[发明专利]具有有源离散电平环路滤波器电容器的环路滤波器

说明书

在所描述实例中，具有有源离散电平环路滤波器电容器的环路滤波器(300)可用于VCO(例如用于CDR)中。在所描述实例中，通过感测输入环路滤波器电流(例如运用输入支路中的电流镜(312)及源极跟随器(M1))且迫使环路滤波器VCO控制电压(N1处的V1)返回来模拟环路滤波器电容器功能。环路滤波器电压控制是使用VDAC(311)来提供，其中离散电平VDAC反馈电压(VDAC)基于所述所感测环路滤波器电流(I2)递增/递减(314、316、322)。在一个实施例中，所述VDAC电压(311)作为非反相输入经提供到放大器(326)，其中反相输入提供经迫使为所述VDAC反馈电压的所述控制电压(N1处的V1)。所述VDAC反馈电压可由增量/减量比较器(314、316)基于接收所述所感测环路滤波器电流(实际上使C2电容倍增以提供经模拟环路滤波器电容)的C2电容器上(与参考电压)的电压偏差来提供。

技术领域

此大体上涉及滤波器电路，且更具体地说，涉及用于锁相环路(PLL)电路中(例如用于时钟数据恢复)的环路滤波器电路。

背景技术

类比锁相环路控制系统包含电压或电流控制振荡器(VCO)及环路滤波器，所述电压或电流控制振荡器具有包含相位(或相位/频率)检测器PD/PFD的频率/相位控制环路。PD/PFD比较输入信号的相位与VCO反馈信号的相位，且产生相位误差输出，所述相位误差输出由环路滤波器进行低通滤波以提供VCO控制电压从而将VCO输出信号与输入信号锁相。

图1说明具有VCO 12及相位/频率检测器(PFD)14的PLL 10以及由PFD驱动的实例电荷泵环路滤波器20。环路滤波器20包含环路滤波器电容器C1及任选的二级滤波器(平滑)电容器C2。环路滤波器20对PDF相位误差输出进行低通滤波以提供VCO控制电压V1。

锁相环路控制系统的一个应用是用于时钟数据恢复。在集成CDR中，环路滤波器电容器可使用25％或更大的裸片区域。用以缩减此裸片区域损失的替代设计方法为使用外部环路滤波器罩盖或用数字PLL/CDR替代类比PLL/CDR设计。

发明内容

所描述实例包含用于具有有源离散电平环路滤波器电容器(例如用于电压控制振荡器中)的环路滤波器，例如用于时钟数据恢复，的装置及方法。

在至少一个实例中，环路滤波器电容器功能是通过以下操作来模拟：(a)感测输入环路滤波器电流且提供对应的所感测环路滤波器电流；及(b)通过产生基于所感测环路滤波器电流递增及递减的离散电平VDAC反馈电压来提供VCO控制电压、使用电压数/模转换器(VDAC)基于离散电平VDAC反馈电压来产生VDAC控制电压、将VDAC控制电压提供到放大器的非反相输入，及在耦合到放大器的反相输入的环路滤波器输出节点处产生VCO控制电压，所述VCO控制电压基于VDAC反馈电压，所述VDAC反馈电压是基于所感测环路滤波器电流。

根据其它实例，离散电平VDAC反馈电压可通过以下操作产生：基于C2上的电压V2与基于所感测环路滤波器电流的电压参考Vref的偏差使VDAC反馈电压递增及递减；在VDAC反馈电压的每一递增及递减之后将C2上的V2电压复位到Vref；使得环路滤波器电路系统的有效环路滤波器电容是C2的电容的倍增。根据其它实例，使用以下各者感测输入环路滤波器电流：电流镜，其具有包含经耦合以接收输入环路滤波器电流的镜输入节点的镜输入支路及包含用以提供所感测环路滤波器电流的镜输出节点的镜输出支路，所述镜输出节点耦合到VDAC反馈电路系统；及源极跟随器晶体管，其包含在镜输入支路中且由VDAC电路系统控制以感测输入环路滤波器电流，所述输入环路滤波器电流基于预定义镜像比率作为所感测环路滤波器电流成镜像到镜输出支路。

附图说明

图1说明具有VCO及相位/频率检测器的PLL以及包含环路滤波器电容器的实例电荷泵环路滤波器。

图2是根据实例实施例的用有源离散电平环路滤波器电容器替代环路滤波器电容器的功能说明。