專利名稱：電荷泵鎖相回路電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于鎖相回路(phase locked loop，簡(jiǎn)稱PLL)的電路，特別是指一種具有電荷校正作用的電荷泵(charge-pump)PLL電路。
背景技術(shù)：
通常，電子、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及組件均具有極為重要的時(shí)序要求，因此使得所產(chǎn)生的周期性時(shí)鐘信號(hào)必須精確地和參考時(shí)鐘信號(hào)同步。鎖相回路(phase1ocked loop，簡(jiǎn)稱PLL)即為一種廣泛運(yùn)用的電路，可精確地控制其輸出信號(hào)頻率與接收或輸入信號(hào)頻率實(shí)現(xiàn)同步。PLL電路的種種應(yīng)用例如，但不局限于頻率合成器、乘法器、除法器、單一與多重時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器、時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)電路、以及無(wú)線通訊裝置等等。
圖1的方塊圖是典型的電荷泵(charge pump)PLL電路(以下簡(jiǎn)稱CP-PLL電路)。CP-PLL電路100由相位檢測(cè)器(phase detector)110、電荷泵電路120、回路濾波器(loop filter)130、壓控振蕩器(voltage-controlled oscillator，簡(jiǎn)稱VCO)140、以及分頻器150所構(gòu)成。CP-PLL電路100接收頻率為Fref的參考時(shí)鐘信號(hào)CLKref而產(chǎn)生頻率為Fout的輸出時(shí)鐘信號(hào)CLKout，其中，輸出時(shí)鐘信號(hào)CLKout在相位上與參考時(shí)鐘信號(hào)CLKref同步。參考時(shí)鐘信號(hào)CLKref會(huì)被送到相位檢測(cè)器110和反饋信號(hào)CLK’out進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，相位檢測(cè)器110產(chǎn)生充電信號(hào)UP及放電信號(hào)DN，以指引電荷泵電路120供應(yīng)電流給回路濾波器130、或是從回路濾波器130漏取電流，而因此在回路濾波器130形成電壓VC來(lái)調(diào)整壓控振蕩器140的輸出頻率，壓控振蕩器140的輸出，即CP-PLL電路100的輸出，連接至分頻器150。反饋信號(hào)CLK’out可直接為壓控振蕩器140所產(chǎn)生的輸出時(shí)鐘信號(hào)CLKout，或是如圖1所示，反饋信號(hào)CLK’out為分頻器150的輸出。雖然CP-PLL電路100的中常利用分頻器150將壓控振蕩器140產(chǎn)生的信號(hào)頻率除以N，但在某些應(yīng)用里，是可以不需要用到分頻器150。
電荷泵電路120產(chǎn)生電流ICP然后在回路濾波器130上形成電壓VC，而電流ICP是根據(jù)相位檢測(cè)器110輸出的UP及DN信號(hào)來(lái)決定。當(dāng)CLKref信號(hào)的上升沿(rising edge)先于CLK’out信號(hào)的上升沿，電荷泵電路120會(huì)增加電流ICP，以在回路濾波器130上形成較大的電壓VC，因此引起壓控振蕩器140提高CLKout信號(hào)的頻率；反之，當(dāng)CLKref信號(hào)落后CLK’out信號(hào)，電荷泵電路120會(huì)減少電流ICP，以在回路濾波器130上形成較小的電壓VC，使壓控振蕩器140降低CLKout信號(hào)的頻率。一旦反饋信號(hào)頻率F’out鎖定參考時(shí)鐘信號(hào)頻率Fref，即CLKref信號(hào)和CLK’out信號(hào)兩者的相位已經(jīng)對(duì)齊，則電壓VC不會(huì)再進(jìn)行調(diào)整而輸出頻率Fout保持固定，此時(shí)CP-PLL電路100的狀態(tài)稱為“鎖相”。
電荷泵電路120響應(yīng)UP及DN信號(hào)而在內(nèi)部產(chǎn)生充電電流及放電電流，所以電流ICP是充電電流與放電電流的總和。若CP-PLL電路100已經(jīng)“鎖相”且輸出頻率Fout不須再改變，在理想的情況下，充、放電電流會(huì)互相抵消而不會(huì)產(chǎn)生凈輸出電流ICP。然而，工藝的變化、環(huán)境的條件、以及組件本身的特性均會(huì)造成充電電流與放電電流不相稱的結(jié)果，這種充、放電電流不相稱將導(dǎo)致殘存電荷留在回路濾波器130上，并且，進(jìn)一步地引起壓控振蕩器140上的電壓VC變動(dòng)，造成CP-PLL電路100的輸出信號(hào)CLKout產(chǎn)生抖動(dòng)(jitter)現(xiàn)象。除此的外，電荷的注入、以及回路濾波器本身的泄漏現(xiàn)象也都是電荷累積、殘存在回路濾波器130的上的來(lái)源，以致CP-PLL電路100無(wú)法精確地鎖定頻率。有鑒于此，需要一種電荷泵鎖相回路電路來(lái)克服先前技術(shù)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電荷泵鎖相回路電路，具有電荷校正作用，來(lái)消除殘存電荷，使得鎖相回路可保持其輸出頻率固定不變。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種電荷泵鎖相回路電路，具有電荷校正作用，其包括第一電荷泵電路、以及校正電路。第一電荷泵電路提供第一電流，使得輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位能追蹤參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。校正電路由第二電荷泵電路、以及電荷檢測(cè)電路所組成。第二電荷泵電路提供第二電流，來(lái)模擬在鎖相情況下的第一電流，而鎖相情況是指輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位鎖定參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。根據(jù)第一電流所載的第一凈電荷、以及第二電流所載的第二凈電荷，電荷檢測(cè)電路產(chǎn)生校正電壓信號(hào)，并反饋到第一電荷泵電路和第二電荷泵電路。在校正電壓信號(hào)的控制的下，第一、第二電荷泵電路分別將第一及第二凈電荷調(diào)節(jié)到正好為零，以便保持輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位繼續(xù)鎖定參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。
第一電荷泵電路最好包含第一晶體管，其柵極接收校正電壓信號(hào)，第一晶體管根據(jù)校正電壓信號(hào)來(lái)微調(diào)第一電流，以消除第一凈電荷。同樣地，第二電荷泵電路最好包含第二晶體管，其柵極接收校正電壓信號(hào)，第二晶體管根據(jù)校正電壓信號(hào)來(lái)微調(diào)第二電流，以消除第二凈電荷。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，電荷泵鎖相回路電路包括第一電荷泵電路、以及校正電路。第一電荷泵電路提供第一電流，使得輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位能追蹤參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。校正電路由第二相位檢測(cè)器、第二電荷泵電路、以及運(yùn)算放大器所組成。第二相位檢測(cè)器接收參考時(shí)鐘信號(hào)，然后按照參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率同時(shí)產(chǎn)生第二充電脈沖、以及第二放電脈沖。第二電荷泵電路連接到第二相位檢測(cè)器，用于響應(yīng)第二充電、第二放電脈沖，而提供第二電流，來(lái)模擬在鎖相情況下的第一電流，其中，鎖相情況是指輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位鎖定參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。運(yùn)算放大器的第一輸入端連接到第一電荷泵電路的輸出端，運(yùn)算放大器的第二輸入端則連接到第二電荷泵電路的輸出端，并且，運(yùn)算放大器的輸出端分別連接至第一電荷泵電路的控制節(jié)點(diǎn)、以及第二電荷泵電路的控制節(jié)點(diǎn)。運(yùn)算放大器可提供校正電壓信號(hào)，并反饋到第一和第二電荷泵電路，在校正電壓信號(hào)的控制的下，第一、第二電荷泵電路分別將運(yùn)算放大器第一輸入端上的第一凈電荷、以及運(yùn)算放大器第二輸入端上的第二凈電荷調(diào)節(jié)到正好為零，以便保持輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位繼續(xù)鎖定參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。
第一電荷泵電路最好包含第一晶體管，并且，與第一晶體管形成串聯(lián)；第一晶體管的柵極連接到第一電荷泵電路的控制節(jié)點(diǎn)，以接收校正電壓信號(hào)，根據(jù)校正電壓信號(hào)，第一晶體管微調(diào)第一電流，以便消除第一凈電荷。第二電荷泵電路同樣是最好包含第二晶體管，并且，與第二晶體管形成串聯(lián)；第二晶體管的柵極連接到第二電荷泵電路的控制節(jié)點(diǎn)，以接收校正電壓信號(hào)，根據(jù)校正電壓信號(hào)，第二晶體管微調(diào)第二電流，以便消除第二凈電荷。


圖1是先前技術(shù)的電荷泵鎖相回路其方塊示意圖；以及圖2是本發(fā)明具有電荷校正作用的電荷泵鎖相回路其電路方塊圖。
圖號(hào)說(shuō)明100～典型的電荷泵鎖相回路110～相位檢測(cè)器120～電荷泵電路130～回路濾波器140～壓控振蕩器(VCO)150～分頻器200～本發(fā)明的電荷泵鎖相回路電路202～校正電路210、210’～相位檢測(cè)器220、220’～電荷泵電路222、222’、224、224’～電流鏡電路226、226’～共同接點(diǎn)228、228’～控制節(jié)點(diǎn)230～回路濾波器240～壓控振蕩器(VCO)250～分頻器260～電荷檢測(cè)電路262～運(yùn)算放大器T、T’～晶體管S1、S2～開關(guān)裝置S1’、S2’～開關(guān)裝置UP、UP’～充電脈沖DN、DN’～放電脈沖IP、I’P～充電電流IN、I’N～放電電流ICP、I’CP～電荷泵電路的輸出電流CLKout～輸出時(shí)鐘信號(hào)CLKref～參考時(shí)鐘信號(hào)
CLK’out～分頻器的輸出信號(hào)R～電阻C～電容Vdd～電壓源具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下參考圖2，本發(fā)明的電荷泵鎖相回路(以下簡(jiǎn)稱CP-PLL)電路200包括相位檢測(cè)器210、電荷泵電路220、回路濾波器230、壓控振蕩器240、分頻器250、以及校正電路202。CP-PLL電路200接收頻率為Fref的參考時(shí)鐘信號(hào)CLKref而產(chǎn)生頻率為Fout的輸出時(shí)鐘信號(hào)CLKout，其中，輸出時(shí)鐘信號(hào)CLKout在相位上與參考時(shí)鐘信號(hào)CLKref同步。相位檢測(cè)器210檢測(cè)分頻器250的輸出信號(hào)CLK’out、以及參考時(shí)鐘信號(hào)CLKref兩者間的相位差，來(lái)產(chǎn)生充電脈沖UP和放電脈沖DN，電荷泵電路220則響應(yīng)UP脈沖和DN脈沖，產(chǎn)生電流ICP而讓CLKout信號(hào)的相位能夠追蹤C(jī)LKref信號(hào)的相位。回路濾波器230對(duì)輸入的電流ICP進(jìn)行濾波而產(chǎn)生濾波電壓，并輸出到壓控振蕩器240作為頻率控制電壓信號(hào)VC，壓控振蕩器240便根據(jù)VC信號(hào)，來(lái)產(chǎn)生具有可變頻率的輸出時(shí)鐘信號(hào)CLKout，此外，分頻器250則用來(lái)將CLKout信號(hào)的頻率Fout除以預(yù)定的分頻比率。由相位檢測(cè)器210、電荷泵電路220、回路濾波器230、壓控振蕩器240、以及分頻器250來(lái)構(gòu)成CP-PLL電路是現(xiàn)有技術(shù)，此處將不再做詳細(xì)的討論。
繼續(xù)參考圖2，CP-PLL電路200還具有一個(gè)由相位檢測(cè)器210’、電荷泵電路220’、以及電荷檢測(cè)電路260所組成的校正電路202。相位檢測(cè)器210’其兩輸入端連接在一起接收同樣的CLKref信號(hào)，以便按照CLKref信號(hào)的頻率同時(shí)產(chǎn)生充電脈沖UP’、以及放電脈沖DN’，電荷泵電路220’則響應(yīng)UP’脈沖和DN’脈沖提供電流I’CP來(lái)模擬在鎖相情況下的電流ICP，而鎖相情況是指CLKout信號(hào)的相位鎖定CLKref信號(hào)的相位。為了讓電荷泵電路220與220’的行為和輸出特性能夠一模一樣，根據(jù)本發(fā)明，兩者最好是具有相同的配置與工藝。電荷檢測(cè)電路260根據(jù)電流ICP所載的凈電荷ΔQ、以及電流I’CP所載的凈電荷ΔQ’，來(lái)產(chǎn)生校正電壓信號(hào)VCAL，并且，將VCAL信號(hào)反饋到電荷泵電路220和電荷泵電路220’。在VCAL信號(hào)的控制下，電荷泵電路220及電荷泵電路220’因此分別將凈電荷ΔQ、ΔQ’調(diào)節(jié)到正好為零。
接下來(lái)進(jìn)一步地闡釋本發(fā)明以顯示其特征，如圖2所示，電荷泵電路220’包括充電用的電流鏡(current mirror)電路222’、以及放電用的電流鏡電路224’，開關(guān)裝置S1’、S2’則連接到相位檢測(cè)器210’，并且，分別由UP’脈沖和DN’脈沖所控制，其中，開關(guān)裝置S1’及S2’可以用晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)。電荷檢測(cè)電路260包含運(yùn)算放大器262，其具有輸出端262c、以及二輸入端262a與262b。根據(jù)本發(fā)明，晶體管T’與電荷泵電路220’形成串聯(lián)，此處所指的晶體管，不管是N型或P型金氧半(MOS)晶體管都具有柵極、漏極和源極，由于MOS晶體管一般為對(duì)稱的裝置，實(shí)際上對(duì)漏極和源極的指稱，只可能在電壓施加在這些電極時(shí)才可確定，因此，本文所稱的源、漏極，應(yīng)從廣義的范圍來(lái)解釋。在本實(shí)施中，晶體管T’的源極連接到電壓源Vdd，晶體管T’的漏極連接到電流鏡電路222’，而晶體管T’的柵極則連接到電荷泵電路220’的控制節(jié)點(diǎn)228’；運(yùn)算放大器262的輸出端262c連接到電荷泵電路220’的控制節(jié)點(diǎn)228’以提供VCAL信號(hào)，運(yùn)算放大器262的輸入端262a連接到開關(guān)裝置S1’及S2’的共同接點(diǎn)226’，即電荷泵電路220’用來(lái)提供電流I’CP的輸出端。同樣地，電荷泵電路220包括充電用的電流鏡電路222、以及放電用的電流鏡電路224，開關(guān)裝置S1、S2則連接到相位檢測(cè)器210，并且，在UP脈沖和DN脈沖分別控制下開啟或關(guān)閉。此外，晶體管T與電荷泵電路220形成串聯(lián)，在本實(shí)施中，晶體管T的源極連接到電壓源Vdd，晶體管T的漏極連接到電流鏡電路222，而晶體管T的柵極則連接到電荷泵電路220的控制節(jié)點(diǎn)228；運(yùn)算放大器262的輸出端262c也連接到電荷泵電路220的控制節(jié)點(diǎn)228以提供VCAL信號(hào)，運(yùn)算放大器262的另一輸入端262b則連接到開關(guān)裝置S1及S2的共同接點(diǎn)，即電荷泵電路220用來(lái)提供電流ICP的輸出端。
在本實(shí)施中，相位檢測(cè)器210(210’)所產(chǎn)生的UP(UP’)及DN(DN’)脈沖信號(hào)間的相位差大體上等于其輸入端信號(hào)間的相位差。在UP脈沖施加于開關(guān)裝置S1期間，開關(guān)裝置S1因此開啟，而讓電流鏡電路222所提供的充電電流IP流進(jìn)回路濾波器230；反之，在DN脈沖施加于開關(guān)裝置S2期間，開關(guān)裝置S2因此開啟，而讓電流鏡電路224所提供的放電電流IN流出回路濾波器230。電荷泵電路220的輸出電流ICP為充電電流IP與放電電流IN的總和，即ICP＝IP+(-IN)。為了能夠避免失效區(qū)(dead zone)的問(wèn)題，相位檢測(cè)器210產(chǎn)生的UP及DN脈沖必須具有最小的寬度(持續(xù)期間)，以保證電荷泵電路220能有足夠的時(shí)間啟動(dòng)，失效區(qū)基本上反應(yīng)了一個(gè)相位差的范圍，而相位檢測(cè)器在這個(gè)范圍內(nèi)無(wú)法產(chǎn)生足夠的脈沖寬度來(lái)啟動(dòng)電荷泵電路。在校正電路202里，相位檢測(cè)器210’及電荷泵電路220’最好是以上述的類似方式運(yùn)行，所以I’CP＝I’P+(-I’N)。
圖2中的回路濾波器230是以一個(gè)包括電阻R和電容C的一階(first-order)濾波器來(lái)表示，按照本發(fā)明所提出的原則，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白以適合的高階濾波器來(lái)取代范例中用的一階濾波器。本發(fā)明的電路在實(shí)際運(yùn)行中，寬度TP的UP脈沖會(huì)導(dǎo)致充電電流IP儲(chǔ)存相當(dāng)于IPTP的電荷到電容C，而寬度TN的DN脈沖會(huì)導(dǎo)致放電電流IN從電容C移除相當(dāng)于INTN的電荷。理想情況是，當(dāng)PLL電路在鎖相情況時(shí)，充電電流IP應(yīng)等于放電電流IN且UP脈沖寬度TP應(yīng)等于DN脈沖寬度TN，然而現(xiàn)實(shí)中并非如此完美，合成的電流ICP將產(chǎn)生相當(dāng)于IPTP+(-INTN)的凈電荷ΔQ留在回路濾波器230上形成殘存電荷。
利用電荷泵電路220’則是提供凈電荷ΔQ’來(lái)模擬回路濾波器230上的凈電荷ΔQ，其中，ΔQ’＝I’PT’P+(-I’NT’N)，根據(jù)本發(fā)明，電荷泵電路220及220’最好是具有相同的特性。運(yùn)算放大器260檢測(cè)其輸入端262a上的凈電荷ΔQ’及其輸入端262b上的凈電荷ΔQ，若凈電荷ΔQ’的數(shù)量大于零，運(yùn)算放大器260會(huì)增加校正電壓信號(hào)VCAL，而變大的VCAL信號(hào)反饋給晶體管T及T’后會(huì)同時(shí)造成充電電流IP、I’P的減少，由此來(lái)微調(diào)凈電荷ΔQ與ΔQ’；反之，若凈電荷ΔQ’的數(shù)量小于零，運(yùn)算放大器260會(huì)減少校正電壓信號(hào)VCAL，而變小的VCAL信號(hào)反饋給晶體管T及T’后，會(huì)同時(shí)造成充電電流IP、I’P的增加；以此方式，凈電荷ΔQ和ΔQ’最終會(huì)消除而變?yōu)榱?。其中，由于運(yùn)算放大器260被安排成“負(fù)反饋”的形式，所以運(yùn)算放大器260兩輸入端上的電位會(huì)互相追隨，換句話說(shuō)，輸入端262a和262b之間存在著“虛擬短路”，“虛擬短路”意味著凡是出現(xiàn)在輸入端262a上的電壓均會(huì)自動(dòng)反應(yīng)在另一輸入端262b上，因此，當(dāng)凈電荷ΔQ’變成零時(shí)，凈電荷ΔQ也會(huì)跟著消除。因此回路濾波器230上不會(huì)留有殘存電荷，而可以保持輸出時(shí)鐘信號(hào)頻率Fout，并且，使輸出時(shí)鐘信號(hào)CLKout在相位上與參考時(shí)鐘信號(hào)CLKref同步，且沒(méi)有抖動(dòng)現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明所提出的原則，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白可以考慮用與電流鏡電路224(224’)形成串聯(lián)的晶體管，來(lái)調(diào)節(jié)放電電流IN(I’N)，以便取代調(diào)節(jié)充電電流。
雖然本發(fā)明已以一具體實(shí)施例公開如上，然而，其僅是為了易于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，而并非將本發(fā)明狹義地限定于該實(shí)施例，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兓c修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以所附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電荷泵鎖相回路電路，至少包含第一電荷泵電路，用于提供第一電流而讓輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位能追蹤參考時(shí)鐘信號(hào)的相位；以及校正電路，至少包含第二電荷泵電路，用于提供第二電流，來(lái)模擬在鎖相情況下的該第一電流，而該鎖相情況是該輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位鎖定該參考時(shí)鐘信號(hào)的相位；以及電荷檢測(cè)電路，用于根據(jù)該第一電流所載的第一凈電荷、以及該第二電流所載的第二凈電荷，來(lái)產(chǎn)生校正電壓信號(hào)，并且，將該校正電壓信號(hào)反饋到該第一電荷泵電路和該第二電荷泵電路；其中，該第一及該第二電荷泵電路在該校正電壓信號(hào)的控制下，分別將該第一凈電荷及該第二凈電荷調(diào)節(jié)到零，以便保持該輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位繼續(xù)鎖定該參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。
2.如權(quán)利要求1的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第一電荷泵電路至少包含第一晶體管，用于根據(jù)上述校正電壓信號(hào)來(lái)微調(diào)上述第一電流，消除上述第一凈電荷。
3.如權(quán)利要求2的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第一晶體管的柵極用來(lái)接收上述校正電壓信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第二電荷泵電路至少包含第二晶體管，用于根據(jù)上述校正電壓信號(hào)來(lái)微調(diào)上述第二電流，消除上述第二凈電荷。
5.如權(quán)利要求4的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第二晶體管的柵極用來(lái)接收上述校正電壓信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述校正電路更至少包含第二相位檢測(cè)器，用于接收上述參考時(shí)鐘信號(hào)，而按照上述參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率同時(shí)產(chǎn)生第二充電脈沖、以及第二放電脈沖，且上述第二電荷泵電路響應(yīng)該第二充電脈沖和該第二放電脈沖提供上述第二電流。
7.如權(quán)利要求6的電荷泵鎖相回路電路，更至少包含分頻器，用于將上述輸出時(shí)鐘信號(hào)的頻率除以預(yù)定分頻比率；壓控振蕩器，用于根據(jù)頻率控制電壓信號(hào)，來(lái)產(chǎn)生具有可變頻率的上述輸出時(shí)鐘信號(hào)；回路濾波器，用于對(duì)輸入的上述第一電流進(jìn)行濾波而產(chǎn)生濾波電壓，并輸出到該壓控振蕩器作為該頻率控制電壓信號(hào)；以及第一相位檢測(cè)器，用于檢測(cè)該分頻器的輸出信號(hào)、以及上述參考時(shí)鐘信號(hào)兩者間的相位差，來(lái)產(chǎn)生第一充電脈沖和第一放電脈沖，其中，上述第一電荷泵電路響應(yīng)該第一充電脈沖和該第一放電脈沖，產(chǎn)生上述第一電流。
8.如權(quán)利要求1的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述電荷檢測(cè)電路至少包含運(yùn)算放大器，用于檢測(cè)上述第一凈電荷、以及上述第二凈電荷，來(lái)產(chǎn)生上述校正電壓信號(hào)。
9.一種電荷泵鎖相回路電路，至少包含第一電荷泵電路，用于提供第一電流而讓輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位能追蹤參考時(shí)鐘信號(hào)的相位；第一晶體管，與該第一電荷泵電路形成串聯(lián)，用于根據(jù)校正電壓信號(hào)來(lái)微調(diào)該第一電流，消除該第一電流所載的第一凈電荷；以及校正電路，至少包含第二相位檢測(cè)器，接收該參考時(shí)鐘信號(hào)，用于按照該參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率同時(shí)產(chǎn)生第二充電脈沖、以及第二放電脈沖；第二電荷泵電路，響應(yīng)該第二充電脈沖和該第二放電脈沖，用于提供第二電流，來(lái)模擬在鎖相情況下的該第一電流，而該鎖相情況是該輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位鎖定該參考時(shí)鐘信號(hào)的相位；第二晶體管，與該第二電荷泵電路形成串聯(lián)，用于根據(jù)該校正電壓信號(hào)來(lái)微調(diào)該第二電流，消除該第二電流所載的第二凈電荷；以及電荷檢測(cè)電路，用于根據(jù)該第一凈電荷、以及該第二凈電荷，來(lái)產(chǎn)生該校正電壓信號(hào)，并且，將該校正電壓信號(hào)反饋到該第一晶體管和該第二晶體管；其中，在該校正電壓信號(hào)的控制下，該第一電荷泵電路與該第一晶體管、以及該第二電荷泵電路與該第二晶體管分別將該第一凈電荷、該第二凈電荷調(diào)節(jié)到零，以便保持該輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位繼續(xù)鎖定該參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。
10.如權(quán)利要求9的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第一晶體管的柵極用來(lái)接收上述校正電壓信號(hào)。
11.如權(quán)利要求9的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第二晶體管的柵極用來(lái)接收上述校正電壓信號(hào)。
12.如權(quán)利要求9的電荷泵鎖相回路電路，更至少包含分頻器，用于將上述輸出時(shí)鐘信號(hào)的頻率除以預(yù)定分頻比率；壓控振蕩器，用于根據(jù)頻率控制電壓信號(hào)，來(lái)產(chǎn)生具有可變頻率的上述輸出時(shí)鐘信號(hào)；回路濾波器，用于對(duì)輸入的上述第一電流進(jìn)行濾波而產(chǎn)生濾波電壓，并輸出到該壓控振蕩器作為該頻率控制電壓信號(hào)；以及第一相位檢測(cè)器，用于檢測(cè)該分頻器的輸出信號(hào)、以及上述參考時(shí)鐘信號(hào)兩者間的相位差，來(lái)產(chǎn)生第一充電脈沖和第一放電脈沖，其中，上述第一電荷泵電路響應(yīng)該第一充電脈沖和該第一放電脈沖，產(chǎn)生上述第一電流。
13.如權(quán)利要求9的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述電荷檢測(cè)電路至少包含運(yùn)算放大器，用于檢測(cè)上述第一凈電荷、以及上述第二凈電荷，來(lái)產(chǎn)生上述校正電壓信號(hào)。
14.一種電荷泵鎖相回路電路，至少包含第一電荷泵電路，用于提供第一電流而讓輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位能追蹤參考時(shí)鐘信號(hào)的相位；以及校正電路，至少包含第二相位檢測(cè)器，接收該參考時(shí)鐘信號(hào)，用于按照該參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率同時(shí)產(chǎn)生第二充電脈沖、以及第二放電脈沖；第二電荷泵電路，連接到該第二相位檢測(cè)器，用于響應(yīng)該第二充電脈沖和該第二放電脈沖，而提供第二電流，來(lái)模擬在鎖相情況下的該第一電流，該鎖相情況是該輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位鎖定該參考時(shí)鐘信號(hào)的相位；以及運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器的第一輸入端連接到該第一電荷泵電路的輸出端，該運(yùn)算放大器的第二輸入端連接到該第二電荷泵電路的輸出端，該運(yùn)算放大器的輸出端分別連接到該第一電荷泵電路的控制節(jié)點(diǎn)、以及該第二電荷泵電路的控制節(jié)點(diǎn)，用于提供校正電壓信號(hào)，并反饋到該第一電荷泵電路和該第二電荷泵電路；其中，該第一及該第二電荷泵電路在該校正電壓信號(hào)的控制下，分別將該運(yùn)算放大器第一輸入端上的第一凈電荷、以及該運(yùn)算放大器第二輸入端上的第二凈電荷調(diào)節(jié)到零，以便保持該輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位繼續(xù)鎖定該參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。
15.如權(quán)利要求14的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第一電荷泵電路至少包含第一晶體管，該第一晶體管與上述第一電荷泵電路形成串聯(lián)，用于根據(jù)上述校正電壓信號(hào)來(lái)微調(diào)上述第一電流，消除上述第一凈電荷。
16.如權(quán)利要求15的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第一晶體管的柵極連接到上述第一電荷泵電路的控制節(jié)點(diǎn)，用于接收上述校正電壓信號(hào)。
17.如權(quán)利要求14的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第二電荷泵電路至少包含第二晶體管，該第二晶體管與上述第二電荷泵電路形成串聯(lián)，用于根據(jù)上述校正電壓信號(hào)來(lái)微調(diào)上述第二電流，消除上述第二凈電荷。
18.如權(quán)利要求17的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述第二晶體管的柵極連接到上述第二電荷泵電路的控制節(jié)點(diǎn)，用于接收上述校正電壓信號(hào)。
19.如權(quán)利要求14的電荷泵鎖相回路電路，更至少包含分頻器，用于將上述輸出時(shí)鐘信號(hào)的頻率除以預(yù)定分頻比率；壓控振蕩器，用于根據(jù)頻率控制電壓信號(hào)，來(lái)產(chǎn)生具有可變頻率的上述輸出時(shí)鐘信號(hào)；回路濾波器，連接到上述第一電荷泵電路的輸出端，用于對(duì)輸入的上述第一電流進(jìn)行濾波而產(chǎn)生濾波電壓，并輸出到該壓控振蕩器作為該頻率控制電壓信號(hào)；以及第一相位檢測(cè)器，用于檢測(cè)該分頻器的輸出信號(hào)、以及上述參考時(shí)鐘信號(hào)兩者間的相位差，來(lái)產(chǎn)生第一充電脈沖和第一放電脈沖，其中，上述第一電荷泵電路響應(yīng)該第一充電脈沖和該第一放電脈沖，產(chǎn)生上述第一電流。
20.如權(quán)利要求14的電荷泵鎖相回路電路，其中，上述運(yùn)算放大器檢測(cè)其第一輸入端上的上述第一凈電荷、及其第二輸入端上的上述第二凈電荷，用于在其輸出端上產(chǎn)生上述校正電壓信號(hào)。
全文摘要
一種具有電荷校正作用的電荷泵鎖相回路電路，該電路可以保持輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位固定在“鎖相”狀態(tài)，其包括第一電荷泵電路、第二電荷泵電路、以及電荷檢測(cè)電路。第一、第二電荷泵電路分別提供第一、第二電流，而電荷檢測(cè)電路根據(jù)第一、第二電流所載的第一及第二凈電荷產(chǎn)生校正電壓信號(hào)，并且，將此信號(hào)反饋到第一和第二電荷泵電路。在校正電壓信號(hào)的控制下，第一、第二電荷泵電路分別將第一凈電荷及第二凈電荷調(diào)節(jié)到正好為零，以便保持輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位繼續(xù)鎖定參考時(shí)鐘信號(hào)的相位。
文檔編號(hào)H03L7/08GK1481076SQ03147108
公開日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月17日
發(fā)明者許偉展 申請(qǐng)人:威盛電子股份有限公司