[发明专利]用于锁相环的启动电路及锁相环

说明书

一种用于锁相环的启动电路及锁相环，所述锁相环包括环路滤波器和压控振荡器；其中，所述环路滤波器包括第一电阻单元、第一电容单元和第二电容单元，所述压控振荡器的输入端耦接所述环路滤波器的输出端，适于根据所述环路滤波器的输出信号产生时钟信号；所述启动电路包括：频率检测电路，适于检测所述时钟信号的频率；控制电路，适于当所述时钟信号的频率小于锁相环的目标频率时，控制所述第一电阻单元被短接，当所述时钟信号的频率大于等于所述锁相环的目标频率时，解除对所述第一电阻单元的控制。本发明方案的启动电路可以使得锁相环达到快速锁定。

技术领域

本发明涉及电子电路设计领域，特别涉及一种用于锁相环的启动电路及锁相环。

背景技术

锁相环(Phase Locked Loop，PLL)是一种典型的反馈控制电路，利用外部输入的参考频率信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪。电子电路中广泛采用电荷泵锁相环，如图1所示，锁相环100可以包括顺次串联的鉴频鉴相器(Phase Frequency Detector，PFD)10、电荷泵(Charge Pump，CP)20、环路滤波器(一般为低通滤波器(Low Pass Filter，LPF))30、压控振荡器(Voltage ControlledOscillator，VCO)40和分频器(Divider)50，并形成环路；其中，所述压控振荡器40的输出端作为所述电荷泵锁相环100的输出端并输出锁相信号fout，所述鉴频鉴相器10的输入端输入有参考频率信号fr，所述分频器50适于对所述锁相信号fout进行分频并将得到的反馈信号fback传输至所述鉴频鉴相器10。所述电荷泵锁相环100输出的锁相信号fout的频率是所述参考频率信号fr的N倍，N为分频器50的分频比。具体而言，如图2所示，现有技术中的环路滤波器30可以为由电阻R100和电容C100、C101组成的二阶低通滤波器，所述环路滤波器接收输入信号Vin，输出信号Vout。

在实际中对锁相环使用时，通常会对锁相环的锁定时间有要求。由于锁相环的锁定时间与锁相环中压控振荡器的初始频率息息相关，因此希望在锁相环的环路工作开始时压控振荡器能够被快速预设为目标频率f1附近。而锁相环的环路工作开始时压控振荡器被快速预设为目标频率附近也即要求压控振荡器的控制电压接近目标控制电压。参照图1和图3，现有技术的压控振荡器40的频率预设方式是采用一种如图3所示的用于锁相环100的启动电路60，将控制电压设为某一固定电压值。电源VDD经由电阻R1和R2分压后，分压节点经由包括MOS管MP1和MN1的传输门输出所述控制电压V1。在实际应用中，可以通过控制所述传输门的导通或者断开对所述启动电路60是否对外输出所述控制电压进行控制。然而，实际上所述启动电路60会受到工艺、电压、温度(Process，Voltage and Temperature，PVT)波动的影响。具体而言，所述电阻R1和R2一般采用精密电阻，而对它们所施加的电压、环境温度以及工艺精度均会影响电阻R1和R2的阻值大小，从而对所述控制电压造成影响，使得本应输出所述目标频率f1的压控振荡器40实际输出的信号频率具有一定的误差，此误差可能较大，将严重妨碍锁相环的快速稳定。

发明内容

本发明解决的技术问题是在现有技术的基础上如何实现锁相环的快速锁定。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种用于锁相环的启动电路，所述锁相环包括环路滤波器和压控振荡器；其中，所述环路滤波器包括第一电阻单元、第一电容单元和第二电容单元，所述第一电阻单元的第一端耦接所述环路滤波器的输入端并接收电荷泵信号，所述第一电阻单元的第二端耦接所述第一电容单元的第一端，所述第二电容单元的第一端耦接所述第一电阻单元的第一端和所述环路滤波器的输出端，所述第二电容单元的第二端耦接所述第一电容单元的第二端；所述压控振荡器的输入端耦接所述环路滤波器的输出端，适于根据所述环路滤波器的输出信号产生时钟信号；所述启动电路包括：频率检测电路，适于检测所述时钟信号的频率，并生成控制信号；控制电路，接收所述控制信号，适于当所述时钟信号的频率小于锁相环的目标频率时，控制所述第一电阻单元被短接，当所述时钟信号的频率大于等于所述锁相环的目标频率时，解除对所述第一电阻单元的控制。