一種雙環路電荷泵設計的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于射頻集成電路設計領域，涉及一種雙環路電荷栗設計。
【背景技術】
[0002]雙環路電荷栗廣泛應用在SerDes電路中的鎖相環中，為SerDes的鎖相環提供時鐘頻率校準。在多協議統一架構的SerDes系統中，要求具有不同的輸入參考頻率，并要求鎖相環的頻率和帶寬可以自適應調整并盡量減小強時鐘信號對其它電路模塊的影響，因此，鎖相環中需要采用雙環路電荷栗，可以實現鎖相環的快速鎖定和帶寬的自動調節，并減小鎖相環的參考雜散。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種雙環路電荷栗帶寬自適應鎖相環，該鎖相環采用偶數級環形壓控振蕩器、雙環路電荷栗和電壓電流轉換電路，該鎖相環可實現鎖相環的快速鎖定、環路帶寬和震蕩頻率自適應調整等優點。
[0004]本發明的具體技術解決方案如下:
[0005]—種雙環路電荷栗電路，包括積分路徑電荷栗B1、比例路徑電荷栗B2、I/V轉換器B3、比較器B8以及V/I轉換器B9;
[0006]所述積分路徑電荷栗BI包括依次連接的第一 UP電路B4和第一 DN電路B5;所述比例路徑電荷栗B2包括依次連接的第二 UP電路B6和第二 DN電路B7;第一 UP電路B4的輸入端接來自鑒頻鑒相器的UPB信號，第一DN電路B5的輸入端接來自鑒頻鑒相器DN信號，第二UP電路B6的輸入端接來自鑒頻鑒相器的DNB信號，第二DN電路B7的輸入端接來自自鑒頻鑒相器的UP信號；I/V轉換器B3的輸出端VBl連接第一DN電路B5和第二DN電路B7的另一端；I/V轉換器B3的輸出端VB2連接第一 UP電路M4和第二 UP電路B6的另一端;第一 UP電路B4和第一 DN電路B5的連接點通過電容Cl連接到地且輸出電壓VINT;第二 UP電路B6、第二 DN電路B7和I/V轉換器B3輸出端連接于b點，B點通過電容C2連接到地且輸出電壓VCTRL;電壓VINT輸入至比較器B8正向輸入端，電壓VCTRL輸入至比較器B8負向輸入端，比較器B8的輸出端與V/1轉換器B9的輸入端連接，
[0007 ] V/1轉換器B9的輸出端ICP連接到I /V轉換器B3的輸入端a。
[0008]積分路徑電荷栗BI和比例路徑電荷栗B2的結構相同，
[0009]積分路徑電荷栗BI包括MOS管Ml、M0S管112、]\?)5管13和皿)5管14，
[0010]MOS管M4的G端接UP信號，
[0011 ] MOS管M4的S端接Vdd，M0S管M4的D端與MOS管M2的S端相連；
[0012]MOS管M2G端與I/V轉換器B3的輸出端VB2相連，MOS管M2和MOS管Ml的D端相連輸出Vout，M0S管Ml的S端和MOS管M3的D端相連，MOS管Ml的G端與I/V轉換器B3的輸出端VBl相連；MOS管M3的G端接DN信號，MOS管M3的S端接GND。
[0013]本發明的優點如下:
[0014]本發明提供的一種雙環路電荷栗電路設計，該雙環路電荷栗可以實現鎖相環的快速鎖定和帶寬的自動調節，并減小鎖相環的參考雜散。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的電路實現圖；
[0016]圖2是本發明核心電荷栗電路。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地表述。顯然，所表述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0018]本發明提供一種雙環路電荷栗電路設計方法，該方法包括以下步驟:包括積分路徑電荷栗B1、比例路徑電荷栗B2、I/V轉換器B3、比較器B8、V/I轉換器B9等模塊電路。
[0019]所述積分路徑電荷栗BI包括電荷栗的UP電路B4和電荷栗的DN電路B5。
[0020]所述比例路徑電荷栗B2包括電荷栗的UP電路B6和電荷栗的DN電路B7。
[0021]來自鑒頻鑒相器的UP、UPB、DN和DNB四路輸入信號，WB連接積分路徑電荷栗BI中的UP B4的一端，DN連接積分路徑電荷栗BI中的DN B5的一端。UP連接比例路徑電荷栗B2中的UP B6的一端，DNB連接比例路徑電荷栗B2中的DN B7的一端。
[0022 ] I /V轉換器B3的輸出端VBI連接B5和B7的另一端。
[0023]I/V轉換器B3的輸出端VB2連接M4和B6的另一端。
[0024]B4和B5的連接點為VINT輸出，VINT通過電容Cl連接到地。
[0025]B6和B7的連接點為VCTRL輸出，VCTRL通過電容C2連接到地。
[0026]I/V轉換器B3輸出端與比例路徑電荷栗B2輸出交于b點匯合為VCTRL。
[0027]I/V轉換器B3輸出端VREF和VCTRL連接到比較器B8的兩個輸入端。
[0028]比較器B8的輸出端連接到V/1轉換器B9的輸入端。
[0029 ] V/1轉換器B9的輸出端ICP連接到I /V轉換器B3的a端。
[0030]其中雙環路電荷栗電路核心電路為積分路徑電荷栗和比例路徑電荷栗:M4、M5、M6的S端接Vdd，M4的D端與M2的S端相連，M4的G端接UP，M6的D端和M8的S端相連，M5的D端和M7的S端相連，M2、M7和M8的G端相連并與M7的D端相連接電流源，M9和Ml的G端相連與M8的D端，M2和Ml的D端相連輸出Vout，M9的S端與MlO的D端相連，Ml的S端和M3的D端相連，MlO的G端接Vdd，M3的G端接DN，M3和Ml O的S端接GND。
[0031]工作原理:積分路徑電荷栗和比例路徑電荷栗，分別產生一個控制電壓VINT和VCTRL，積分路徑電荷栗產生的控制電壓VINT調節比例路徑電荷栗產生的控制電壓VCTRL，通過調整比例路徑電荷栗和積分路徑電荷栗的增益，動態的調整鎖相環的衰減因子和環路帶寬，加快鎖相環的鎖定速度。
[0032]本發明提供一種雙環路電荷栗，其包含的積分路徑電荷栗和比例路徑電荷栗，可以實現鎖相環的快速鎖定和帶寬的自動調節，并減小鎖相環的參考雜散。
[0033]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種雙環路電荷栗電路，其特征在于:包括積分路徑電荷栗B1、比例路徑電荷栗B2、I/V轉換器B3、比較器B8以及V/I轉換器B9; 所述積分路徑電荷栗BI包括依次連接的第一 UP電路B4和第一 DN電路B5;所述比例路徑電荷栗B2包括依次連接的第二 UP電路B6和第二 DN電路B7;第一 UP電路B4的輸入端接來自鑒頻鑒相器的UPB信號，第一 DN電路B5的輸入端接來自鑒頻鑒相器DN信號，第二 UP電路B6的輸入端接來自鑒頻鑒相器的DNB信號，第二DN電路B7的輸入端接來自自鑒頻鑒相器的UP信號；I/V轉換器B3的輸出端VBl連接第一DN電路B5和第二DN電路B7的另一端；I/V轉換器B3的輸出端VB2連接第一 UP電路M4和第二 UP電路B6的另一端;第一 UP電路B4和第一 DN電路B5的連接點通過電容Cl連接到地且輸出電壓VINT;第二 UP電路B6、第二 DN電路B7和I/V轉換器B3輸出端連接于b點，B點通過電容C2連接到地且輸出電壓VCTRL;電壓VINT輸入至比較器B8正向輸入端，電壓VCTRL輸入至比較器B8負向輸入端，比較器B8的輸出端與V/1轉換器B9的輸入端連接， V/I轉換器B9的輸出端ICP連接到I/V轉換器B3的輸入端a。2.根據權利要求1所述的雙環路電荷栗電路，其特征在于: 積分路徑電荷栗BI和比例路徑電荷栗B2的結構相同， 積分路徑電荷栗BI包括MOS管Ml、MOS管M2、MOS管M3和MOS管M4， MOS管M4的G端接UP信號， MOS管M4的S端接VdcUMOS管M4的D端與MOS管M2的S端相連； MOS管M2G端與I/V轉換器B3的輸出端VB2相連，MOS管M2和MOS管Ml的D端相連輸出Vout，MOS管Ml的S端和MOS管M3的D端相連，MOS管Ml的G端與I/V轉換器B3的輸出端VBI相連;MOS管M3的G端接DN信號，MOS管M3的S端接GND。
【專利摘要】本發明提供一種雙環路電荷泵電路，該雙環路電荷泵電路由兩個帶開關的電流源和比較反饋環路組成，根據反饋信號和兩個邏輯輸入信號來決定是將電荷泵入到環路濾波器還是將電荷從環路濾波器中泵出。該電路結構具可以實現鎖相環的快速鎖定和帶寬的自動調節，并減小鎖相環的參考雜散等優點。
【IPC分類】H02M3/07
【公開號】CN105576965
【申請號】CN201510926823
【發明人】王晉, 邵剛, 田澤, 劉敏俠, 龍強, 呂俊盛
【申請人】中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月11日