【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路领域，具体涉及一种电荷泵和锁相环电路。
技术介绍
1、作为集成电路的通用模块，锁相环正在被越来越广泛地运用。作为闭环跟踪电路的一部分，锁相环能够对闭环电路的频率和相位进行控制，被广泛应用于电子学和通信领域。比如，在收发机系统中，锁相环通常用于本振信号的产生，实现信号的调制与解调。在模拟电路设计中，锁相环可以用作时钟源产生电路，作为模数转换器(analog digitalconverter，adc)、时间数字转换器(time digital converter，tdc)等元件的输入。
2、锁相环系统具有各种不同的结构，基于电荷泵的三阶电荷泵模拟锁相环是目前应用较为广泛和成熟的一种锁相环结构，其结构原理具体如图1所示，由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和n分频器组成。具有电荷泵的锁相环是目前锁相环电路的设计主流，其具有捕捉范围宽、线性范围大、高速低功耗等优点，因此目前被广泛应用于通信以及射频领域中。电荷泵的充放电电流的匹配性对于环路的锁定后的噪声大小和控制电压纹波的大小较为重要。
3、现有技术中，常见的电荷泵如图2所示，其充放电回路在同一条支路上，存在开关管的电容耦合问题，且充电开关是pmos管，放电开关是nmos管，由于载流子迁移率的不一致，充放电的电流会存在较大的失配。为了解决此问题，电流舵型电荷泵被提出，其结构如图3所示，通过对充放电回路的分离实现了将耦合电容带来的非理想效应的最小化，且开关管都是nmos管，可以实现充放电速度的一致性。但该电荷泵的噪声和抖动还有待进一步降
技术实现思路
1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种电荷泵和锁相环电路。
2、本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
3、一种电荷泵，包括：充电开关模块、放电开关模块和充放电回路；其中，
4、所述充电开关模块和所述放电开关模块的电路结构相同；
5、所述充电开关模块，用于差分接收鉴频鉴相器输出的充电脉冲信号和充电反相脉冲信号，根据所述充电脉冲信号和所述充电反相脉冲信号生成充电电流；
6、所述放电开关模块，用于差分接收鉴频鉴相器输出的放电脉冲信号和放电反相脉冲信号，根据所述放电脉冲信号和所述放电反相脉冲信号生成放电电流；
7、所述充放电回路，用于根据所述充电电流输出第一电压，根据所述放电电流输出第二电压。
8、在一个实施例中，所述充电开关模块包括：尾电流源管、一对输入管、一对正阻抗管、一对负阻抗管以及一对负载管；
9、其中，所述一对输入管、所述一对正阻抗管、所述一对负阻抗管以及所述一对负载管平均分为两组晶体管；
10、每组晶体管中，其输入管的栅极与另一组晶体管中的输入管的栅极分别接收所述充电脉冲信号和所述充电反相脉冲信号，且该组晶体管中，其输入管的源极连接所述尾电流源管的漏极以及另一组晶体管中的输入管的源极，且该组晶体管中，其输入管的漏极连接其负阻抗管的漏极、其正阻抗管的栅极和漏极、其负载管的漏极以及另一组晶体管中的负阻抗管的栅极，且该组晶体管中，其负阻抗管的源极、其正阻抗管的源极以及其负载管的源极均连接电源电压，且该组晶体管中，其负载管的栅极接地；
11、所述尾电流源管栅极连接电源电压，源极接地；
12、所述充电电流从接收所述充电脉冲信号的输入管的漏极输出。
13、在一个实施例中，所述放电开关模块包括：一对输入管、一对正阻抗管、一对负阻抗管、一对负载管以及尾电流源管；
14、其中，所述一对输入管、所述一对正阻抗管、所述一对负阻抗管以及所述一对负载管平均分为两组晶体管；
15、每组晶体管中，其输入管的栅极与另一组晶体管中的输入管的栅极分别接收所述放电脉冲信号和所述放电反相脉冲信号，且该组晶体管中，其输入管的源极连接所述尾电流源管的漏极以及另一组晶体管中的输入管的源极，且该组晶体管中，其输入管的漏极连接其负阻抗管的漏极、其正阻抗管的栅极和漏极、其负载管的漏极以及另一组晶体管中的负阻抗管的栅极，且该组晶体管中，其负阻抗管的源极、其正阻抗管的源极以及其负载管的源极均连接电源电压，且该组晶体管中，其负载管的栅极接地；
16、所述尾电流源管栅极连接电源电压，源极接地；
17、所述放电电流从接收所述放电脉冲信号的输入管的漏极输出。
18、在一个实施例中，所述输入管和所述尾电流源管均为nmos管，所述正阻抗管、所述负阻抗管以及所述负载管均为pmos管。
19、在一个实施例中，所述充放电回路，包括：充电支路电流源管、放电支路电流源管和共源共栅电流镜；
20、其中，所述充电支路电流源管的栅极接收所述充电电流；所述放电支路电流源管的栅极接收所述放电电流；所述充电支路电流源管的源极和所述放电支路电流源管的源极均连接电源电压；所述充电支路电流源管的漏极和所述放电支路电流源管的漏极分别连接所述共源共栅电流镜的两个镜像支路；所述第一电压和所述第二电压从所述充电支路电流源管的漏极分别输出。
21、在一个实施例中，所述充电支路电流源管和所述放电支路电流源管均为pmos管。
22、本专利技术还提供了一种锁相环电路，包括上述任一种电荷泵。
23、本专利技术提供的电荷泵中，设有独立的充电开关模块和放电开关模块，将其与充放电回路分离，以分别生成充电电流和放电电流；该充电开关模块和放电开关模块的电路结构相同，且它们都采用差分输入的方式，由此本专利技术可以使泄漏电流在电荷泵输出端只表现为共模毛刺，减小了泄漏电流对电压纹波的影响，能够有效地降低共模噪声和抖动。
24、以下将结合附图及对本专利技术做进一步详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电荷泵，其特征在于，包括：充电开关模块、放电开关模块和充放电回路；其中，
2.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述充电开关模块包括：尾电流源管、一对输入管、一对正阻抗管、一对负阻抗管以及一对负载管；
3.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述放电开关模块包括：一对输入管、一对正阻抗管、一对负阻抗管、一对负载管以及尾电流源管；
4.根据权利要求2或3所述的电荷泵，其特征在于，所述输入管和所述尾电流源管均为NMOS管，所述正阻抗管、所述负阻抗管以及所述负载管均为PMOS管。
5.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述充放电回路，包括：充电支路电流源管、放电支路电流源管和共源共栅电流镜；
6.根据权利要求5所述的电荷泵，其特征在于，所述充电支路电流源管和所述放电支路电流源管均为PMOS管。
7.一种锁相环电路，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的电荷泵。
【技术特征摘要】
1.一种电荷泵，其特征在于，包括：充电开关模块、放电开关模块和充放电回路；其中，
2.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述充电开关模块包括：尾电流源管、一对输入管、一对正阻抗管、一对负阻抗管以及一对负载管；
3.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述放电开关模块包括：一对输入管、一对正阻抗管、一对负阻抗管、一对负载管以及尾电流源管；
4.根据权利要求2或3所述的电荷泵，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，宋帅，刘帘曦，赖睿，
申请(专利权)人：西安电子科技大学重庆集成电路创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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