[发明专利]降低频率合成器相位噪声的高增益电荷泵及频率合成器

说明书

本发明公开了一种降低频率合成器相位噪声的高增益电荷泵及频率合成器，其中，电荷泵包括电荷泵本体、第一附加电流源和第二附加电流源，所述第一附加电流源与电荷泵本体的放电电流源并联，所述第二附加电流源与电荷泵本体的充电电流源并联。本发明中，通过设置与放电电流源并联的第一附加电流源、与充电电流源并联的第二附加电流源，可以使电荷泵的输出电流成比例增加，输出电流成比例的增加本质上不会改善电荷泵的附加噪声特性，但是可以降低电荷泵对频率合成器输出相位噪声的贡献，达到进一步降低频率合成器噪声的目的。

技术领域

本发明涉及低相位噪声的频率合成器技术领域，特别是涉及一种降低频率合成器相位噪声的高增益电荷泵及频率合成器。

背景技术

频率合成器的带内相位噪声主要是由鉴相器电荷泵模块引起的，目前，通常采用优化鉴相器电荷泵模块来降低频率合成器输出的带内相位噪声。

在电荷泵中，充放电流源的MOS管的1/f噪声是电荷泵噪声的主要来源，MOS管的1/f噪声可以用一个与栅极串联的电压源来模拟，近似地由下式给出：

其中：是1/f噪声功率谱密度。K是一个与工艺有关的常量，数量级为10^-25V²F。C_ox是单位面积栅氧化层电容，W是栅宽，L是栅长，f是频率。

由上述公式可知，要减小1/f噪声的方法，就是必须增加器件的面积，但是，当器件的面积增加到一定程度后，MOS管的1/f噪声降低不明显，同时，增加器件面积也会受到全芯片面积的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降低频率合成器相位噪声的高增益电荷泵及频率合成器，通过设置与放电电流源并联的第一附加电流源、与充电电流源的第二附加电流源，降低频率合成器的相位噪声。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：用于降低频率合成器噪声相位噪声的高增益电荷泵，包括电荷泵本体、第一附加电流源和第二附加电流源，所述第一附加电流源与电荷泵本体的放电电流源并联，所述第二附加电流源与电荷泵本体的充电电流源并联。

优选的，所述第一附加电流源的电流值大于或等于电荷泵本体的放电电流源的电流值。

优选的，所述第二附加电流源的电流值大于或等于电荷泵本体的充电电流源的电流值。

优选的，所述第一附加电流源的电流值等于第二附加电流源的电流值。

优选的，所述电荷泵本体包括放电电流源、充电电流源、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和运算放大器，所述运算放大器的同向端定义为电荷泵本体的输出端，所述放电电流源的电流输入端接电源电压，所述放电电流源的电流输出端分别与第一开关和第二开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与第三开关的第一端连接，所述第二开关的第二端与第四开关的第一端连接，所述充电电流源的电流输入端分别与第三开关和第四开关的第二端连接，所述充电电流源的电流输出端接地，所述第一开关的控制端接第一上拉差分信号，所述第二开关的控制端接第二上拉差分信号，所述第三开关的控制端接第一下拉差分信号，所述第四开关的控制端接第二下拉差分信号，所述运算放大器的同向端与第一开关和第三开关的公共点连接，所述运算放大器的反向端与运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的输出端与第二开关和第四开关的公共点连接。

优选的，所述电荷泵本体还包括低通滤波器，所述低通滤波器与运算放大器的同向端连接。

频率合成器，优选的，包括上述电荷泵。