锁相环电路制造技术

本申请技术方案提供一种锁相环电路，包括鉴频鉴相器，用于接收输入频率信号和反馈频率信号，并且基于所述输入频率信号和所述反馈频率信号的相位比较来产生控制信号；第一电荷泵和第二电荷泵，分别与所述鉴频鉴相器连接，用于接收所述控制信号并基于所述控制信号调节所述反馈频率信号的相位；滤波器电路；第一电容和运算放大器；第一

【技术实现步骤摘要】
锁相环电路


[0001]本申请涉及电学领域，尤其涉及一种锁相环电路
。

技术介绍

[0002]随着数据传输速率的不断提高，串行器和解串器
(Serdes
，
Serializer/Deserializer)
这种应用于远距离数据传输的串行通信技术正不断拓展其应用领域，从采用光通信的广域网到采用电通信的计算机板级接口都有
SerDes
的身影
。SerDes
主要分为发送端
(TX)
和接收端
(RX)
两部分，而
TX
分为多条线路，为实现每条线路可以工作在不同的频率，则需在每条线路中均放置一个独立的锁相环
(PLL
，
Phase Locked Loop)
，这对
PLL
的面积功耗提出了更高的要求
。
[0003]但是目前的
PLL
电路还存在着输出频率范围窄
、
响应慢
、
噪声大等性能问题
。

技术实现思路

[0004]本申请要解决的技术问题是提高锁相环电路的性能
。
[0005]未解决上述技术问题，本申请提供一种锁相环电路，包括：鉴频鉴相器，用于接收输入频率信号和反馈频率信号，并且基于所述输入频率信号和所述反馈频率信号的相位比较来产生控制信号；第一电荷泵和第二电荷泵，分别与所述鉴频鉴相器连接，用于接收所述控制信号并基于所述控制信号调节所述反馈频率信号的相位，其中所述第一电荷泵和第二电荷泵的输出端分别连接至第一节点和第二节点；滤波器电路，连接所述第二节点，用于将所述第二电荷泵的输出电流转换为电压信号；第一电容和运算放大器，所述第一电容设置在所述第一节点与第一电位之间；所述运算放大器的第一输入端连接所述滤波器电路的输出节点，第二输入端连接参考电压节点，输出端连接所述第一节点；第一
MOS
管，所述第一
MOS
管的源极连接所述第一电位，栅极连接所述第一节点，漏极用于输出电流；第二
MOS
管，所述第二
MOS
管的栅极连接所述第二节点，漏极连接所述第一
MOS
管的漏极，源极连接第二电位；电流控制振荡器，所述电流控制振荡器的输入端连接所述第一
MOS
管的漏极，用于接收所述第一
MOS
管的输出电流并且输出频率信号；反馈电路，用于接收所述电流控制振荡器输出的频率信号，并输出所述反馈频率信号；模式切换开关，设置在所述第二节点与所述参考电压节点之间
。
[0006]在本申请的一些实施例中，还包括控制部，所述控制部用于输出模式切换信号，且所述模式切换信号用于控制所述第一电荷泵和所述模式切换开关的工作状态
。
[0007]在本申请的一些实施例中，所述模式切换信号控制所述模式切换开关关断时，同时控制所述第一电荷泵不工作
。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述滤波器电路包括：第二电容，设置在所述第二节点和所述第二电位之间；电阻，两端分别连接所述第二节点和所述滤波器电路的输出节点；第三电容，设置在所述滤波器电路的输出节点和所述第二电位之间
。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述第一电荷泵和所述第二电荷泵分别包括串联的第
一电流源
、
第一开关
、
第二开关及第二电流源，所述第一电流源和所述第二电流源还分别连接第一电位和第二电位，且所述第一电荷泵和所述第二电荷泵的输出端分别设置在相应的所述第一开关和所述第二开关之间，其中所述控制信号用于控制所述第一开关和所述第二开关的导通和断开
。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述控制信号包括向上控制信号和向下控制信号，其中所述向上控制信号用于控制所述第一开关，所述向下控制信号用于控制所述第二开关
。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述第一
MOS
管的跨导大于所述第二
MOS
管的跨导
。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述锁相环电路还包括第三
MOS
管，所述第三
MOS
管的漏极连接偏置电流源，栅极连接所述模式切换开关，源极连接所述第二电位，其中所述偏置电流源还连接所述运算放大器的第二输入端
。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述反馈电路包括分频器，所述分频器连接所述电流控制振荡器的输出端和所述鉴频鉴相器的输入端
。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述第一电位为工作电位，所述第二电位为地电位
。
[0015]本申请技术方案的锁相环电路可以通过控制第一电荷泵和模式切换开关的工作状态在二类模式和三类模式间切换，在二类模式下实现跟踪功能时，电阻
、
第三电容及运算放大器均不工作，积分路仅进行一次积分，因此响应速度较快，同时可以通过提高积分路的增益因数，保证宽的输出频率范围
。
[0016]锁相环电路处于三类模式时，第一电荷泵停止工作，电阻
、
第三电容及运算放大器进入回路，由于积分路和比例路具有独立的增益因数，因此可以通过减小比例路的增益因数，同时提高比例路的电流和电阻来保证锁相环电路的性能
。
[0017]由于锁相环电路从二类模式切换为三类模式时，在各个关键节点处的直流电压大小都相等，且输入频率信号和反馈频率信号的相位误差特别小，因此锁相环电路不需要重新锁定，便能迅速切换至三类模式
。
附图说明
[0018]以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例
。
其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构
。
本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的
、
示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的专利技术意图
。
应当理解，附图未按比例绘制
。
其中：
[0019]图1为一种锁相环电路的结构示意图；
[0020]图2为另一种锁相环电路的结构示意图；
[0021]图3为本申请实施例的锁相环电路的结构示意图；
[0022]图4为本申请实施例的第一电荷泵和第二电荷泵的结构示意图；
[0023]图5为本申请实施例的锁相环电路在二类模式时的结构示意图；
[0024]图6为本申请实施例的本申请实施例的锁相环电路在三类模式时的结构示意图
。
具体实施方式
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍
。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，
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【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，用于接收输入频率信号和反馈频率信号，并且基于所述输入频率信号和所述反馈频率信号的相位比较来产生控制信号；第一电荷泵和第二电荷泵，分别与所述鉴频鉴相器连接，用于接收所述控制信号并基于所述控制信号调节所述反馈频率信号的相位，其中所述第一电荷泵和第二电荷泵的输出端分别连接至第一节点和第二节点；滤波器电路，连接所述第二节点，用于将所述第二电荷泵的输出电流转换为电压信号；第一电容和运算放大器，所述第一电容设置在所述第一节点与第一电位之间；所述运算放大器的第一输入端连接所述滤波器电路的输出节点，第二输入端连接参考电压节点，输出端连接所述第一节点；第一
MOS
管，所述第一
MOS
管的源极连接所述第一电位，栅极连接所述第一节点，漏极用于输出电流；第二
MOS
管，所述第二
MOS
管的栅极连接所述第二节点，漏极连接所述第一
MOS
管的漏极，源极连接第二电位；电流控制振荡器，所述电流控制振荡器的输入端连接所述第一
MOS
管的漏极，用于接收所述第一
MOS
管的输出电流并且输出频率信号；反馈电路，用于接收所述电流控制振荡器输出的频率信号，并输出所述反馈频率信号；模式切换开关，设置在所述第二节点与所述参考电压节点之间
。2.
根据权利要求1所述的锁相环电路，其特征在于，还包括控制部，所述控制部用于输出模式切换信号，且所述模式切换信号用于控制所述第一电荷泵和所述模式切换开关的工作状态
。3.
根据权利要求2所述的锁相环电路，其特征在于，所述模式切换信号控制所述模式切换开关关断时，同时控制所述第一电荷泵不工作
。4.
根据权利要求1所述的锁相环...

【专利技术属性】
技术研发人员：相俊辉，
申请(专利权)人：芯耀辉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：