【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锁相环的辅助技术，尤其涉及一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法、电路。
技术介绍
1、时钟信号非常广泛地应用在各种电路之中。对于数字电路而言,无论是同步时序还是非同步时序,数字信息处理的正确进行,包括运算、传输和存储等,都需要由稳定的时钟来保证。而pll(phase locked loop，锁相环)电路正是用于生成与输入信号相位同步的新的时钟信号电路。图1中显示的是目前常用的电荷泵锁相环电路架构，输入参考频率通过pfd(phase frequency detect,鉴频鉴相器)比较相位差，开关cp(charge pump，电荷泵)对lpf(low pass filter，环路滤波器)充放电以输出调谐电压vcont，调谐电压vcont用于调节vco(voltage controlled oscillator，压控振荡器)的谐振频率。谐振信号一路作为pll的输出，一路被分频器分频后与参考频率共同输入pfd。
2、描述pll输出时钟信号纯度的指标为时钟抖动(jitter)，其又细分为确定性的杂散与随机性的相位噪声。在高速应用中，对时钟抖动要求严苛。例如在adc模拟前端模拟前端信号的频率较高时，要求超低抖动时钟[1]。
3、基于lc调控谐振的lc-vco基础结构如图2所示，为保证起振，等效并联电阻rp需满足：rp＝2/gm。其中gm是跨导。
4、其中交叉耦合对m0p/m0n对的尺寸选取关系到振荡器的相位噪声与振幅。当交叉耦合对m0p/m0n宽长比过小时，一方面交叉耦合对m0p/m0
5、lc-vco的振荡特性受温度影响，当外界温度升高时，振荡频率升高，谐振腔q值恶化、等效并联电阻rp减小，相位噪声恶化。相较常温状态下，此时交叉耦合对m0p/m0n对需提供更大的gm以保证vco起振，即更大的宽长比。当外界温度降低时，振荡频率降低，谐振腔q值有所改善，等效并联电阻rp增大，振幅增大，交叉耦合对m0p/m0n对易落入线性区，恶化相位噪声，此时应减小交叉耦合对m0p/m0n对的宽长比[2]。
6、在锁相环环路锁定时，vco的输入调谐电压处于正常调谐区间，当外界温度上升时，造成vco振荡频率上升，调谐电压下降，以降低振荡频率。当外界温度降低时，造成vco振荡频率下降，调谐电压上升，以提高振荡频率。若温度变化较大，振荡频率波动大，调谐电压脱离正常区间范围。
7、参考文献
8、[1]a.jerng and c.g.sodini,"the impact of device type and sizing onphase noise mechanisms,"in ieee journal of solid-state circuits,vol.40,no.2,pp.360-369,feb.2005,doi:10.1109/jssc.2004.841035.
9、[2]b.razavi,design of cmos phase-locked loops:from circuit level toarchitecture level.cambridge:cambridge university press,2020.
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，以解决上述现有技术存在的问题。
2、本专利技术中所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，在调谐电压稳定时，根据调谐电压与调谐区间的关系限调整vco中交叉耦合对的有效宽长比。
3、所述调谐电压稳定是指调谐电压在一定延时后前后变化量小于参考电压。
4、当调谐电压大于调谐区间的上限时，减小交叉耦合对的有效宽长比；当调谐电压小于调谐区间的下限时，增大交叉耦合对的有效宽长比。
5、所述调谐区间设有第一上限和第二上限；第一上限小于第二上限，交叉耦合对的有效宽长比对应分两步递进减小。
6、所述调谐区间设有第一下限和第二下限；第一下限大于第二下限，交叉耦合对的有效宽长比对应分两步递进增大。
7、本专利技术中所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的电路，结构具体如下：
8、调谐电压分别接入第一比较器反相输入端、第二比较器正相输入端、第三比较器反相输入端、第四比较器正相输入端、延迟单元输入端、以及减法单元反相输入端；
9、所述延迟单元输出端连接减法单元同相输入端；减法单元输出端连接第五比较器反相输入端，第五比较器同相输入端连接参考电压；
10、所述第一比较器同相输入端连接第一下限电压，第一比较器输出端连接第一与门第一输入端；
11、所述第二比较器反相输入端连接第一上限电压，第二比较器输出端连接第二与门第一输入端；
12、所述第三比较器同相输入端连接第二下限电压，第三比较器输出端连接第三与门第一输入端；
13、所述第四比较器反相输入端连接第二上限电压，第四比较器输出端连接第四与门第一输入端；
14、所述第五比较器输出端分别连接第一与门第二输入端、第二与门第二输入端、第三与门第三输入端、第四与门第四输入端；
15、所述第一与门输出端输出第一控制信号；
16、所述第二与门输出端输出第二控制信号；
17、所述第三与门输出端输出第三控制信号；
18、所述第四与门输出端输出第四控制信号；
19、第一晶体管漏极、第二晶体管漏极、第三晶体管漏极、第四晶体管漏极分别与vco中的第二输出晶体管漏极短接；
20、第一晶体管源极、第二晶体管源极、第三晶体管源极、第四晶体管源极分别与vco中的第二输出晶体管源极短接；
21、第五晶体管漏极、第六晶体管漏极、第七晶体管漏极、第八晶体管漏极分别与vco中的第一输出晶体管漏极短接；
22、第五晶体管源极、第六晶体管源极、第七晶体管源极、第八晶体管源极分别与vco中的第一输出晶体管源极短接；
23、第一晶体管和第五晶体管在第一控制信号为低时导通，第二晶体管和第六晶体管在第三控制信号为低时导通，第三晶体管和第七晶体管在第二控制信号为高时导通，第四晶体管和第八晶体管在第四控制信号为高时导通；
24、第二上限电压大于第一上限电压大于第一下限电压大于第二下限电压。
25、第九晶体管源极、第十晶体管源极、第十一晶体管源极、第十二晶体管源极分别与vco中的第一输出晶体管漏极短接；
26、第十三晶体管源极、第十四晶体管源极、第十五晶体管源极、第十六晶体管源极分别与vco中的第二输出晶体管漏极短接；
27、第十七晶体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，在调谐电压(Vcont)稳定时，根据调谐电压(Vcont)与调谐区间的关系限调整VCO中交叉耦合对的有效宽长比。
2.根据权利要求1所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，所述调谐电压(Vcont)稳定是指调谐电压(Vcont)在一定延时后前后变化量小于参考电压(Vref)。
3.根据权利要求1所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，当调谐电压(Vcont)大于调谐区间的上限时，减小交叉耦合对的有效宽长比；当调谐电压(Vcont)小于调谐区间的下限时，增大交叉耦合对的有效宽长比。
4.根据权利要求3所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，所述调谐区间设有第一上限和第二上限；第一上限小于第二上限，交叉耦合对的有效宽长比对应分两步递进减小。
5.根据权利要求3所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，所述调谐区间设有第一下限和第二下限；第一下限大于第二下限，交叉耦合对的有效宽长比对应分两步递进增大。<...
【技术特征摘要】
1.一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，在调谐电压(vcont)稳定时，根据调谐电压(vcont)与调谐区间的关系限调整vco中交叉耦合对的有效宽长比。
2.根据权利要求1所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，所述调谐电压(vcont)稳定是指调谐电压(vcont)在一定延时后前后变化量小于参考电压(vref)。
3.根据权利要求1所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，当调谐电压(vcont)大于调谐区间的上限时，减小交叉耦合对的有效宽长比；当调谐电压(vcont)小于调谐区间的下限时，增大交叉耦合对的有效宽长比。
4.根据权利要求3所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，所述调谐区间设有第一上限和第二上限；第一上限小于第二上限，交叉耦合对的有效宽长比对应分两步递进减小。
5.根据权利要求3所述一种锁相环温度检测以及改善振幅和相噪的方法，其特征在于，所述调谐区间设有第一下限和第二下限；第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志坚，姚子祥，钟世广，李斌，吴朝晖，王日炎，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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