【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路，尤其涉及一种超宽带锁相环电路。
技术介绍
1、对于锁相环集成电路的设计主要分为整数锁相环与小数锁相环，相较于整数锁相环，小数锁相环输出频率可以是输入频率的小数倍，因此小数锁相环具有更高的频率分辨率。同时锁相环也可以根据vco(压控振荡器)的不同分为有感型锁相环与无电感型锁相环。有电感型锁相环采用lc-vco，该电路结构具有相位噪声低，输出频率高等优点，但是由于电路中电感的存在，所以该电路一般版图面积较大，输出频率范围较低等缺点。无电感型锁相环则采用ring_vco(环形压控振荡器)，该电路结构在版图面积，输出频率范围与设计复杂度低等优点，但是相较于有电感锁相环，无电感锁相环具有相位噪声较高和输出频率较低等不足。因此对于不同需求需要在面积和性能等方面做出取舍来选取最优的电路架构。
2、目前，一种现有的小数锁相环架构由晶体振荡器，辅助整数锁相环，辅助小数锁相环，小数分频器组成前端辅助部分，后端主锁相环主要由鉴相器，低通滤波器，lc压控振荡器，谐波混频器组成。上述采用谐波混频器替代了主环路中分频器，使得环路传递函数成功为单位传递函数，但是该电路中存在三个锁相环，使得电路功耗与复杂度也有所增加，并且由于该环路输出频率只有2ghz，因此在应用领域也具有一定的局限性。
3、另一种现有的紧凑灵活的单lc vco并且具有宽输出频率范围的小数锁相环，该电路主要由一个小数锁相环、一个占空比为50％的1.5倍分频器(div-1.5)和一个1/2/4/8分频器组成，为了满足56gb/s的pam-4发
4、综上所述，现有的锁相环电路功耗与复杂度较大，由于该环路输出频率较小，因此在应用领域也具有一定的局限性，并且相位噪声较大，导致现有的锁相环电路可靠性和稳定性较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种超宽带锁相环电路，以解决现有的锁相环电路功耗与复杂度较大，由于该环路输出频率较小，因此在应用领域也具有一定的局限性，并且相位噪声较大，导致现有的锁相环电路可靠性和稳定性较低的问题。
2、本专利技术提供一种超宽带锁相环电路，包括依次连接的差分积分调制器、多模分频器、鉴相器、增益器、低通滤波器和环形压控振荡器，其中，所述差分积分调制器的输入端与所述鉴相器的输入端连接；所述电路还包括：与所述多模分频器输入端连接的预分频器，以及一端与所述预分频器连接，一端与所述环形压控振荡器连接的多次谐波混频器，所述多次谐波混频器的输出端与所述鉴相器连接，所述多次谐波混频器的输入端与所述环形压控振荡器的输出端连接；
3、所述差分积分调制器和所述多模分频器用于组成小数分频，对输入信号进行小数分频处理得到小数分频信号；
4、所述预分频器用于将输入信号分频为用于后期混频的基频信号；
5、所述多次谐波混频器用于根据需求将所述基频信号与所述环形压控振荡器的输出信号进行混频处理，提取得到混频输出信号；
6、所述鉴相器用于鉴别所述混频输出信号和所述小数分频信号的相位差；
7、所述增益器和所述低通滤波器用于将所述相位差转化为控制所述环形压控振荡器输出的电压信号；
8、所述环形压控振荡器用于基于所述电压信号控制输出信号频率，在环路锁定后得到输出频率信号。
9、与现有技术相比，本专利技术提供的超宽带锁相环电路包括依次连接的差分积分调制器、多模分频器、鉴相器、增益器、低通滤波器和环形压控振荡器，其中，所述差分积分调制器的输入端与所述鉴相器的输入端连接；所述电路还包括：与所述多模分频器输入端连接的预分频器，以及一端与所述预分频器连接，一端与所述环形压控振荡器连接的多次谐波混频器，所述多次谐波混频器的输出端与所述鉴相器连接，所述多次谐波混频器的输入端与所述环形压控振荡器的输出端连接；所述差分积分调制器和所述多模分频器用于组成小数分频，对输入信号进行小数分频处理得到小数分频信号；所述预分频器用于将输入信号分频为用于后期混频的基频信号；所述多次谐波混频器用于根据需求将所述基频信号与所述环形压控振荡器的输出信号进行混频处理，提取得到混频输出信号；所述鉴相器用于鉴别所述混频输出信号和所述小数分频信号的相位差；所述增益器和所述低通滤波器用于将所述相位差转化为控制所述环形压控振荡器输出的电压信号；所述环形压控振荡器用于基于所述电压信号控制输出信号频率，在环路锁定后得到输出频率信号，可以利用多次谐波混频器环路替代传统分频器环路来在抑制差分积分调制器量化噪声同时扩展输出频率范围，使得应用领域得以扩展，并且可以提高锁相环电路的可靠性和稳定性。
10、在一种可能的实现方式中，所述多模分频器由多级级联的分频器构成，每一级所述分频器对应的分频比为2或者3。
11、在一种可能的实现方式中，所述差分积分调制器和所述多模分频器用于组成小数分频，对输入信号进行小数分频处理得到小数分频信号，包括：
12、所述差分积分调制器用于基于频率控制信号及在一定时间内控制分频的平均值确定小数分频比；
13、所述差分积分调制器用于基于所述小数分频比控制所述多模分频器进行分频处理，并且由所述多模分频器输出小数分频信号。
14、在一种可能的实现方式中，所述预分频器用于将输入信号分频为用于后期混频的基频信号，包括：
15、所述预分频器用于将所述输入信号进行预分频处理，得到作为所述谐波混频器的所述基频信号。
16、在一种可能的实现方式中，所述多次谐波混频器用于根据需求将所述基频信号与所述环形压控振荡器的输出信号进行混频处理，提取得到混频输出信号，包括：
17、所述多次谐波混频器用于基于所述基频信号与所述环形压控振荡器的输出信号进行卷积，再通过所述低通滤波器滤出所述混频输出信号。
18、在一种可能的实现方式中，所述增益器和所述低通滤波器用于将所述相位差转化为控制所述环形压控振荡器输出的电压信号，包括：
19、所述增益器用于将所述相位差转化为控制所述环形压控振荡器输出的电压信号；
20、所述低通滤波器用于对电压信号进行滤波，输出滤波后的所述电压信号。
21、在一种可能的实现方式中，所述环形压控振荡器为三分级联的伪差分反相器架构形成的环路，并且采用控制供电电压与接入电容来控制输出频率和控制电压变化导致压控振荡器输出频率变化。
22、在一种可能的实现方式中，所述控制电压变化导致压控振荡器输出频率变化的斜率
23、其中，δfvco表示压控振荡器输出频率变化值；δvc表示控制电压差值。
24、在一种可能的实现方式中，所述差分积分调制器用于基于频率控制信号及在一定时间内本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超宽带锁相环电路，其特征在于，包括依次连接的差分积分调制器、多模分频器、鉴相器、增益器、低通滤波器和环形压控振荡器，其中，所述差分积分调制器的输入端与所述鉴相器的输入端连接；所述电路还包括：与所述多模分频器输入端连接的预分频器，以及一端与所述预分频器连接，一端与所述环形压控振荡器连接的多次谐波混频器，所述多次谐波混频器的输出端与所述鉴相器连接，所述多次谐波混频器的输入端与所述环形压控振荡器的输出端连接；
2.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述多模分频器由多级级联的分频器构成，每一级所述分频器对应的分频比为2或者3。
3.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述差分积分调制器和所述多模分频器用于组成小数分频，对输入信号进行小数分频处理得到小数分频信号，包括：
4.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述预分频器用于将输入信号分频为用于后期混频的基频信号，包括：
5.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述多次谐波混频器用于根据需求将所述基频信号与所述环形压控振荡器的
6.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述增益器和所述低通滤波器用于将所述相位差转化为控制所述环形压控振荡器输出的电压信号，包括：
7.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述环形压控振荡器为三分级联的伪差分反相器架构形成的环路，并且采用控制供电电压与接入电容来控制输出频率和控制电压变化导致压控振荡器输出频率变化。
8.根据权利要求7所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述控制电压变化导致压控振荡器输出频率变化的斜率
9.根据权利要求3所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述差分积分调制器用于基于频率控制信号及在一定时间内控制分频的平均值确定小数分频比，包括：
10.根据权利要求5所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述多次谐波混频器用于基于所述基频信号与所述环形压控振荡器的输出信号进行卷积，再通过所述低通滤波器滤出所述混频输出信号，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超宽带锁相环电路，其特征在于，包括依次连接的差分积分调制器、多模分频器、鉴相器、增益器、低通滤波器和环形压控振荡器，其中，所述差分积分调制器的输入端与所述鉴相器的输入端连接；所述电路还包括：与所述多模分频器输入端连接的预分频器，以及一端与所述预分频器连接，一端与所述环形压控振荡器连接的多次谐波混频器，所述多次谐波混频器的输出端与所述鉴相器连接，所述多次谐波混频器的输入端与所述环形压控振荡器的输出端连接；
2.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述多模分频器由多级级联的分频器构成，每一级所述分频器对应的分频比为2或者3。
3.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述差分积分调制器和所述多模分频器用于组成小数分频，对输入信号进行小数分频处理得到小数分频信号，包括：
4.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述预分频器用于将输入信号分频为用于后期混频的基频信号，包括：
5.根据权利要求1所述的超宽带锁相环电路，其特征在于，所述多次谐波混频...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博，俸超平，杨尊松，任洪宇，陈天乐，张心铭，孟祥鹤，闫薇薇，张卫东，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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