一种双环路电荷泵带宽自适应锁相环的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于射频集成电路设计领域，涉及一种双环路电荷栗带宽自适应锁相环。
【背景技术】
[0002]双环路电荷栗带宽自适应锁相环广泛应用在SerDes电路中，为SerDes提供时钟信号，为接收和发射提供参考时钟，故称之为主时钟。在多协议统一架构的SerDes系统中，要求具有不同的输入参考频率，并要求锁相环的频率和带宽可以自适应调整并尽量减小强时钟信号对其它电路模块的影响，因此，需要采用扩频时钟模块，减小电磁干扰。采用双环路电荷栗带宽自适应锁相环可以满足多协议统一架构SerDes系统对锁相环的要求。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种双环路电荷栗带宽自适应锁相环，该锁相环采用偶数级环形压控振荡器、双环路电荷栗和电压电流转换电路，该锁相环可实现锁相环的快速锁定、环路带宽和震荡频率自适应调整等优点。
[0004]本发明的具体技术解决方案如下:
[0005]—种双环路电荷栗带宽自适应锁相环，其特殊之处在于:
[0006]包括参考时钟分频/倍频器Ml、鉴频鉴相器M2、积分路径电荷栗M3、比例路径电荷栗M4、I/V转换器M5、比较器M10、V/I转换器M11、低通滤波器M12、VC0缓冲器M13、VC0 M14、相位选择Ml 5和可编程分频器Ml 6;
[0007]所述积分路径电荷栗M3包括依次连接的第一 UP电路M6和第一 DN电路M7;
[0008]所述比例路径电荷栗M4包括依次连接的第二 UP电路M8和第二 DN电路M9 ；
[0009]参考时钟分频/倍频器Ml的一端连接输入信号参考时钟，另一端连接鉴频鉴相器M2的一个输入端A。
[0010]鉴频鉴相器M2的另一端输入端B连接可编程分频器M16的一端；
[0011 ] 可编程分频器M16的另一端连接相位选择M15的一端；
[0012]相位选择Ml 5的另一端连接VCOMl 4的输出端C ；
[0013]鉴频鉴相器M2有四个输出端，分别为输出端UP、输出端UPB、输出端DN和输出端DNB，输出端UI3B连接积分路径电荷栗M3中的第一 UP电路M6的一端，输出端DN连接积分路径电荷栗M3中的第一 DN电路M7的一端，输出端UP连接比例路径电荷栗M4中的第二 UP电路M8的一端，输出端DNB连接比例路径电荷栗M4中的第二 DN电路M9的一端，第一 UP电路M6的另一端、第二 UP电路M8的另一端以及I/V转换器M5的输出端VB2连接，第一 DN电路M7的另一端、第二 DN电路M9的另一端以及I /V转换器M5的输出端VBI连接；
[0014]第一 UP电路M6和第一 DN电路M7的连接点通过电容Cl连接到地且输出电压VINT;
[0015]I/V转换器M5的一个输出端、第二 UP电路M8和第二 DN电路M9的连接点通过电容C2连接到地且输出电压VCTRL ；
[0016]I/V转换器M5输出的电压VREF和电压VCTRL分别输入至比较器MlO的两个输入端；电压VCTRL输入至VCO M14的E端；
[0017]比较器MlO的另一个输出端连接到V/1转换器Ml I的输入端；
[0018]V/I转换器Mll的一个输出端连接到低通滤波器M12的一端和VCO的D端；
[0019]V/1转换器Ml I的另一端ICP连接到I /V转换器M5的输入端H。
[0020]低通滤波器M12的另一端连接到VCO缓冲器M13的L端；
[0021]VCO缓冲器Ml3的K端和J端连接到VCO M14的F端，且K端和J端连接；
[0022]VCO缓冲器Ml3的I端连接到VCO M14的G端。本发明的优点如下:
[0023]本发明提供的一种双环路电荷栗带宽自适应锁相环，该锁相环可实现锁相环的快速锁定、环路带宽和震荡频率自适应调整等优点，通过相位差值实现了扩频功能，可以减小电磁干扰。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的方法的电路实现图；
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地表述。显然，所表述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0026]一种双环路电荷栗带宽自适应锁相环包括参考时钟分频/倍频器Ml、鉴频鉴相器M2、积分路径电荷栗M3、比例路径电荷栗M4、I/V转换器M5、比较器MlO、V/1转换器Ml 1、低通滤波器Ml 2、VCO缓冲器Ml3、VCO M14、相位选择Ml 5、可编程分频器Ml6等模块电路。积分路径电荷栗M3包括电荷栗的第一 UP电路M6和电荷栗的第一 DN电路M7。比例路径电荷栗M3包括电荷栗的第二 UP电路M8和电荷栗的第二 DN电路M9。参考时钟分频/倍频器Ml的一端连接输入信号参考时钟，另一端连接鉴频鉴相器M2的A端。鉴频鉴相器M2的B端连接可编程分频器M16的一端。可编程分频器M16的另一端连接相位选择M15的一端。相位选择M15的另一端连接VCO的C端。鉴频鉴相器M2由四个输出端，分别为UP、UPB、DN和DNB，UPB连接积分路径电荷栗M3中第一的UP电路M6的一端，DN连接积分路径电荷栗M3中的第一 DN电路M7的一端。UP连接比例路径电荷栗M4中的第二 UP电路M8的一端，DNB连接比例路径电荷栗M4中的第二 DN电路M9的一端。I /V转换器M5的输出端VBI连接M7和M9的另一端。I /V转换器M5的输出端VB2连接M6和M8的另一端。M6和M7的连接点为VINT输出，VINT通过电容Cl连接到地。M8和M9的连接点为VCTRL输出，VCTRL通过电容C2连接到地。I/V转换器M5的输出端VREF和M端连接到比较器MlO的两个输入端。比例路径电荷栗M4的输出VCTRL端和M端相连，并连接到VCO M14的E端。
[0027]比较器MlO的输出端连接到V/I转换器Mll的输入端。V/I转换器Mll的另一端IVCO连接到低通滤波器M12的一端和VCO的D端。V/I转换器Mll的另一端ICP连接到I/V转换器M5的H端。低通滤波器M12的另一端连接到VCO缓冲器M13的L端。VCO缓冲器M13的K端和J端连接至IjVCO M14的F端，K端和J端连接。VCO缓冲器M13的I端连接到VCO M14的G端
[0028]本发明提供一种双环路电荷栗带宽自适应锁相环，其包含的相位差值模块，通过相位差值可以实现扩频功能。
[0029]本发明提供一种双环路电荷栗带宽自适应锁相环，其包含的压控振荡器，具有较宽的频率覆盖范围，使得压控振荡器可以根据压控振荡器的电流和参考频率的变化实现自动锁定。
[0030]本发明提供一种双环路电荷栗带宽自适应锁相环，其包含的积分路径电荷栗和比例路径电荷栗，可以实现锁相环的快速锁定和带宽的自动调节，并减小锁相环的参考杂散。
[0031]工作原理:鉴频鉴相器根据参考信号和输出反馈信号的差值产生一个脉冲控制积分路径电荷栗和比例路径电荷栗，分别产生一个控制电压VINT和VCTRL，积分路径电荷栗产生的控制电压VINT调节比例路径电荷栗产生的控制电压VCTRL，通过调整比例路径电荷栗和积分路径电荷栗的增益，动态的调整锁相环的衰减因子和环路带宽，加快锁相环的锁定速度。比例路径电荷栗产生的控制电压VCTRL控制压控振荡器的震荡频率，比例路径电荷栗产生的控制电压VCTRL和I/V转换输出控制电压VREF相比较，产生一个恒定电压并转换为电流，电流环路实现了压控振荡器震荡频率的自适应调整。VCO的输出频率经过相位选择和可编程分频器产生一个和参考频率相近的频率。
[0032]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离
[0033]本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种双环路电荷栗带宽自适应锁相环，其特征在于: 包括参考时钟分频/倍频器Ml、鉴频鉴相器M2、积分路径电荷栗M3、比例路径电荷栗M4、I/V转换器M5、比较器M10、V/I转换器M11、低通滤波器M12、VC0缓冲器M13、VC0 M14、相位选择Ml 5和可编程分频器Ml 6; 所述积分路径电荷栗M3包括依次连接的第一 UP电路M6和第一 DN电路M7; 所述比例路径电荷栗M4包括依次连接的第二 UP电路M8和第二 DN电路M9; 参考时钟分频/倍频器Ml的一端连接输入信号参考时钟，另一端连接鉴频鉴相器M2的一个输入端A; 鉴频鉴相器M2的另一端输入端B连接可编程分频器M16的一端； 可编程分频器M16的另一端连接相位选择M15的一端； 相位选择M15的另一端连接VC0M14的输出端C; 鉴频鉴相器M2有四个输出端，分别为输出端UP、输出端UPB、输出端DN和输出端DNB，输出端WB连接积分路径电荷栗M3中的第一 UP电路M6的一端，输出端DN连接积分路径电荷栗M3中的第一 DN电路M7的一端，输出端UP连接比例路径电荷栗M4中的第二 UP电路M8的一端，输出端DNB连接比例路径电荷栗M4中的第二 DN电路M9的一端，第一 UP电路M6的另一端、第二UP电路M8的另一端以及I /V转换器M5的输出端VB2连接，第一 DN电路M7的另一端、第二 DN电路M9的另一端以及I /V转换器M5的输出端VBI连接； 第一 UP电路M6和第一 DN电路M7的连接点通过电容Cl连接到地且输出电压VINT; I/V转换器M5的一个输出端、第二 UP电路M8和第二 DN电路M9的连接点通过电容C2连接到地且输出电压VCTRL; I/V转换器M5输出的电压VREF和电压VCTRL分别输入至比较器Ml O的两个输入端；电压VCTRL输入至VCO M14的E端； 比较器M1的另一个输出端连接到V/1转换器M11的输入端； V/I转换器Ml I的一个输出端连接到低通滤波器Ml 2的一端和VCO的D端； V/1转换器Ml I的另一端ICP连接到I /V转换器M5的输入端H; 低通滤波器M12的另一端连接到VCO缓冲器M13的L端； VCO缓冲器M13的K端和J端连接到VCO M14的F端，且K端和J端连接； VCO缓冲器M13的I端连接到VCO M14的G端。
【专利摘要】本发明提供一种双环路电荷泵带宽自适应锁相环，该锁相环采用偶数级环形压控振荡器、双环路电荷泵和电压电流转换电路，该锁相环可实现锁相环的快速锁定、环路带宽和震荡频率自适应调整等优点。
【IPC分类】H03L7/18, H03L7/113
【公开号】CN105577183
【申请号】CN201510925064
【发明人】龙强, 邵刚, 王晋, 田泽, 刘敏侠, 吕俊盛
【申请人】中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月11日