專利名稱：鎖相環(huán)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鎖相環(huán)電路。
背景技術(shù)：
自鎖相的概念被提出以來，在電子和通訊領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鎖相環(huán)(Phase Lock Loop, PLL)電路廣泛應(yīng)用于時(shí)鐘生成電路與通信電子線路。盡管鎖相技術(shù)經(jīng)歷幾十 年的發(fā)展已經(jīng)得到非常成熟的應(yīng)用，但是隨著電子產(chǎn)品的復(fù)雜化和多樣化，對鎖相環(huán)的應(yīng) 用提出了一個(gè)又一個(gè)的挑戰(zhàn)。其中，鎖相環(huán)設(shè)計(jì)的一大挑戰(zhàn)就是如何讓鎖相環(huán)適用于不同 的外圍電路。通常，鎖相環(huán)采用片外低頻率的晶振作為輸入時(shí)鐘，通過調(diào)節(jié)反饋分頻器的分 頻數(shù)達(dá)到調(diào)節(jié)鎖相環(huán)輸出頻率的目的。這樣，通過對反饋分頻器進(jìn)行編程控制，便實(shí)現(xiàn)了可 編程控制輸出頻率，從而達(dá)到擴(kuò)大這種鎖相環(huán)的應(yīng)用范圍。 上述方法在許多應(yīng)用中被證明能有效地?cái)U(kuò)大鎖相環(huán)的輸出頻率范圍，但是這樣的 做法會(huì)引起一些壓控振蕩有效頻率范圍變化的問題。其中，最主要的問題是，由于輸出頻率 以及反饋系數(shù)的改變會(huì)導(dǎo)致鎖相環(huán)整個(gè)環(huán)路參數(shù)的變化，而環(huán)路參數(shù)的變化會(huì)影響對鎖相 環(huán)的環(huán)路抖動(dòng)(jitter)的抑制以及整個(gè)環(huán)路的穩(wěn)定性。鎖相環(huán)的環(huán)路參數(shù)主要包括如下 的三個(gè)環(huán)路帶寬，此參數(shù)描述鎖相環(huán)的相應(yīng)率，通常取值為參考頻率的1/20 ;阻尼系數(shù)， 描述鎖相環(huán)的環(huán)路的穩(wěn)定性，通常取值約為一；第三級極點(diǎn)，可以減小輸出頻率的周期抖 動(dòng)，取值應(yīng)當(dāng)約為參考頻率的1/2。這些參數(shù)取決于鎖相環(huán)電路的一些參數(shù)，諸如電荷泵電 流，環(huán)路濾波器取值等。 請參閱圖1，圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的鎖相環(huán)電路的方框圖。該鎖相環(huán)電路10包括 依次連接的鑒頻鑒相器(phase detector) 11、電荷泵(charge pump) 12、環(huán)路濾波器(loop filter) 13、壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator, VC0) 14、分頻器15。該鑒頻鑒 相器11、該電荷泵12、該環(huán)路濾波器13、壓控振蕩器14、分頻器15連接形成一環(huán)路。 該鎖相環(huán)電路10的傳輸函數(shù)為
ICHKVC0(RCiS + 1) H(s)=——"-^——^^ (1)
s2 j icH^VCO Rs !丄CH . kvCO
2浙 2《.N Kvco表示壓控振蕩器14對輸入電壓的增益，1^表示該電流泵12輸入到該環(huán)路濾 波器13的電流，上述傳遞函數(shù)可以寫成由控制理論中的阻尼系數(shù)的表達(dá)式，這樣便得到整 個(gè)兩極鎖相環(huán)的環(huán)路參數(shù)；
o， H(S)=; 其中，環(huán)路帶寬
Ich KVco 阻尼系數(shù)《=1
2 2;r N (4) 由公式(3) (4)可知，為了調(diào)整該壓控振蕩器14的輸出頻率，在改變了該分頻器15 的分頻數(shù)N以后，該鎖相環(huán)電路10的環(huán)路參數(shù)中的帶寬和阻尼系數(shù)都將產(chǎn)生變化，從而影 響整個(gè)鎖相環(huán)電路10的穩(wěn)定性。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的鎖相環(huán)電路由于改變分頻器的分頻數(shù)而影響整個(gè)鎖相環(huán)
電路的穩(wěn)定性的技術(shù)問題，有必要提供一種能夠增加穩(wěn)定性的鎖相環(huán)電路。 —種鎖相環(huán)電路，用于產(chǎn)生一輸出信號，包括分頻器，用于接收該輸出信號，并調(diào)
整該輸出信號的頻率以提供反饋信號；鑒頻鑒相器，接收參考信號和該反饋信號，并輸出用
于指示該參考信號和該反饋信號相位差的相位差信號；用于接收該相位差信號并輸出控制
電流的電荷泵；用于產(chǎn)生控制電壓的環(huán)路濾波器；用于根據(jù)該環(huán)路濾波器產(chǎn)生的控制電壓
調(diào)整該鎖相環(huán)電路的輸出信號頻率的壓控振蕩器；用于接收并調(diào)整該電荷泵輸出的控制電
流的電流鏡電路，該環(huán)路濾波器過濾該調(diào)整后的控制電流以產(chǎn)生該控制電壓。 其中，該電流鏡電路是反比可編程電流鏡電路。該電流鏡電路包括第一晶體管和
至少一串聯(lián)晶體管單元，該串聯(lián)晶體管單元接收該電荷泵輸出的控制電流，并控制該第一
晶體管輸出調(diào)整后的控制電流，該串聯(lián)晶體管單元的導(dǎo)通數(shù)目跟該第一晶體管輸出的控制
電流成反比。 每一串聯(lián)晶體管單元包括第二晶體管和第三晶體管，該第二晶體管的源極接地， 該第二晶體管的柵極連接該第一晶體管的柵極，該第二晶體管的漏極連接該第三晶體管的 源極，該第三晶體管的柵極接收控制偏壓，該第三晶體管的漏極連接該第一晶體管的柵極 并接收該電荷泵輸出的控制電流，該第一晶體管的源極接地，漏極輸出該調(diào)整后的控制電 流。 該控制偏壓用于控制該第三晶體管的導(dǎo)通與截止，進(jìn)而調(diào)整輸入與輸出該電流鏡 電路的控制電流的比例關(guān)系。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的鎖相環(huán)電路包括該電流鏡電路，通過調(diào)整輸入到 該電流鏡電路的控制偏壓，調(diào)整該電流鏡電路的輸入端與輸出端的電流比例關(guān)系，調(diào)整該 鎖相環(huán)電路的環(huán)路帶寬和阻尼系數(shù)，從而提高該鎖相環(huán)電路的穩(wěn)定性。

圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的鎖相環(huán)電路的方框圖。 圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的鎖相環(huán)電路的方框圖。 圖3是圖2所示的電流鏡電路的內(nèi)部電路示意圖。 圖4是圖2所示的環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路的內(nèi)部電路示意圖。 圖5是本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的鎖相環(huán)電路的方框圖。 圖6是圖5所示的鎖相環(huán)電路的幅頻曲線圖。 圖7是圖5所示的鎖相環(huán)電路的相頻曲線圖。[0027] 圖8是本實(shí)用新型第三實(shí)施方式的鎖相環(huán)電路的方框圖。 圖9是圖8所示的鎖相環(huán)電路的幅頻曲線圖。 圖10是圖8所示的鎖相環(huán)電路的相頻曲線圖。
具體實(shí)施方式為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型 作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 請參閱圖2，圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的鎖相環(huán)電路的方框圖。該鎖相環(huán)電 路20包括依次連接的鑒頻鑒相器21、電荷泵22、電流鏡電路23、環(huán)路濾波器24、環(huán)路濾波 電阻調(diào)整電路25、壓控振蕩器26、分頻器27。該鑒頻鑒相器21、該電荷泵22、該電流鏡電 路23、該環(huán)路濾波器24、該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25、該壓控振蕩器26、該分頻器27形成
一環(huán)路。 該分頻器27的分頻數(shù)可預(yù)置，該分頻器27的分頻數(shù)視該鎖相環(huán)電路20的設(shè)計(jì)需 求由該鎖相環(huán)電路20外部輸入控制。例如，當(dāng)該分頻器27的分頻數(shù)為32時(shí)，外部需輸入 一 5bit的分頻數(shù)信號。該分頻器27接收該鎖相環(huán)電路20的輸出信號，并調(diào)整該鎖相環(huán)電 路20輸出信號的頻率以向該鑒頻鑒相器21提供反饋信號。該鑒頻鑒相器21用于接收一 參考信號和該反饋信號，并輸出用于指示該參考信號和該反饋信號相位差的相位差信號。 該電荷泵22用于接收該鑒頻鑒相器21輸出的相位差信號并輸出一控制電流。該電流鏡電 路23的輸入端231接收該控制電流，并調(diào)整該控制電流的大小。該環(huán)路濾波器24用于過 濾該調(diào)整后的控制電流以產(chǎn)生一控制電壓。該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25根據(jù)該分頻器27 的分頻數(shù)信號，調(diào)整該環(huán)路濾波器24的電阻參數(shù)。該壓控振蕩器26根據(jù)該控制電壓改變 該鎖相環(huán)電路20輸出信號的頻率。 請一并參閱圖3，圖3是圖2所示的電流鏡電路23的內(nèi)部電路示意圖。該電流鏡 電路23是一反比可編程電流鏡電路。該電流鏡電路23包括第一晶體管Ql和五個(gè)電路結(jié) 構(gòu)相同的串聯(lián)晶體管單元233。該串聯(lián)晶體管單元233接收該電荷泵22輸出的控制電流， 并根據(jù)該串聯(lián)晶體管單元233的導(dǎo)通數(shù)目調(diào)整該第一晶體管Ql輸出的控制電流，該串聯(lián)晶 體管單元233的導(dǎo)通數(shù)目跟該第一晶體管Ql輸出的控制電流成反比。 每一串聯(lián)晶體管單元233均包括一第二晶體管Q2和一第三晶體管Q3，該第二晶體 管Q2的源極接地，該第二晶體管Q2的柵極連接該第一晶體管Ql的柵極，該第二晶體管Q2 的漏極連接該第三晶體管Q3的源極，該第三晶體管Q3的柵極接收控制偏壓，該第三晶體管 Q3的漏極和該電流鏡電路23的輸入端231均連接該第一晶體管Ql的柵極，該第一晶體管 Ql的源極接地，漏極連接該電流鏡電路23的輸出端232。即該五個(gè)串聯(lián)晶體管單元233的 第二晶體管Q2的源極均分別接地，該五個(gè)串聯(lián)晶體管單元233的第三晶體管Q3的漏極均 連接在一起以接收該電荷泵22輸出的控制電流，該五個(gè)串聯(lián)晶體管單元233的第三晶體管 Q3的柵極分別接收五個(gè)控制偏壓，該五個(gè)控制偏壓用于控制該五個(gè)第三晶體管Q3的導(dǎo)通 數(shù)目，進(jìn)而控制該電流鏡電路23的輸入端231與輸出端232的控制電流之間的比例關(guān)系。 例如為了增加該電流鏡電路23的輸出端232的電流，可以改變輸入到該串聯(lián)晶體管單元 233的控制偏壓，從而減少該串聯(lián)晶體管單元233中的第三晶體管Q3的導(dǎo)通數(shù)目。 請?jiān)賲㈤唸D4，圖4是圖2所示的環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25的內(nèi)部電路示意圖。該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路包括25包括一用于接收該環(huán)路濾波器24輸出的控制電壓的輸入 端251、一用于輸出控制電壓到該壓控振蕩器26的輸出端252、一電源端VDD。 第四、第五晶體管Q4、Q5的漏極連接第二電阻R2的一端，該第二電阻R2的另一端 與第一電阻R1的一端經(jīng)由一第二電容C2連接該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25的電源端。該 第四、第五晶體管Q4、Q5的源極和該第一電阻R1的另一端連接該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25 的輸入端251。該第四晶體管Q4的柵極接收該分頻器27的分頻數(shù)信號的最高位，該第五晶 體管Q5的柵極接收該分頻器27的分頻數(shù)信號的次高位。第三電阻R3連接于該第四、第五 晶體管Q4、 Q5的源極和該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25的輸出端252之間，第一電容Cl連接 于該電源端和該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25的輸入端251之間，第三電容C3連接于該電源 端與該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25的輸出端252之間。在本實(shí)施方式中，該第一、第二電阻 R1、R2的電阻值相等。該第四晶體管Q4是PM0S晶體管，該第五晶體管Q5是NM0S晶體管。 當(dāng)該分頻器27的分頻數(shù)信號的最高位和次高位發(fā)生變化而使該環(huán)路濾波電阻調(diào) 整電路25的第四、第五晶體管Q4、Q5的其中一個(gè)導(dǎo)通時(shí)，該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25的第 二電阻R2與該第一電阻R1并聯(lián)連接，該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25的電阻較小。 當(dāng)該分頻器27的分頻數(shù)信號的最高位和次高位發(fā)生變化而使該環(huán)路濾波電阻調(diào) 整電路25的第四、第五晶體管Q4、Q5均截止時(shí)，該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25的第二電阻R2 與該第一電阻R1的并聯(lián)關(guān)系取消，該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25的電阻增加。 該鎖相環(huán)電路20的運(yùn)作原理如下 該鑒頻鑒相器21的輸入端211接收參考信號，并從該分頻器27接收反饋信號，該 鑒頻鑒相器21通過比較該參考信號和該反饋信號的相位輸出下降信號(Down)或者上升信 號(Up)，該下降信號和上升信號表達(dá)了該參考信號和該反饋信號之間的相位差。當(dāng)反饋信 號的相位落后于參考信號的相位時(shí)，該鑒頻鑒相器21輸出相位誤差上升信號。當(dāng)反饋信號 的相位超前參考信號的相位時(shí)，該鑒頻鑒相器21輸出相位誤差下降信號。 該電荷泵22根據(jù)該鑒頻鑒相器21輸出的下降信號和上升信號輸出控制電流，該 控制電流是電流脈沖。當(dāng)該參考信號和該反饋信號具有相同的相位時(shí)，該電荷泵22輸出的 電流脈沖具有相等的寬度。當(dāng)該參考信號和該反饋信號的相位不相同時(shí)，該電荷泵22輸出 的電流脈沖之一變長，以校正相位。 該電流鏡電路23的輸入端231接收該電荷泵22輸出的控制電流，通過設(shè)置輸入 到該串聯(lián)晶體管單元233的控制偏壓，控制該串聯(lián)晶體管單元233中的第三晶體管Q3的導(dǎo) 通數(shù)目，進(jìn)而調(diào)整該電流鏡電路23的輸入端231與輸出端232的電流比例關(guān)系。由公式 (3)、 (4)可知，當(dāng)該鎖相環(huán)電路20的環(huán)路帶寬和阻尼系數(shù)發(fā)生改變時(shí)，通過調(diào)整輸入到該 串聯(lián)晶體管單元233的控制偏壓，可以調(diào)整輸入到該環(huán)路濾波器24控制電流的大小，從而 調(diào)整該鎖相環(huán)電路20的環(huán)路帶寬和阻尼系數(shù)，進(jìn)而提高該鎖相環(huán)電路20的穩(wěn)定性。 該環(huán)路濾波器24接收該電流鏡電路23的輸出端232輸出的調(diào)整后的控制電流， 并根據(jù)該調(diào)整后的控制電流產(chǎn)生該一用于控制該壓控振蕩器26的控制電壓，該控制電壓 用于控制該壓控振蕩器26輸出信號的頻率。 當(dāng)該鎖相環(huán)電路20的環(huán)路帶寬和阻尼系數(shù)發(fā)生改變時(shí)，該壓控振蕩器26的輸出 頻率發(fā)生改變，該分頻器27的分頻數(shù)信號的最高位和次高位發(fā)生變化，從而控制該環(huán)路濾 波電阻調(diào)整電路25的第四、第五晶體管Q4、Q5的導(dǎo)通或者截止，進(jìn)而控制該環(huán)路濾波器24的電阻參數(shù)。通過控制該環(huán)路濾波器24的電阻參數(shù)，可以調(diào)整輸入到該壓控振蕩器26的 控制電壓，進(jìn)而可以調(diào)整該壓控振蕩器26對輸入電壓的增益，由公式(3) 、(4)可知，通過調(diào) 整該壓控振蕩器26的增益，可以調(diào)整該鎖相環(huán)電路20的環(huán)路帶寬和阻尼系數(shù)，從而提高該 鎖相環(huán)電路20的穩(wěn)定性。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的鎖相環(huán)電路20包括該電流鏡電路23和該環(huán)路濾 波電阻調(diào)整電路25，通過調(diào)整該電流鏡電路23的控制偏壓，調(diào)整該電流鏡電路23的輸入端 231與輸出端232的電流比例關(guān)系，從而調(diào)整該鎖相環(huán)電路20的環(huán)路帶寬和阻尼系數(shù)。該 環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25根據(jù)該分頻器27的分頻數(shù)信號控制該環(huán)路濾波器24的電阻參 數(shù)，通過調(diào)整輸入到該壓控振蕩器26的控制電壓，調(diào)整該鎖相環(huán)電路20的環(huán)路帶寬和阻尼 系數(shù)。本實(shí)用新型的鎖相環(huán)電路20通過該電流鏡電路23和該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路25 調(diào)整該鎖相環(huán)電路20的環(huán)路帶寬和阻尼系數(shù)，提高了該鎖相環(huán)電路20的穩(wěn)定性。 請參閱圖5，圖5是本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的鎖相環(huán)電路的方框圖。該鎖相環(huán) 電路50與第一實(shí)施方式的鎖相環(huán)電路20的結(jié)構(gòu)相似，該鎖相環(huán)電路50包括依次連接的鑒 頻鑒相器51、電荷泵52、電流鏡電路53、環(huán)路濾波器54、壓控振蕩器56、分頻器57。該鑒頻 鑒相器51、該電荷泵52、該電流鏡電路53、該環(huán)路濾波器54、該壓控振蕩器56、該分頻器57 形成一環(huán)路。 該分頻器57，用于接收該輸出信號，并調(diào)整該輸出信號的頻率以提供反饋信號。該 鑒頻鑒相器51，接收參考信號和該反饋信號，并輸出用于指示該參考信號和該反饋信號相 位差的相位差信號。該電荷泵52用于接收該相位差信號并根據(jù)該相位差信號輸出控制電 流。該電流鏡電路53用于接收并調(diào)整該電荷泵52輸出的控制電流。該環(huán)路濾波器54用 于根據(jù)該電流鏡電路53輸出的控制電流產(chǎn)生控制電壓。該壓控振蕩器56用于根據(jù)該環(huán)路 濾波器54產(chǎn)生的控制電壓調(diào)整該鎖相環(huán)電路50輸出信號的頻率。 該電流鏡電路53的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的電流鏡電路23的內(nèi)部電路結(jié) 構(gòu)及運(yùn)作原理都相同。 該電流鏡電路53是一反比可編程電流鏡電路。該電流鏡電路53包括第一晶體管 和多個(gè)串聯(lián)晶體管單元。該串聯(lián)晶體管單元接收該電荷泵52輸出的控制電流，并根據(jù)該串 聯(lián)晶體管單元的導(dǎo)通數(shù)目調(diào)整該第一晶體管輸出的控制電流，該串聯(lián)晶體管單元的導(dǎo)通數(shù) 目跟該第一晶體管輸出的控制電流成反比。 每一串聯(lián)晶體管單元均包括一第二晶體管和一第三晶體管，該第二晶體管的源極 接地，該第二晶體管的柵極連接該第一晶體管的柵極，該第二晶體管的漏極連接該第三晶 體管的源極，該第三晶體管的柵極接收控制偏壓，該第三晶體管的漏極和該電流鏡電路的 輸入端均連接該第一晶體管的柵極，該第一晶體管的源極接地，漏極連接該電流鏡電路53 的輸出端。 請一并參閱圖6、圖7，圖6是圖5所示的鎖相環(huán)電路50的幅頻曲線圖，其中，橫坐 標(biāo)表示該鎖相環(huán)電路50輸出信號的頻率，縱坐標(biāo)表示該鎖相環(huán)電路50輸出信號的增益。曲 線61表示未采用該電流鏡電路53時(shí)，該鎖相環(huán)電路50的幅頻曲線，曲線62表示本實(shí)施方 式采用該電流鏡電路53時(shí)，使該電荷泵52輸出的電流加倍后，該鎖相環(huán)電路50的幅頻曲 線。圖7是圖5所示的鎖相環(huán)電路50的相頻曲線圖，其中，橫坐標(biāo)表示該鎖相環(huán)電路50輸 出信號的頻率，縱坐標(biāo)表示該鎖相環(huán)電路50輸出信號的相位。由圖可見，本實(shí)施方式的鎖
7相環(huán)電路50利用該電流鏡電路53將該電荷泵52輸出的電流增加一倍后，該鎖相環(huán)電路50 輸出信號的相位沒有改變。零點(diǎn)時(shí)，信號頻率從213KHz增加到372KHz，增益從535mdB增加 到577mdB，相位裕度從52。增加到62° ，提高了該鎖相環(huán)電路50的穩(wěn)定性。 請參閱圖8，圖8是本實(shí)用新型第三實(shí)施方式的鎖相環(huán)電路的方框圖。該鎖相環(huán) 電路80與第一實(shí)施方式的鎖相環(huán)電路20的結(jié)構(gòu)相似，該鎖相環(huán)電路80包括依次連接的鑒 頻鑒相器81、電荷泵82、環(huán)路濾波器84、環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85、壓控振蕩器86、分頻器 87。該鑒頻鑒相器81、該電荷泵82、該環(huán)路濾波器84、該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85、該壓控 振蕩器86、該分頻器87形成一環(huán)路。 該分頻器87用于接收該輸出信號，并調(diào)整該輸出信號的頻率以提供反饋信號。該 鑒頻鑒相器81，接收參考信號和該反饋信號，并輸出用于指示該參考信號和該反饋信號相 位差的相位差信號。該電荷泵82用于接收該相位差信號并根據(jù)該相位差信號輸出控制電 流。該環(huán)路濾波器84用于根據(jù)該電荷泵82輸出的控制電流產(chǎn)生控制電壓。該環(huán)路濾波電 阻調(diào)整電路85根據(jù)該分頻器87的分頻數(shù)信號，調(diào)整該環(huán)路濾波器84的電阻參數(shù)。該控制 電壓經(jīng)由該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85輸入到該壓控振蕩器86。 該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的環(huán)路濾波電阻調(diào) 整電路25的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及運(yùn)作原理都相同。 該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路包括85包括一用于接收該環(huán)路濾波器84輸出的控制電 壓的輸入端、一用于輸出控制電壓到該壓控振蕩器86的輸出端、一電源端。 第四、第五晶體管的漏極連接第二電阻的一端，該第二電阻的另一端與第一電阻 的一端經(jīng)由一第二電容連接該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路的電源端。該第四、第五晶體管的源 極和該第一電阻的另一端連接該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路的輸入端。該第四晶體管的柵極接 收該分頻器的分頻數(shù)信號的最高位，該第五晶體管的柵極接收該分頻器的分頻數(shù)信號的次 高位。第三電阻連接于該第四、第五晶體管的源極和該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85的輸出端 之間，第一電容連接于該電源端和該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85的輸入端之間，第三電容連 接于該電源端與該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85的輸出端之間。 當(dāng)該分頻器87的分頻數(shù)信號的最高位和次高位發(fā)生變化而使該環(huán)路濾波電阻調(diào) 整電路85的第四、第五晶體管8的其中一個(gè)導(dǎo)通時(shí)，該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85的第二電 阻與該第一電阻并聯(lián)連接，該環(huán)路濾波 阻調(diào)整電路85的電阻較小。 當(dāng)該分頻器87的分頻數(shù)信號的最高位和次高位發(fā)生變化而使該環(huán)路濾波電阻調(diào) 整電路85的第四、第五晶體管均截止時(shí)，該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85的第二電阻與該第一 電阻的并聯(lián)關(guān)系取消，該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85的電阻增加。 請一并參閱圖9、圖10，圖9是圖8所示的鎖相環(huán)電路80的幅頻曲線圖，其中，橫 坐標(biāo)表示該鎖相環(huán)電路80輸出信號的頻率，縱坐標(biāo)表示該鎖相環(huán)電路80輸出信號的增益。 圖10是圖8所示的鎖相環(huán)電路80的相頻曲線圖，橫坐標(biāo)表示該鎖相環(huán)電路80輸出信號 的頻率，縱坐標(biāo)表示該鎖相環(huán)電路80輸出信號的相位，其中，曲線101表示未采用該環(huán)路 濾波電阻調(diào)整電路85時(shí)，鎖相環(huán)電路輸出信號的相頻曲線，曲線102表示采用該環(huán)路濾波 電阻調(diào)整電路85后，該第二電阻未接入該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路85時(shí)，該鎖相環(huán)電路80 輸出信號的相頻曲線。由圖可見，本實(shí)施方式的鎖相環(huán)電路80利用該環(huán)路濾波電阻調(diào)整 電路85調(diào)整該環(huán)路濾波器84的電阻參數(shù)，調(diào)整前后該鎖相環(huán)電路80輸出信號的增益保持不變，但是由該環(huán)路濾波器84的電阻參數(shù)決定的濾波器零點(diǎn)向橫坐標(biāo)的正方向移動(dòng)，由 148KHz、-290mdB增加到215KHz、-157mdB，從而使得其相位裕度由調(diào)整前的41度上升為61 度，從而提高了該鎖相環(huán)電路80的穩(wěn)定性。 本實(shí)用新型的鎖相環(huán)電路根據(jù)該分頻器的分頻數(shù)信號的最高位和次高位來控制 該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路的第四、第五晶體管的導(dǎo)通與截止，進(jìn)而調(diào)整該環(huán)路濾波器的電 阻參數(shù)，也可以根據(jù)該分頻器的分頻數(shù)信號的其他位數(shù)來控制該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路的 第四、第五晶體管的導(dǎo)通與截止，并不限于上述實(shí)施方式所述。本實(shí)用新型的鎖相環(huán)電路還 可以通過調(diào)整環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路的晶體管的數(shù)目，調(diào)整接入到該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電 路的電阻的數(shù)目，當(dāng)該分頻器的分頻數(shù)信號的位數(shù)為N時(shí)，該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路可以 產(chǎn)生2N個(gè)電阻參數(shù)，該分頻器的分頻數(shù)信號的位數(shù)N的取值范圍是4 20。例如，當(dāng)該分 頻器的分頻數(shù)為32時(shí)，外部需輸入一 5bit的分頻數(shù)信號，該5bit的分頻數(shù)信號可以調(diào)整 5個(gè)晶體管的導(dǎo)通與截止，從而控制該環(huán)路濾波電阻調(diào)整電路產(chǎn)生25個(gè)電阻參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) 對鎖相環(huán)電路的環(huán)路濾波器的電阻參數(shù)的精細(xì)調(diào)節(jié)。 在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實(shí)施 例。應(yīng)當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本實(shí)用新型不限于在說明書中所述的具體 實(shí)施例。
權(quán)利要求一種鎖相環(huán)電路，用于產(chǎn)生一輸出信號，包括分頻器，用于接收該輸出信號，并調(diào)整該輸出信號的頻率以提供反饋信號；鑒頻鑒相器，接收參考信號和該反饋信號，并輸出用于指示該參考信號和該反饋信號相位差的相位差信號；電荷泵，用于接收該相位差信號并輸出控制電流；環(huán)路濾波器，用于產(chǎn)生控制電壓；壓控振蕩器，用于根據(jù)該環(huán)路濾波器產(chǎn)生的控制電壓調(diào)整該鎖相環(huán)電路的輸出信號頻率，其特征在于，該鎖相環(huán)電路還包括電流鏡電路，用于接收并調(diào)整該電荷泵輸出的控制電流，該環(huán)路濾波器過濾該調(diào)整后的控制電流產(chǎn)生該控制電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于該電流鏡電路是反比可編程電流鏡 電路。
3. 如權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于該電流鏡電路包括第一晶體管和至 少一串聯(lián)晶體管單元，該串聯(lián)晶體管單元接收該電荷泵輸出的控制電流，并控制該第一晶 體管輸出調(diào)整后的控制電流，該串聯(lián)晶體管單元的導(dǎo)通數(shù)目跟該第一晶體管輸出的控制電 流成反比。
4. 如權(quán)利要求3所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于每一串聯(lián)晶體管單元包括第二晶體 管和第三晶體管，該第二晶體管的源極接地，該第二晶體管的柵極連接該第一晶體管的柵 極，該第二晶體管的漏極連接該第三晶體管的源極，該第三晶體管的柵極接收控制偏壓，該 第三晶體管的漏極連接該第一晶體管的柵極并接收該電荷泵輸出的控制電流，該第一晶體 管的源極接地，漏極輸出該調(diào)整后的控制電流。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鎖相環(huán)電路。該鎖相環(huán)電路包括依次連接的鑒頻鑒相器、電荷泵、電流鏡電路、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、分頻器。該電流鏡電路，用于接收并調(diào)整該電荷泵輸出的控制電流，該環(huán)路濾波器過濾該調(diào)整后的控制電流產(chǎn)生該控制電壓。本實(shí)用新型的鎖相環(huán)電路通過該電流鏡電路調(diào)整該鎖相環(huán)電路的環(huán)路帶寬和阻尼系數(shù)，從而提高了該鎖相環(huán)電路的穩(wěn)定性。
文檔編號H03L7/08GK201541253SQ20092007616
公開日2010年8月4日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者任錚, 葉紅波, 周偉, 唐逸, 曹永峰, 王勇, 胡少堅(jiān) 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司