[发明专利]一种锁相环及其电荷泵

说明书

技术领域

本发明属于电子电路设计领域，尤其涉及一种锁相环及其电荷泵。

背景技术

锁相环是一种反馈控制电路，其利用外部输入的参考信号控制内部振荡信号的频率和相位，被广泛应用在无线通信系统、高速点对点数据通信系统等领域中。

如图1示出了锁相环的典型结构图。其中，鉴频鉴相器比较参考信号Fref与分频器输出的反馈信号Fosc之间的相位差和频率差，并产生电压信号Up和Dn来控制电荷泵的工作。电荷泵将电压信号Up和Dn转变为可以控制压控振荡器的控制信号Vc。为了保证环路工作稳定，控制信号Vc需通过环路滤波器进行滤波，滤波后的控制电压Vcontrol作为压控振荡器的实际控制电压。压控振荡器的输出电压经分频器分频后，作为输入到鉴频鉴相器的反馈信号Fosc。

其中，输入到电荷泵的电压信号Up和Dn均是数字信号，电荷泵输出的控制信号Vc是模拟信号，该控制信号Vc控制着压控振荡器输出信号的频率变化，在锁相环锁定时，要求控制信号Vc为一恒定值，以保证压控振荡器输出信号的频率稳定性。即是说，在锁相环锁定后，控制信号Vc即便有很小的波动，都会引起压控振荡器输出信号的频率抖动，从而引入噪声，影响环路的性能和工作状态。

图2示出了现有技术中广泛采用的电荷泵的部分电路。该部分电路为一单位增益缓冲器，除此部分电路之外，电荷泵还包括一积分器，积分器的差分输出信号对应输入到该电路的差分输入端口Vin+和Vin-,经过该单位增益缓冲器后，通过差分输出端口Vout+和Vout-输出到环路滤波器。图3示出了现有技术广泛使用的环路滤波器的电路。环路滤波器的输出信号Vctr+和Vctr-作为控制信号输入到压控振荡器。

由图2和图3所示的电路可以看出，压控振荡器的频率抖动与环路滤波器的输出信号Vctr+和Vctr-相关，且成正比例变化，输出信号Vctr+和Vctr-越稳定，对压控振荡器的频率稳定性越有利。然而在实际中，锁相环的电源VDD难免由于外部干扰或器件本身等原因而出现抖动现象，电源VDD的抖动会使得单位增益缓冲器中B节点的共模电平发生偏移，影响到差分输出端口Vout+和Vout-输出的共模电平，并进一步影响到环路滤波器的输出信号Vctr+和Vctr-，使得压控振荡器的频率出现抖动，且电源抖动越大，压控振荡器的频率抖动就越大，影响了锁相环的正常工作。特别是在电源电压越来越低的趋势下，对锁相环时钟输出的抖动性能的要求也越来越高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种锁相环的电荷泵，旨在解决现有的锁相环在电源出现抖动时，压控振荡器的频率出现抖动，影响环路的性能和工作状态，稳定性差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种锁相环的电荷泵，所述电荷泵包括：

积分器，用于输出第一差分信号对；

单位增益缓冲器，用于在所述积分器输出的所述第一差分信号对控制下，向锁相环的环路滤波器输出第二差分信号对；

电源补偿电路，用于在所述单位增益缓冲器的电源电压出现抖动时提供电压补偿。

本发明实施例的另一目的在于提供一种锁相环，所述锁相环包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、分频器，所述电荷泵包括：

积分器，用于输出第一差分信号对；

单位增益缓冲器，用于在所述积分器输出的所述第一差分信号对控制下，向锁相环的环路滤波器输出第二差分信号对；

电源补偿电路，用于在所述单位增益缓冲器的电源电压出现抖动时提供电压补偿。

本发明提供的锁相环及其电荷泵中，在电荷泵中增加一电源补偿电路，该电源补偿电路可对电荷泵的电源电压抖动进行抑制，从而提高了锁相环工作的稳定性，保证了锁相环的正常工作。

附图说明

图1是现有锁相环的典型结构图；

图2是图1中，电荷泵的典型电路图；

图3是图1中，环路滤波器的典型电路图；

图4是本发明提供的锁相环的电荷泵的结构图；

图5是图4中，单位增益缓冲器和电源补偿电路的电路图；

图6是本发明提供的锁相环的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种锁相环的电荷泵，该锁相环的电荷泵在现有积分器和单位增益缓冲器基础上，还增加了一电源补偿电路。