CN104579323A

CN104579323A - 一种二级鉴频鉴相电荷泵锁相环

Info

Publication number: CN104579323A
Application number: CN201410416799.2A
Authority: CN
Inventors: 魏建军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2015-04-29

Abstract

一种能够快速锁定的电荷泵锁相环，它是在电荷泵锁相环中采用二级鉴频鉴相器，对第一级鉴频鉴相器的输出经过缓冲和滤波后，再进行鉴频鉴相，驱动粗调电流电荷泵，同时第一级鉴相鉴频器的输出直接驱动微调电流电荷泵，调节压控振荡器控制端处的控制电压，在提高电荷泵锁相环锁定速度的同时降低其输出噪声。

Description

一种二级鉴频鉴相电荷泵锁相环

技术领域

本发明涉及集成电路，具体涉及数据通信***和数字信号处理的载波信号和时钟信号的产生。

背景技术

当前数据通信和数字信号处理的发展，对载波的频谱、频道切换速度和时钟抖动提出了新的要求。在电荷泵锁相环频率综合器中，由于鉴相鉴频器检测的是参考信号和反馈信号的跳变，其频率较高，在失锁状态，鉴相鉴频器的状态频繁变化，以致不断开启/关闭电荷泵，造成对滤波器充电/放电不连续，产生脉冲干扰。这将引起压控振荡器控制电压的波动，使输出信号产生抖动，增大了输出信号的噪声，并降低了锁定速度。

发明内容

针对当前电荷泵锁相环噪声大和锁定时间长的不足，本发明提出了二级鉴相鉴频电荷泵锁相环。

为达到上述目的，本发明是采取如下技术方案实现的：

一种二级鉴相鉴频电荷泵锁相环，其特征在于，包括一个二级鉴频鉴相器、一个粗调电流电荷泵、一个细调电流电荷泵、环路滤波器、压控振荡器和分频器。在失锁状态，使用粗调电流电荷泵调节压控振荡器的控制电压，使电荷泵锁相环具有大的带宽，提高其锁定速度；在同步过程中，使用细调电流电荷泵调节压控振荡器的控制电压，使电荷泵锁相环带宽较小，改善其噪声性能。

上述方案中，所述二级鉴频鉴相器由两个缓冲器、两个滤波器和二个鉴频鉴相器构成。第一级鉴频鉴相器检测参考信号和反馈信号的相位差，两个输出经过两个缓冲器隔离后，由滤波器检测其脉冲宽度，当脉冲宽度大于某一值时，启动第二级鉴频鉴相器，驱动粗调电流电荷泵。当脉冲宽度小于某一值时，第二级鉴频鉴相器不工作。

上述方案中，所述粗调电流电荷泵的上拉电流和下拉电流都较大，以增大锁相环的带宽，提高锁定速度。当第二级鉴频鉴相器有输出时，该粗调电流电荷泵工作，和细调电流电荷泵一起调节压控振荡器的控制电压。

上述方案中，所述细调电流电荷泵的上拉电流和下拉电流都较小，以减小锁相环的带宽，改善带内噪声。

本发明通过使电荷泵锁相环的上拉电流和下拉电流根据环路的动态状况同时改变，调节环路带宽，在提高锁定性能的同时保持噪声性能。

附图说明

图1为二级鉴频鉴相原理图

图2是本发明的二级鉴频鉴相电荷泵锁相环电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细的描述。

图1为二级鉴频鉴相原理图，包括第一级鉴频鉴相器（10）和第二级鉴频鉴相器（20）。

图1中ref和fb分别接第一级鉴频鉴相器（10）的ref1和fb1；第一级鉴频鉴相器（10）的输出up1和dn1分别接第二级鉴频鉴相器（20）的输入ref2和fb2；第二级鉴频鉴相器（20）的输出up1和dn1分别接出up和dn。

图2为二级鉴频鉴相原理图，包括第一级鉴频鉴相器（10）、缓冲器（30，50）、滤波器（40,60）、第二级鉴频鉴相器（20）、第一级电荷泵（80）、第二级电荷泵（70）、环路滤波器（90）、压控振荡器（100）、分频器（110）。

图2中第一级鉴频鉴相器（10）的输出接第一级电荷泵（80），同时接缓冲器（30,50），避免滤波器（40,60）对第一级鉴频鉴相器（10）输出的影响。缓冲器（30,50）的输出分别接滤波器（40,60），滤除第一级鉴频鉴相器（10）产生的窄脉冲。滤波器（40,60）的输出接第二级鉴频鉴相器（20）。第二级鉴频鉴相器（20）的输出接第二级电荷泵（70），在输入存在频率差或者相位差较大时启动第二级电荷泵（70），增大环路带宽，缩小启动时间。第一级电荷泵（80）和第二级电荷泵（70）的输出同时接环路滤波器（90），调节环路滤波器（90）上的电压值。环路滤波器（90）的输出接压控振荡器（100），控制压控振荡器（100）的振荡频率。压控振荡器（100）产生需要的振荡信号。压控振荡器（100）接分频器（110），产生分频信号。分频器（110）的输出接第一级鉴频鉴相器（10），以对参考信号和反馈信号进行鉴频鉴相。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.一种二级鉴频鉴相电荷泵锁相环，包含二级鉴相鉴频器、细调电流电荷泵、粗调电流电荷泵、环路滤波器、压控振荡器和分频器，其特征在于：所述二级鉴相鉴频器在输入信号存在频率差或相位差较大时，启动第二级鉴频鉴相器，驱动粗调电流电荷泵，提高电荷泵锁相环的环路带宽，缩小启动时间。

2.如权利要求1所述一种二级鉴频鉴相电荷泵锁相环，其特征在于：所述二级鉴相鉴频器由第一级鉴相鉴频器、缓冲器、滤波器和第二级鉴相鉴频器构成，第一级鉴相鉴频器与缓冲器、滤波器和第二级鉴相鉴频器串联。

3.如权利要求1所述一种二级鉴频鉴相电荷泵锁相环，其特征在于：所述二级鉴相鉴频器中第一级鉴相鉴频器驱动细调电流电荷泵，第二级鉴相鉴频器驱动粗调电流电荷泵。