[发明专利]具有去耦积分和比例路径的锁相环

说明书

本公开涉及具有去耦积分和比例路径的锁相环。例如，一种示例性电路包括：第一电荷泵，被配置为在第一节点处生成第一电流；以及第二电荷泵，被配置为在第二节点处生成第二电流。该电路还包括：隔离缓冲器，耦合在第一节点和第二节点之间；以及加法器，具有耦合至第二节点的第一输入。该电路附加地包括：辅助电荷泵，被配置为在加法器的第二输入处生成第三电流；以及振荡器，具有耦合至加法器的输出的输入。

技术领域

本公开总体上涉及锁相环，并且在具体实施例中，涉及具有去耦积分和比例路径的锁相环。

背景技术

电子设备使用锁相环来操纵电子信号。锁相环(PLL)电路是生成具有与输入信号(其总是被称为参考信号)的相位和频率相关(例如，相同或成比例)的相位和频率的输出信号的控制系统。PLL电路将输入信号的相位与PLL电路的输出处的信号的相位进行比较，并且调整PLL电路中包括的振荡器(例如，压控振荡器)的频率，以将生成的输出信号的相位保持与输入信号的相位匹配。通过将这些信号的相位保持为相互锁定，可以确保输出信号的频率也与输入信号的频率匹配或者是输入信号的频率的整数倍。

将输入和输出信号保持锁定为相同允许使得信号处理和通信以更高的速度发生。PLL电路被广泛用于无线电、电信、计算机和其他电子应用。在各种应用中，PLL电路可用于从有噪声通信信道中恢复信号，在输入频率的倍数下生成稳定频率(频率合成)，或者在诸如微处理器的数字逻辑设计中分配时钟计时脉冲。由于单个集成电路可以提供完整的PLL电路，所以该技术被用于现代电子设备，输出频率从零点几赫兹到几千兆赫。

随着PLL电路被用于具有更快速度要求且具有更低电源电压的设备，电子噪声(例如，热噪声)和设备尺寸成为PLL电路设计中的重要因素。

发明内容

在一个实施例中，一种电路包括：第一电荷泵，被配置为在第一节点处生成第一电流；以及第二电荷泵，被配置为在第二节点处生成第二电流。该电路还包括：隔离缓冲器，耦合在第一节点和第二节点之间；以及加法器，其第一输入耦合至第二节点。该电路附加地包括：辅助电荷泵，其被配置为在加法器的第二输入处生成第三电流；以及振荡器，其输入耦合至加法器的输出。

在一个实施例中，一种锁相环包括：相位检测器，被配置为基于参考信号的相位与反馈信号的相位的比较生成控制信号。该锁相环还包括：第一电荷泵，耦合至相位检测器，并且被配置为接收来自相位检测器的控制信号；以及第二电荷泵，耦合至相位检测器，并且被配置为接收来自相位检测器的控制信号。锁相环还包括耦合在第一电荷泵和第二电荷泵之间的滤波器，其中，滤波器的第一端子在第一节点处耦合至第一电荷泵的输出，并且滤波器的第二端子在第二节点处耦合至第二电荷泵的输出。锁相环附加地包括：加法器，其第一端子耦合至第二节点；辅助电荷泵，其输出耦合至加法器的第二端子；以及振荡器，其输入耦合至加法器的输出。

在一个实施例中，一种方法包括：基于包括整数部分、小数部分和量化噪声分量的第一控制信号生成反馈信号；将反馈信号与参考信号进行比较；以及基于反馈信号与参考信号的比较在第一节点处生成第一电流。该方法还包括：基于反馈信号与参考信号的比较在第二节点处生成第二电流，第二电流大于第一电流；以及使用第一滤波器路径对第一电流进行滤波。该方法附加地包括：使用不同于第一滤波器路径的第二滤波器路径对第二电流进行滤波，其中第二滤波器路径通过隔离缓冲器与第一滤波器路径去耦，隔离缓冲器耦合在第一滤波器路径和第二滤波器路径之间。该方法还包括：基于第一控制信号的量化噪声分量生成第二控制信号；基于第二控制信号生成第三电流；从第二电流中减去第三电流以产生调谐电压；以及基于调谐电压生成振荡信号。

附图说明

为了更加完整地理解本发明及其优点，现在结合附图进行以下描述，其中：

图1示出了小数N分频锁相环(fractional-N phase-locked loop)的简化框图；

图2示出了根据一个实施例的具有双电荷泵和辅助电荷泵的小数N分频锁相环的框图；