[发明专利]源端开关的电荷泵、锁相环电路及抑制馈通效应的方法

说明书

本发明公开了一种源端开关的电荷泵、锁相环电路及抑制馈通效应的方法。其中，该源端开关的电荷泵包括：在输出级包括一个电流源电路，电流源电路包括：开关管，其栅极作为电荷泵的开关端；电流源管，其源极与开关管的漏极相连以及其漏极作为电荷泵的输出端；以及馈通抑制电容，设置在开关管的栅端和电流源管的栅端之间，用于抑制馈通效应。本发明解决了相关技术中由于交叠电容的固定存在导致源端开关的电荷泵的馈通效应很难抑制的技术问题。

技术领域

本发明涉及电子线路领域，具体而言，涉及一种源端开关的电荷泵、锁相环电路及抑制馈通效应的方法。

背景技术

电荷泵是锁相环(Phase-Locked Loop，简称为PLL)中的一个重要模块，其为整个环路提供无穷增益，使得PLL在锁定时输入和分频器输出之间的相位差为零，从而减小压控振荡器(VCO)控制信号的波动，减少输出杂散(Spur)。由于电荷泵的非理想性，导致电荷泵的充放电电流的在时间和幅度上的不匹配造成VCO上控制电压的周期波动，形成杂散，从而影响输出信号的质量。

时钟馈通(Feedthrough)是由于电荷泵的电流源开关存在栅源和栅漏交叠电容，使得开关信号在作用到栅极的时候，也会影响电流源控制电压或者输出电流，此影响相当于电荷泵充放电的电流失配，造成输出杂散的增大。由于交叠电容是固定存在的，所以，馈通效应很难消除，成为电荷泵设计的一个难点。

相关技术中，存在如下两种电荷泵：

1、漏端开关的电荷泵：

在抑制馈通效应时，采用与开关晶体管相同的晶体管作为哑管。图1是根据相关技术的漏端开关的电荷泵的电路示意图，如图1所示，开关管和哑管的栅端的时钟是反向的，使得开关管和哑管在工作时的馈通效应相互抵消，从而减少馈通效应。但是，要想抵消馈通效应，开关管和哑管必须有相同的交叠电容，即要求保证开关管工作在饱和区。另外，由于漏端开关，必然导致电荷泵的输出范围大大减小，造成VCO的增益增加和噪声性能的恶化。

2、源端开关的电荷泵：

通常，将开关放在电流源管的源端，使得开关管的栅端距离输出较远，以减小时钟对输出端的直接馈通。图2是根据相关技术的源端开关的电荷泵的电路示意图，如图2所示，当时钟作用到栅端时，电流源管的源端迅速下降，通过其栅源交叠电容使得电流源管的栅端下降，使得输出电流减小。并且，当在栅端退耦电容较小时，栅端电压波动较大，造成输出电流波动较大；当栅端退耦电容较大时，栅端电压波动较小，其恢复到正常偏压的时间延长，使得输出电流长时间偏离理想值，除非此退耦电容特别大，使得栅端的电压波动可以忽略不计，但是，这样大大增加的电荷泵的面积。所以，无论栅端退耦电容大小都会带来电荷泵的充放电的电流失配，造成杂散。

可见，以上两种方法都存在较大的折中，使其应用受到了限制。

针对相关技术中由于交叠电容的固定存在导致源端开关的电荷泵的馈通效应很难消除的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种源端开关的电荷泵、锁相环电路及抑制馈通效应的方，以至少很大程度上解决上述相关技术中由于交叠电容的固定存在导致源端开关的电荷泵的馈通效应很难抑制的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种源端开关的电荷泵，包括：在输出级包括一个电流源电路，上述电流源电路包括：开关管，其栅极作为上述电荷泵的开关端；电流源管，其源极与上述开关管的漏极相连以及其漏极作为上述电荷泵的输出端；以及馈通抑制电容，设置在上述开关管的栅端和上述电流源管的栅端之间，用于抑制馈通效应。

可选地，上述电流源电路包括一个P型电流源和一个N型电流源，其中，上述P型电流源和上述N型电流源中分别包括一个上述馈通抑制电容。