锁相环电路和图像传感器制造技术

本发明专利技术提出一种锁相环电路和图像传感器，其中，锁相环电路包括鉴频鉴相器、电荷泵电路、压控振荡器和自适应调节电路，自适应调节电路检测鉴频鉴相器输出的第一控制信号和第二控制信号的脉宽，当两控制信号的脉宽均达到预设脉宽时，即鉴频死区被消除时，自适应调节电路输出复位信号至鉴频鉴相器，并复位第一控制信号和第二控制信号，电荷泵电路输出的电压信号趋于稳定，从而使得锁相环电路的输出信号与参考信号的频率和相位相同，实现信号锁相。实现信号锁相。实现信号锁相。

【技术实现步骤摘要】
锁相环电路和图像传感器


[0001]本专利技术属于图像传感器
，尤其涉及一种锁相环电路和图像传感器。

技术介绍

[0002]锁相环(PLL)电路存在于各种高频应用中，从简单的时钟净化电路到用于高性能无线电通信链路的本振(LO)，以及矢量网络分析仪(VNA)中的超快开关频率合成器、图像传感器等。其特点是利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，其中关键模块鉴频鉴相器需要正常工作以保证输出信号的频率和相位正确， 而鉴频鉴相器的鉴相死区是影响其正常工作的主要因素。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种锁相环电路，旨在解决传统锁相环电路的消除鉴相死区的方式可靠性低的问题。
[0004]本专利技术实施例的第一方面提出了一种锁相环电路，包括：鉴频鉴相器，被配置为检测参考信号和所述锁相环电路的输出信号的频率和相位差，并产生第一控制信号和第二控制信号；电荷泵电路，其与所述鉴频鉴相器连接，被配置为：接收到所述第一控制信号时对自身输出端进行充电，或者接收到所述第二控制信号时对自身输出端进行放电，以输出变化的电压信号；以及接收到所述第一控制信号和所述第二控制信号时输出恒定的电压信号；压控振荡器，与所述电荷泵电路连接，所述压控振荡器被配置为根据接收到的电压信号调节所述锁相环电路的输出信号的频率和相位，以使所述锁相环电路的输出信号与所述参考信号的频率和相位相同；自适应调节电路，所述自适应调节电路与所述电荷泵电路连接，被配置为检测所述第一控制信号和所述第二控制信号的脉宽，并在所述第一控制信号的脉宽和所述第二控制信号的脉宽达到对应的预设脉宽时，输出复位信号至所述鉴频鉴相器，以复位所述鉴频鉴相器并对应调节所述电荷泵电路的工作状态。
[0005]本专利技术实施例的第二方面提出了一种图像传感器，包括如上所述的锁相环电路。
[0006]本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的锁相环电路包括鉴频鉴相器、电荷泵电路、压控振荡器和自适应调节电路，自适应调节电路检测鉴频鉴相器输出的第一控制信号和第二控制信号的脉宽，当两控制信号的脉宽均达到预设脉宽时，即鉴频死区被消除时，自适应调节电路输出复位信号至鉴频鉴相器，并复位第一控制信号和第二控制信号，电荷泵电路输出的电压信号趋于稳定，从而使得锁相环电路的输出信号与参考信号的频率和相位相同，实现信号锁相。
附图说明
[0007]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0008]图1为传统的锁相环电路的一种电路示意图；图2为传统的锁相环电路的鉴相死区的波形示意图；图3为本专利技术实施例提供的锁相环电路的第一种结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的自适应调节的波形示意图；图5为本专利技术实施例提供的锁相环电路的第一种电路示意图；图6为本专利技术实施例提供的锁相环电路的第二种电路示意图；图7为本专利技术实施例提供的锁相环电路的第三种电路示意图；图8为本专利技术实施例提供的锁相环电路的第四种电路示意图；图9为本专利技术实施例提供的锁相环电路的第六种电路示意图；图10为本专利技术实施例提供的锁相环电路的第七种电路示意图；图11为本专利技术实施例提供的锁相环电路的第八种电路示意图；图12为本专利技术实施例提供的比较器的第一种电路示意图；图13为本专利技术实施例提供的比较器的第二种电路示意图；图14为本专利技术实施例提供的锁相环电路的第二种结构示意图。
具体实施方式
[0009]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。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。
[0010]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0011]图1是电荷泵锁相环电路的一种基本结构，其中鉴频鉴相器10和电荷泵电路20对比输入信号和反馈信号，并输出控制电压控制压控振荡器，从而保证输出信号的频率与相位。当环路锁定时，鉴频鉴相器10的输出波形如图2中a所示，A和B分别表示输入信号和反馈信号，Q
A
和 Q
B
表示鉴频鉴相器输出的控制信号，引入微小的相位差，鉴频鉴相器10的输出波形如图2中b所示，如果在初始状态下Q
A
= Q
B
= 0，那么在A的上升变化会使Q
A
= 1， Q
B
= 0；电路保持这个状态一致保持到B变为高电平，此时Q
A
变为0。在其工作过程中，由于Q
A
的波形过窄，无法开启电荷泵电路20中的开关，电荷泵电路20中的电流源无法导通，因此控制电压不会变化。只有当相位差积累到较大的值时，Q
A
的波形足够长，才能开启开关从而调节控制电压。上述现象引入了鉴相死区，表征在锁相环电路输出波形的随机抖动。
[0012]本专利技术实施例的第一方面提出了一种锁相环电路，如图3所示，锁相环电路包括：鉴频鉴相器10，被配置为检测参考信号Vref和锁相环电路的输出信号Vout的频率
和相位差，并产生第一控制信号Q
A
和第二控制信号Q
B
；电荷泵电路20，其与鉴频鉴相器10连接，被配置为：接收到第一控制信号Q
A
的高电平时对自身输出端进行充电，或者接收到第二控制信号Q
B
的高电平时对自身输出端进行放电，以输出变化的电压信号；以及接收到第一控制信号Q
A
的高电平和第二控制信号Q
B
的高电平时输出恒定的电压信号；压控振荡器30，与电荷泵电路20连接，压控振荡器30被配置为根据接收到的电压信号调节锁相环电路的输出信号Vout的频率和相位，以使锁相环电路的输出信号Vout与参考信号Vref的频率和相位相同；自适应调节电路40，自适应调节电路40与电荷泵电路20连接，被配置为检测第一控制信号Q
A
和第二控制信号Q
B
的脉宽，并在第一控制信号Q
A
的脉宽和第二控制信号Q
B
的脉宽达到对应的预设脉宽时，输出复位信号至鉴频鉴相器10，以复位鉴频鉴相器10并对应调节电荷泵电路20的工作状态。
[0013]本实施例中，鉴频鉴相器10对参考信号Vref和锁相环电路的输出信号Vout的进行比较，例如，对二者上升沿进行比较，根据两者的频率和相位差比较得到第一控制信号Q
A
或者第二控制信号Q
B
，具体地，在锁相环电路中，若参考信号Vr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锁相环电路，其特征在于，包括：鉴频鉴相器，被配置为检测参考信号和所述锁相环电路的输出信号的频率和相位差，并产生第一控制信号和/或第二控制信号；电荷泵电路，其与所述鉴频鉴相器连接，被配置为：接收到所述第一控制信号时对自身输出端进行充电，或者接收到所述第二控制信号时对自身输出端进行放电，以输出变化的电压信号；以及接收到所述第一控制信号和所述第二控制信号时输出恒定的电压信号；压控振荡器，与所述电荷泵电路连接，所述压控振荡器被配置为根据接收到的电压信号调节所述锁相环电路的输出信号的频率和相位，以使所述锁相环电路的输出信号与所述参考信号的频率和相位相同；自适应调节电路，所述自适应调节电路与所述电荷泵电路连接，被配置为检测所述第一控制信号和所述第二控制信号的脉宽，并在所述第一控制信号的脉宽和所述第二控制信号的脉宽达到对应的预设脉宽时，输出复位信号至所述鉴频鉴相器，以复位所述鉴频鉴相器并对应调节所述电荷泵电路的工作状态。2.如权利要求1所述的锁相环电路，其特征在于，所述鉴频鉴相器包括第一D触发器、第二D触发器和与门；所述第一D触发器的时钟信号端用于输入所述参考信号，所述第一D触发器的数据信号端用于输入正电源，所述第一D触发器的正相输出端用于输出所述第一控制信号；所述第二D触发器的时钟信号端用于输入所述锁相环电路的输出信号，所述第二D触发器的数据信号端用于输入所述正电源，所述第二D触发器的正相输出端用于输出所述第二控制信号；所述与门的第一输入端与所述第一D触发器的正相输出端连接，所述与门的第二输入端与所述第二D触发器的正相输出端连接，所述与门的第三输入端与所述自适应调节电路的输出端连接，所述与门的输出端分别与所述第一D触发器的复位端和所述第二D触发器的复位端连接。3.如权利要求1所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵电路包括第一电流源、第二电流源、第一开关和第二开关；所述第一开关的第一端用于输入第一电位，所述第一开关的第二端与所述第一电流源的输入端连接，所述第一电流源的输出端、所述第二电流源的输入端共接构成所述电荷泵电路的输出端，所述第二电流源的输出端与所述第二开关的第一端连接，所述第二开关的第二端接第二电位，所述第一开关的控制端用于输入所述第一控制信号，所述第二开关的控制端用于输入所述第二控制信号。4.如权利要求3所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵电路还包括第一电阻、第一电容和第二电容；所述第一电流源的输出端、所述第二电流源的输入端、所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端共接构成所述电荷泵电路的输出端，所述第一电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接第三电位，所述第二电容的第二端接第四电位。5.如权利要求4所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵电路还包括第三电流源、
第四电流源、第三开关和第四开关；所述第三开关的第一端用于输入所述第一电位，所述第三开关的第二端与所述第三电流源的输入端连接，所述第三电流源的输出端、所述第四电流源的输入端、所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端共接，所述第四电流源的输出端与所述第四开关的第一端连接，所述第四开关的第二端接所述第二电位，所述第三开关的控制端用于输入所述第一控制信号，所述第四开关的控制端用于输入所述第二控制信号。6.如权利要求5所述的锁相环电路，其特征在于，所述第三电流源和所述第四电流源为可调电流源。7.如权利要求3所述的锁相环电路，其特征在于，所述自适应调节电路包括第五电流源、第六电流源、第五开关、第六开关、第二电阻和比较器；所述第五开关的第一端用于输入所述第一电位，所述第五开关的第二端与所述第五电流源的输入端连接，所述第五电流源的输出端、所述第二电阻的第一端和所述比较器的正相输入端连接，所述比较器的反相输入端、所述第二电阻的第二端和所述第六电流源的输入端连接，所述第六开关的第二端接所述第二电位，所述第五开关的控制端用于输入所述第一控制信号，所述第六开关的控制端用于输入所述第二控制信号，所述比较器的输出端构成所述自适应调节电路的输出端。8.如权利要求7所述的锁相环电路，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关、所述第五开关和所述第六开关为相同的开关，所述第五电流源、所述第六电流源、所述第一电流源和所述第二电流源为相同的电流源。9.如权利要求3所述的锁相环电路，其特征在于，所述自适应调节电路包括比较器；所述比较器的正相输入端与所述第一开关的第二端连接，所述比较器的反相输入端与所述第二开关的第一端连接，所述比较器的输出端构成所述自适应调节电路的输出端。10.如权利要求9所述的锁相环电路，其特征在于，所述自适应调节电路还包括：第一反馈支路，所述第一反馈支路的第一端与所述第一开关的第二端连接，所述第一反馈支路的第二端与所述比较器的正相输入端连接，所述第一反馈支路，被配置为反馈所述第一开关的第二端的电压至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王运琦，李晓兴，侯金剑，邓志吉，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：