[实用新型]一种预充电型鉴频鉴相器

说明书

技术领域

本实用新型属于集成电路技术领域，尤其是一种高抗干扰能力的预充电型鉴频鉴相器。

背景技术

鉴频鉴相器被广泛应用于锁相环电路设计中，完成输入参考信号和分频器输出信号之间频率和相位的比较，检测出二者的频率或相位差，为后级电路提供输入信号。在要求快速锁定的锁相环电路中，锁相环参考信号频率通常比较高，预充电型鉴频鉴相器因为具有较快的速度而得到了广泛的应用。

图1是常用的预充电型鉴频鉴相器晶体管级电路图。该电路的两个输出端会在两个输入信号的低电平阶段处于高阻状态，因而在此期间失去了抗干扰能力。在存在高干扰的环境下，如航空航天、卫星导航以及存在强电磁干扰的军事场合等，干扰会使预充电型鉴频鉴相器输出信号发生错误反转，从而让整个锁相环电路工作不正常。此外，在两个输入信号从高到低的跳变过程中，输出端支路会在一段时间中完全导通，存在输出节点充电电流和放电电流的竞争，同时，在下降沿的后期，存在输入信号的时钟馈通，这两点导致了输出端电平偏离标准电平，偏离程度取决于输出端支路的器件尺寸。

图1的电路产生上述缺陷的解释如下：参见图1，当up1和down1端不全为“0”时，reset1为“0”，先假设a3节点电平为“0”，信号vin_ref1为高电平“1”，此时晶体管Mp1处于打开状态，Mn1处于关闭状态，节点a3电平为“0”，晶体管Mp3处于关闭状态，晶体管Mp2处于打开状态，节点a2静态连接在电源上，即信号up1是强“1”，晶体管Mn2和Mn3都处于关闭状态；当vin_ref1信号下降沿到来时，在vin_ref1由高转变为低电平的过程中，晶体管Mp1处于打开状态，Mn1处于关闭状态，而Mp3从关闭状态转变为打开状态，节点a3电平从“0”向“1”转变，此时，晶体管Mp2从打开状态向关闭状态转变，Mn2从关闭状态向打开状态转变，Mn3从打开状态向关闭状态转变，因此在这个状态转变过程中，晶体管Mp2、Mn2和Mn3都处于导通状态，输出节点a2的上拉电流和下拉电流之间存在着竞争，故此节点电压在一股情况下将偏离标准电平；最终，在vin_ref1低电平期间，a2将变为高电平“1”，而vin_ref1将变为低电平“0”，此时，晶体管Mp2和Mn3都处于关闭状态，输出节点a2处于高阻状态，即输出信号为弱“1”，按以上分析方法同样可以得到弱“0”；在vin_ref1低于晶体管Mn3的阈值电压时在输出节点会出现时钟馈通现象；当vin_ref1上升沿来临时，输出节点将被静态接地，高阻现象消除。输入信号vin_div1对输出信号down1影响的分析过程与前文一致。

综上所属，在输入信号由高电平到低电平的转变过程中，相应输出支路会出现电流竞争现象和时钟馈通，使得输出信号偏离标准电平；在输入信号的低电平期间，相应的输出节点处于高阻状态，信号电平为弱电平，该节点没有抗干扰能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种预充电型鉴频鉴相器，其对现有预充电型鉴频鉴相器电路进行改进，加入高阻消除电路，使得电路抗干扰能力增强，输出信号回复为标准电平。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：这种预充电型鉴频鉴相器，包括预充电型鉴频鉴相电路，所述鉴频鉴相电路还连接有一高阻消除电路，所述高阻消除电路包括第一至三反相器、第一、二P型MOS管以及第一至三N型MOS管；第一反相器的输入端连接有第一P型MOS管的漏端和第一N型MOS管的漏极，第一反相器的输出端与第一P型MOS管的栅端和第一N型MOS管的栅极连接；第一N型MOS管的源极与第二N型MOS管的漏极连接，第二N型MOS管的栅极同时连接到第二反相器的输出端和第四N型MOS管的栅极；第三反相器的输入端连接有第二P型MOS管的漏端和第三N型MOS管的漏极，第三反相器的输出端连接与第二P型MOS管的栅端和第三N型MOS管的栅极连接；第三N型MOS管的源极与第四N型MOS管的漏极连接。

上述鉴频鉴相电路中或非门的up端、或非门输出端和或非门的down端分别与第一、二、三反相器的输入端连接；所述第一P型MOS管的源端与鉴频鉴相电路的电源端连接；所述第二N型MOS管的源极与鉴频鉴相电路的接地端连接；所述第二P型MOS管(M_pc2)的源端与鉴频鉴相电路的电源端连接；所述第四N型MOS管(M_nc4)的源极与鉴频鉴相电路的接地端连接。