[发明专利]一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电荷泵电路，尤其涉及一种用于反馈环路控制的高摆幅电荷泵电路。

背景技术

通过环路控制进行稳定工作点的他熄式超再生接收机结构如附图1所示。该接收机工作在他熄灭方式，由LNA、带环路控制功能的SRO(包括SRO、包络检波电路、比较器、逻辑电路、电荷泵和熄灭信号产生电路)和后级数据解调电路构成。超再生接收机系统中包含了一个自动控制环路，该环路的主要目的是稳定超再生振荡器的起振时间，环路结构类似锁相环，环路中一个非常重要的模块就是电荷泵模块。

传统的电荷泵电路如附图2所示。电荷泵的控制信号UP和DN来自前级的鉴频鉴相器，鉴频鉴相器根据输入的参考时钟f_REF和来自分频器的反馈时钟f_DIV的频率和相位差得到电荷泵的控制信号。电荷泵根据控制信号控制UP和DN开关的导通，从而控制电流源对环路滤波器中电容的充放电，当环路达到稳定时，UP的导通时间t₁和DN的导通时间t₂的差异决定输出电压V_c，其输出电压变化量为

ΔV_c＝(I₁·t₁)/(I₂·t₂)

通常电荷泵是由MOS管来实现其中的开关：PMOS实现UP，NMOS实现DN。用MOS管实现开关电路，显然会引入MOS管自带的寄生效应，导致非理想性能的产生。由于开关管串联在电流源的漏端和输出端点的通路上，反映在电荷泵的特性上即出现电荷注入、时钟馈通以及电荷分享等现象。这样就会导致UP和DN电流在开关时的不匹配，上下电流不匹配就会引起输出电压Vc的抖动，从而引起后面压控振荡器输出频率的抖动，进而降低输出端的噪声性能。同时，传统的电荷泵电路的工作范围较窄，这样大大限制了锁相环电路的工作范围。

一般消除电荷分享等效应的方法是在V_c、UP和DN三点之间接一个单位增益跟随器如附图3所示。这样可以时刻保证这三点之间的电势相同，这样无论是哪一个开关打开，都不会发生电荷分享效应。但是它的缺点是显然的，运放导致电路复杂度的增加和功耗的增加。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路，克服传统电荷泵中由于MOS管开关自带的寄生效应带来的电荷泵电荷注入、电荷共享和时钟馈通问题。

技术方案：一种用于他熄灭式超再生接收机中的高摆幅电荷泵电路，包括电流源电路、偏置电路、改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路以及开关电路；所述电流源电路用于给电荷泵提供了所需的电流源；所述偏置电路用于给所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路提供偏置电压；所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路按照比例将基准电流镜像到输出端；所述开关电路用于控制所述比例电流镜的充放电开关；

其中，所述电流源电路包括NMOS管M10、NMOS管M11、NMOS管M17，所述偏置电路包括PMOS管M5、NMOS管M14、NMOS管M19，所述改进型高摆幅共源共栅比例电流镜电路包括PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M3、PMOS管M4、PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M8、PMOS管M9、NMOS管M12、NMOS管M13、NMOS管M15、NMOS管M16、NMOS管M18、NMOS管M20、NMOS管M21、NMOS管M23；所述开关电路包括NMOS管M22、PMOS管M24；