[发明专利]用于锁相环的双模式线性化电荷泵电路及模式选择电路

说明书

本发明公开了用于锁相环的双模式线性化电荷泵电路及模式选择电路；一种构成双模式线性化电荷泵电路的模式选择电路，包括互补信号输出端和信号输出端；其特征在于：所述模式选择电路内设置有D触发器、逻辑处理电路、互补信号产生电路和输出信号产生电路；D触发器分别接收鉴频鉴相器输出的充电控制信号和放电控制信号，进行数字运算后输出到输出信号产生电路；逻辑处理电路分别接收外部寄存器输出的模式控制信号、参考时钟信号、鉴频鉴相器输出的充电控制信号和放电控制信号，进行逻辑处理后，分别输出到互补信号产生电路和输出信号产生电路；本发明可在线性化或采样保持电荷泵两种工作模式间切换，支持锁相环工作在内置和外置环路滤波器中。

技术领域

本发明涉及锁相环，具体涉及用于锁相环的双模式线性化电荷泵电路及模式选择电路。

背景技术

锁相环广泛应用于模拟、数字及射频芯片中，用于提供时钟频率或本振频率。锁相环分为模拟锁相环和全数字锁相环两大类，其中模拟锁相环按分频比覆盖范围，又分整数分频锁相环和小数分频锁相环，小数分频锁相环具有高频率分辨率和高鉴相频率等特点，是目前锁相环产品的重点发展方向。

典型小数分频器锁相环组成单元包括：参考缓冲器、参考分频器、鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、反馈分频器及Sigma-delta调制器等单元，如图1所示。在传统小数分频锁相环中，反馈分频器的输出信号与参考输出信号经过鉴频鉴相器和电荷泵后，转换为充电电流和放电电流，再通过环路滤波器转换为电压信号，在此过程中，由于Sigma-delta调制器作用，在不同周期的上升沿时刻，反馈分频器输出信号相位相比参考分频器输出信号相位会出现超前或滞后现象。

传统电荷泵电路具有非线性特性，容易将Sigma-delta调制器的高频处噪声折叠到环路带宽内，恶化锁相环闭环带内相位噪声，特别在宽环路带宽下，恶化尤为明显。为解决这一问题，目前主流的做法是在电荷泵输出端增加恒定偏差电流，来实现电荷泵的线性化特性，当锁相环中环路滤波器外置时，这种线性化电荷泵产生大输出电压波动，可以通过环路滤波器来抑制，如果锁相环环路滤波器为全集成，由于环路滤波器元器件值不可能选择较大值，导致这种线性化电荷泵产生的大输出电压波动很难抑制，这会极大恶化锁相环输出信号的杂散特性，严重影响了其在全集成环路滤波器中的应用。

本发明提出的一种应用于锁相环的双模式线性化电荷泵电路及模式选择电路，很好的解决了传统线性化电荷泵带来的高杂散问题，且同时支持外置环路滤波器和内置环路滤波器两种典型应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供应用于锁相环的双模式线性化电荷泵电路及模式选择电路，以实现电荷泵输出的低电压波动，并同时支持外置环路滤波器和内置环路滤波器两种典型应用。

本发明的第一个技术方案是，一种构成双模式线性化电荷泵电路的模式选择电路，包括互补信号输出端和信号输出端；其特征在于：

所述模式选择电路内设置有D触发器、逻辑处理电路、互补信号产生电路和输出信号产生电路。

D触发器分别接收鉴频鉴相器输出的充电控制信号和放电控制信号，进行数字运算后输出到输出信号产生电路。

逻辑处理电路分别接收外部寄存器输出的模式控制信号、参考时钟信号、鉴频鉴相器输出的充电控制信号和放电控制信号，进行逻辑处理后，分别输出控制信号到互补信号产生电路和输出信号产生电路。

互补信号产生电路受逻辑处理电路的控制，产生互补信号一、二、三输出到充放电核心电路。

输出信号产生电路分别接收D触发器输出的信号、鉴频鉴相器输出的放电控制信号和逻辑处理电路输出的控制信号，产生控制信号输出到充放电核心电路。