括分频器，用于对振荡信号进行分频而输出第二分频时钟信号，所述控制器用于基于第二分频时钟信号产生占空比随分频器的分频比变化而变化的第二控制信号，并通过第二控制信号对电流单元进行调节以自适应调节偏置电流的大小。3.如权利要求2所述的锁相环系统，其特征在于，所述锁相环系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超勋，唐立田，李晔，
申请(专利权)人：泛升云微电子苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：