[发明专利]一种锁相环环路参数自校准装置及方法

权利要求书

1.一种锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，包括依次连接的鉴频鉴相器、电荷泵和环路滤波器，与所述鉴频鉴相器具有公共的参考信号Fref输入端、且连接至环路滤波器的环路参数校正模块，以及与所述环路滤波器的输出端连接、且经主分频器后反馈输入至鉴频鉴相器的反馈输入端的压控振荡器；

所述鉴频鉴相器，包括频率源输出的Fref信号控制的D触发器、来自锁相环的主分频器输出的反馈信号控制的D触发器、与门、以及信号匹配和死区控制模块；

所述信号匹配和死区控制模块包括两个分别接在鉴频鉴相器两个互补输出UP和DN链路上的可变电容C1和可变电容C2，以及一个接在与门输出链路上的电容C3，控制字C1[h:0]、控制字C2[i:0]和控制字C3[j:0]分别控制可变电容C1、可变电容C2以及电容C3的大小；

所述电荷泵，具体为采用消除控制差分对引入失配的电荷泵；

所述电荷泵，包括电荷泵本体，以及与所述电荷泵本体配合连接、且由晶体管PS1、NS1、PS2、NS2、PS3、NS4、PS4、NS4组成的控制差分对；其中所述电荷泵本体包括：晶体管P1-P8，N0-N8，PS5，NS5，PS6，NS6；

P1～P3，N0～N2组成了电流镜像，产生了N3～N8的栅极电压，从而决定了电荷泵放电电流的大小；

N3～N6，P4～P6同样组成了电流镜像，从而产生了P5～P8的栅极电压，从而决定了电荷泵充电电流的大小；

PS5和NS5，PS6和NS6分别为控制充电、放电通路的开关差分对，差分对的作用是消除PFD两路控制信号的失配；

PS1和NS1，PS2和NS2，PS3和NS3，PS4和NS4，作为PS5和NS5以及PS6和NS6的哑单元匹配，作用是消除因为充放电通路中引入控制差分对管而造成充放电电流的失配。

2.根据权利要求1所述的锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，所述环路滤波器，包括输入端与所述电荷泵连接、且并行设置在环路参数校正模块与地之间的多阶RC调整电路。

3.根据权利要求2所述的锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，所述多阶RC调整电路，具体为3阶RC调整电路；

所述3阶RC调整电路，包括2阶环路滤波器、环路选择开关S1、高阶RC附加电路，所述2阶环路滤波器包括第二电阻R2，第二电容C2，第三电容C3，所述高阶RC附加电路包括第一电阻R1，第一电容C1；其中：

所述第一电阻R1一端接滤波输入Vi，另一端接滤波输出Vo，第一电阻R1上并联环路选择开关S1，第一电阻R1一端连接第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接地，第一电阻R1另一端分别连接第二电阻R2一端和第三电容C3一端，第二电阻R2另一端连接第二电容C2一端，第二电容C2另一端和第三电容C3另一端接地，所述第一电阻R1，第二电阻R2，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3的大小均由参数调整逻辑电路输出的控制信号控制；

当环路选择开关S1关闭时，第二电阻R2、第一至第三电容C1-C3共同组成了2阶环路滤波器，第一电容C1与第三电容C3合起来相当于滤波电容；

当环路选择开关S1打开时，第一电阻R1、第二电阻R2、第一至第三电容C1-C3则组成了一个3阶环路滤波器，由于每个元件即第一电阻R1、第二电阻R2、第一至第三电容C1-C3均是受参数调整逻辑电路输出的控制。

4.根据权利要求1所述的锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，所述环路参数校正模块，包括与所述鉴频鉴相器具有公共的参考信号Fref输入端的从分频器，以及分别与所述从分频器连接、且相互连接的RC参考电路和参数调整逻辑电路；所述参数调整逻辑电路还与环路滤波器连接。

5.根据权利要求4所述的锁相环环路参数自校准装置，其特征在于，所述RC参考电路，包括RC核心模块，与所述RC核心模块连接、且用于给RC核心模块提供电流源或者电压偏置的模块，以及分别与所述RC核心模块连接和用于给RC核心模块提供电流源或者电压偏置的模块连接、且用于供电的模块；所述用于供电的模块，包括LDO模块，或者DC-DC模块。

6.一种与权利要求4所述的锁相环环路参数自校准装置相匹配的锁相环环路参数自校准方法，其特征在于，主要包括：

a、提取RC参考电路中R和C的值；

b、基于提取的RC参考电路中R和C的值，对RC参考电路中R和C的值进行变化，求取RC参考电路中R和C的变化信息；

c、基于求取的RC参考电路中R和C的变化信息，判断提取所得RC参考电路中R和C的值是否满足预定条件：

若提取所得RC参考电路中R和C的值满足预定条件，则通过参数调整逻辑电路输出环路滤波器的控制字，结束当前环路的参数矫正；

若提取所得RC参考电路中R和C的值不满足预定条件，通过参数调整逻辑电路变化RC参考电路中R和C的控制字，并返回步骤b，继续当前环路的参数矫正。