[发明专利]锁相环

说明书

技术领域

本发明一般涉及锁相环（PLL），并且更具体的，涉及具有改善的相位噪声和抖动的PLL。

背景技术

图1示出常规PLL的实施例100。运行中，相位/频率检测器（PFD）102响应于参考信号REF和来自分频器110的反馈信号FB之间的相位误差而产生用于电荷泵104的上升和下降控制信号。然后，电荷泵104将合适的电流（电荷）施加到低通滤波器（LPF）106（其一般由电容器C1和C2和电阻器R1组成）。然后，LPF106向电压受控的振荡器（VCO）108（其为全-CMOS VCO）的控制节点提供电压。因为VCO108为全-CMOS VCO，所以PLL100遭受由LPF106引起的过量相位噪声和抖动。这主要是由于CMOS振荡器（在VCO108之内）的非常高的VCO增益（K_VCO），其有效地倍增了来自调制VCO108的控制节点的滤波电阻器R1的噪音。因此，来自LPF106的噪音是限制性能的主要噪音源。

这需要改进的PLL。

以下专利中给出常规电路的一些实例：美国专利号No.7,167,056；美国专利号No.7,298,221；和美国专利申请序列号No.12/726,190。

发明内容

示例实施例提供一种设备。该设备包括接收参考信号的相位/频率检测器（PFD）；耦合到PFD的电荷泵；耦合到电荷泵的第一增益控制电路，其中第一增益控制电路具有第一增益和第一响应；耦合到电荷泵的第二增益控制电路，其中第二增益控制电路具有第二增益和第二响应，且其中第二增益大于第一增益，并且其中第一响应大于第二响应；耦合到第一和第二增益控制电路的求和电路；以及耦合到求和电路和PFD的电压控制振荡器或压控振荡器（VCO）。

在示例实施例中，该设备进一步包括耦合在VCO和PFD之间的分频器。

在示例实施例中，第一增益控制电路进一步包括：耦合到电荷泵的低通滤波器（LPF）；以及耦合在LPF和求和电路之间的增益电路。

在示例实施例中，LPF进一步包括第一LPF，其具有至少部分地产生第一响应的第一带宽，且其中增益电路进一步包括具有第一增益的第一增益电路，并且其中第二增益控制电路进一步包括：耦合到电荷泵的第二LPF，其中第二LPF具有至少部分地产生第二响应的第二带宽；以及耦合在第二LPF和求和电路之间的第二增益电路。

在示例实施例中，VCO进一步包括多个延迟单元，其串联耦合在一起以形成环，其中每个延迟单元耦合到求和电路。

在示例实施例中，提供一种方法。该方法包含响应于参考信号和反馈信号之间的比较而产生控制信号；分别向具有第一和第二带宽的第一和第二LPF提供电荷，其中第二带宽大于第一带宽；分别向来自第一和第二LPF的输出施加第一和第二增益，以分别产生第一和第二电压，其中第一增益大于第二增益；以及从第一和第二电压的和来产生反馈信号。

在示例实施例中，控制信号进一步包括第一控制信号和第二控制信号，且其中产生控制信号的步骤进一步包含：从参考信号和反馈信号之间的比较产生相位误差；以及响应于相位误差产生第一和第二控制信号。

在示例实施例中，产生反馈信号的步骤进一步包含：向延迟线的多个延迟单元施加和，其中每个延迟单元串联耦合在一起以便形成环；以及从延迟线上的抽头（tap）产生反馈信号。

在示例实施例中，提供一种设备。该设备包括接收参考信号的PFD；耦合到PFD的电荷泵；耦合到电荷泵的第一电阻电容（RC）滤波器，其具有第一带宽；耦合到电荷泵的第二RC滤波器，其具有第二带宽，其中第二带宽大于第一带宽；耦合到第一RC滤波器的第一增益电路，其中第一增益电路具有第一增益；耦合到第二RC滤波器的第二增益电路，其中第二增益电路具有第二增益，且其中第一增益大于第二增益；耦合到第一和第二增益电路的求和电路；以及耦合到求和电路和PFD的压控振荡器（VCO）。

在示例实施例中，该设备进一步包括第一和第二电源导轨，且其中第一RC滤波器进一步包括：耦合在电荷泵和第一增益电路之间的第一电阻器；和耦合在第一电源导轨和第一增益电路之间的电容器。

在示例实施例中，电阻器进一步包括第一电阻器，且其中电容器进一步包括第一电容器，并且其中第二RC滤波器进一步包括：耦合到第一电源导轨的第二电容器；耦合到第二增益电路、第二电容器、和电荷泵的第二电阻器；以及耦合在第一电源导轨和第二增益电路之间的第三电容器。