将电荷栗A输出设置成高阻态，以便保存低通滤波器A上的电荷，协助锁相环路B完成最后的锁定。
[0017]如图4所示，所述的压控振荡器为双输入结构，它包括NMOS管N1、N2，PM0S管P1、P2、P3、P4和电流控制振荡器，NMOS管N1、PMOS管Pl和P2完成了对输入电压信号的电压-电流转换，它们对应的是锁相环路A的压控振荡器增益，因为有意设计这个电压-电流转换率高，所以对应的压控振荡器的增益高，具体实现方法是把NMOS管NI的宽长比加大，这样它的跨导就会变大，这样就实现了电压-电流转换率高，大的电流会导致电流控制振荡器输出频率变大，于是就实现了压控振荡器的增益高的目的；NM0S管N2、PM0S管P3和P4完成了对输入电压信号的电压-电流转换，它们对应的是环路B的压控振荡器增益，因为有意设计这个电压-电流转换率低，所以对应的压控振荡器的增益低，具体实现方法是把NMOS管N2的宽长比减小，这样它的跨导就会变小，这样就实现了电压-电流转换率低，小的电流会导致电流控制振荡器输出频率变小，于是就实现了压控振荡器的增益低的目的；所述的两个电压-电流转换电路出来的电流分别流进电流控制振荡器，电流控制振荡器输出的频率随电流单调变化，电流越大，输出频率越大；电流控制振荡器可以是倒相器形式的环路，也可以是伪差分形式的环路，或者是其他结构。
[0018]图5是本发明中为了演示宽锁定范围和低压控振荡器增益效果给出的双输入压控振荡器的频率-电压转移曲线示意图，如图5所示，这个是结合整个双环路锁相环电路来演示的，比如目的就是锁定Π这个频点并且有低抖动的性能，刚开始锁相环路A工作，对应的压控振荡器的频率-电压转移曲线是A所示的这条曲线，可以看到这个曲线的斜率大，可以在很宽的频率范围内完成锁定。当锁相环路A锁定或接近锁定fl频点时，逻辑判断模块会把环路切换到锁相环路B，对应的压控振荡器的频率-电压转移曲线是B所示的这条曲线，可以看到这个曲线的斜率不大，不能完成很宽的频率范围的锁定，但是锁相环路A已经完成了很宽的频率范围的锁定这个任务，并不需要锁相环路B也具有这个功能，锁相环路B的功能是在锁相环路A的基础上，在锁相环路A把频点捕获后，切换到锁相环路B，锁相环路B对应的压控振荡器的频率-电压转移曲线只需应付这个频点对应的电压温度波动就可以了，所以需要的频率范围不宽，所以此时压控振荡器的增益低，正好利于保证低抖动，因为压控振荡器的低增益是保证低抖动的关键点。
[0019]如图6所示，所述的低通滤波器，因为锁相环路A环路切换到锁相环路B后，电荷栗A输出是高阻态，低通滤波器A中的电容可以保存以前的电荷，协助锁相环路B进行频率的锁定。
[0020]如图7所示，所述逻辑判断模块包括计数器A、计数器B和比较判断模块，输入A是连接输入参考时钟信号，输入B是连接分频器输出的反馈信号，计数器A和计数器B在相同时间段内计算各自输入的方波个数，把计数结果输出给比较判断模块，比较判断模块根据这个计数结果来决定输出PFD_A、输出PFD_B、输出CP_A和输出CP_B的信号，具体操作是:如果计数器A计算出的方波个数远大于或远小于计数器B计算出的方波个数，那么说明锁相环路A还没有锁定，输出PFD_B和输出CP_B的信号是让锁相环路B的PFD和CP不工作，输出PFD_A和输出CP_A的信号是让锁相环路A的PFD和CP工作；如果计数器A计算出的方波个数很接近或等于计数器B计算出的方波个数，那么说明锁相环路A已经锁定，输出PFD_B和输出CP_B的信号是让锁相环路B的PFD和CP工作，输出PFD_A和输出CP_A的信号是让锁相环路A的PFD和CP不工作。
【主权项】
1.一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，其特征在于:它包括两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路A和锁相环路B，以及一个逻辑判断模块，锁相环路A由鉴频鉴相器A、电荷栗A、低通滤波器A、压控振荡器和分频器组成，锁相环路B由鉴频鉴相器B、电荷栗B、低通滤波器B、压控振荡器和分频器组成，锁相环路A和锁相环路B共用了双输入的压控振荡器和分频器；输入参考时钟信号分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B连接，鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B的输出分别与电荷栗A和电荷栗B连接，电荷栗A和电荷栗B的输出分别与低通滤波器A和低通滤波器B连接，低通滤波器A和低通滤波器B的输出分别与压控振荡器的两个输入端连接，压控振荡器的输出与分频器的输入连接，分频器的输出分别与逻辑判断模块、鉴频鉴相器A和鉴频鉴相器B连接，逻辑判断模块的输出分别与鉴频鉴相器A、鉴频鉴相器B、电荷栗A和电荷栗B连接。2.根据权利要求1所述的一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，其特征在于:所述的压控振荡器为双输入结构，一种输入对应一个环路，其中一个输入对应的电压-电流转换率大，所以对应的压控振荡器的增益大；别外一个输入对应的电压-电流转换率小，所以对应的压控振荡器的增益小。3.根据权利要求1所述的一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，其特征在于:所述的逻辑判断模块用于判断高增益压控振荡器的锁相环路是否锁定或接近锁定，如是，则关断该高增益的压控振荡器的环路让电荷栗输出为高阻，以便保存低通滤波器上的电荷，同时切换到低增益的压控振荡器的锁相环路。
【专利摘要】本发明公开了一种宽锁定范围低压控振荡器增益的锁相环电路，它包括两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路和一个逻辑判断模块，锁相环路分别由鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器和分频器组成，两个锁相环路共用双输入的压控振荡器和分频器；输入参考时钟信号分别与逻辑判断模块、两个锁相环路中的鉴频鉴相器连接，低通滤波器的输出分别与压控振荡器的两个输入连接，分频器的输出分别与逻辑判断模块和的鉴频鉴相器连接，逻辑判断模块的输出分别与鉴频鉴相器和电荷泵连接。本发明通过两个压控振荡器增益高低不同的锁相环路实现宽锁定范围低抖动的功能。
【IPC分类】H03L7/099
【公开号】CN105656479
【申请号】
【发明人】刘辉
【申请人】成都振芯科技股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月14日