[发明专利]一种电荷泵环振型锁相环

说明书

本发明涉及一种电荷泵环振型锁相环。电荷泵环振型锁相环包括鉴频鉴相器、电荷泵组、自偏置环路滤波器、分频器和快速锁定器。其中鉴频鉴相器、电荷泵组、自偏置环路滤波器和分频器构成第一反馈环路，自偏置环路滤波器、分频器和快速锁定器构成第二反馈环路，两条反馈环路通过自偏置环路滤波器实现嵌套式的连接。本发明中的第一反馈环路为锁相环稳定状态的工作环路，第二反馈环路为快速锁定环路，第二反馈环路的粗调整能力显著提高了锁相环的锁定速度。同时本发明还在多个内部结构中采用自偏置技术以避免使用电阻器件，显著降低了电荷泵环振型锁相环的输出抖动和对制程的工艺依赖性。

技术领域

本发明涉及一种锁相环，尤其涉及一种电荷泵环振型锁相环。

背景技术

电荷泵环振型锁相环是一种常见的锁相环结构，一般包括鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器。电荷泵环振型锁相环在锁定过程中，通过鉴频鉴相器分辨出输入时钟信号与锁相环输出时钟分频后信号的相位差控制电荷泵工作，电荷泵产生对应控制电压，控制电压通过低通环路滤波器抑制稳态误差后，控制压控振荡器由低频向高频振荡。在锁相环电路中，鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器形成了一个反馈系统，该反馈系统直到参考时钟和反馈信号相位一致或者相差一个固定值时，将锁相环锁定。因此通过锁相环电路，可产生频率和相位被锁定到固定频率和相位的输出信号。

通常情况下，电荷泵环振型锁相环需要鉴频鉴相器调整电荷泵控制环振由低频向高频振荡，由于初始频率较低，锁相环需要较长的时间才能进入锁定。且一旦发生失锁，整个锁相环重新进入稳定状态还是需要较长时间。另一方面，传统的电荷泵环振型锁相环采用电阻/电容结构环路滤波器的低通模型，锁相环的环路带宽及阻尼因子是一个固定值，因此存在着随着输出频率增加，带宽不足而抖动增大的问题。同时，传统的电荷泵环振型锁相环需要维持环振在工作频带内的线性，因此还需要基准供环振稳定振荡，需要消耗额外的面积及功耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够快速锁定、抖动低的锁相环，。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电荷泵环振型锁相环，包括鉴频鉴相器、电荷泵组、自偏置环路滤波器、自适应快速锁定器、压控振荡器和分频器，所述电荷泵组由并联的第一电荷泵和第二电荷泵构成，所述电荷泵环振型锁相环内设置有第一反馈环路和第二反馈环路；所述鉴频鉴相器、电荷泵组、自偏置环路滤波器、压控振荡器和分频器依次相连，分频器的输出端与鉴频鉴相器的输入端相连，以此构成所述电荷泵环振型锁相环的第一反馈环路；所述自适应快速锁定器的输出端接入自偏置环路滤波器的输入端，所述分频器的输出端还连接自适应快速锁定器的输入端，所述自适应快速锁定器、自偏置环路滤波器、压控振荡器和分频器构成所述电荷泵环振型锁相环的第二反馈环路。

所述鉴频鉴相器的输入端同时接受输入时钟信号和分频器输出的分频时钟信号，所述鉴频鉴相器的输出端分别向第一电荷泵和第二电荷泵输出控制信号,所述第一电荷泵的输出端与自适应快速锁定器的输出端合并连接后接入自偏置环路滤波器，所述第二电荷泵的输出端单独接入自偏置环路滤波器。

所述电荷泵环振型锁相环能够提供复位信号RST给鉴频鉴相器、自适应快速锁定器、自偏置环路滤波器和分频器使鉴频鉴相器、自适应快速锁定器、自偏置环路滤波器和分频器处于复位状态，所述自适应快速锁定器能够提供使能信号给鉴频鉴相器、第一电荷泵和第二电荷泵控制鉴频鉴相器、第一电荷泵和第二电荷泵开启/关闭。