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1、引言 目前,电荷泵锁相环是所有锁相环中最受关注的一种,例如它在射频的频率合成器、数字电路中的时钟产生以及时钟恢复电路中都被广泛采用,这主要是因为电荷泵锁相环具有良好的跟踪能力和捕获能力。研究开发性能良好的电荷泵锁相环有着重要的现实意义[1]。同时,CMOS工艺具有工作电压范围宽、静态功耗低、抗干扰能力强等优点,是当今集成电路制造业的主流工艺[2]。因此,使用CMOS工艺设计的锁相环路应用范围越来越广,而电荷泵是电荷泵锁相环里面除VCO外最重要的电路模块,而电流失配、电荷共享、过冲和时钟馈通等现象一直限制着电荷泵性能的提高[3],因此研究性能良好的电荷泵有非常重要的现实意义。 2、传
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电源技术中的一种新型低电荷共享电荷泵电路电源技术中的一种新型低电荷共享电荷泵电路
1、引言 目前,电荷泵锁相环是所有锁相环中最受关注的一种,例如它在射频的频率合成器、数字电路中的
时钟产生以及时钟恢复电路中都被广泛采用,这主要是因为电荷泵锁相环具有良好的跟踪能力和捕获能力。研
究开发性能良好的电荷泵锁相环有着重要的现实意义[1]。同时,CMOS工艺具有工作电压范围宽、静态功耗
低、抗干扰能力强等优点,是当今集成电路制造业的主流工艺[2]。因此,使用CMOS工艺设计的锁相环路应用
范围越来越广,而电荷泵是电荷泵锁相环里面除VCO外最重要的电路模块,而电流失配、电荷共享、过冲和时
钟馈通等现象一直限制着电荷泵性能的提高[3],因此研究性能良好的电荷泵有非常重要的现实意义。 2、传
1、引言、引言
目前,电荷泵锁相环是所有锁相环中最受关注的一种,例如它在射频的频率合成器、数字电路中的时钟产生以及时钟恢复
电路中都被广泛采用,这主要是因为电荷泵锁相环具有良好的跟踪能力和捕获能力。研究开发性能良好的电荷泵锁相环有着重
要的现实意义[1]。同时,CMOS工艺具有工作电压范围宽、静态功耗低、抗干扰能力强等优点,是当今集成电路制造业的主
流工艺[2]。因此,使用CMOS工艺设计的锁相环路应用范围越来越广,而电荷泵是电荷泵锁相环里面除VCO外最重要的电路
模块,而电流失配、电荷共享、过冲和时钟馈通等现象一直限制着电荷泵性能的提高[3],因此研究性能良好的电荷泵有非常
重要的现实意义。
2、传统电荷泵、传统电荷泵
2.1基本原理
图l是典型的电荷泵结构。此处电荷泵为两个受鉴频鉴相器(PFD)输出信号控制的开关电流源,它与后面的环路滤波器共同
作用,将PFD的逻辑信号转化为电压信号,该电压信号进而调节压控振荡器的振荡频率[4]。
当鉴频鉴相器输出电压信号UP为高时,电荷泵上端开关导通,电荷泵将以电流Ip对滤波器充电。
当鉴频鉴相器输出电压信号DN为高,打开电荷泵下端开关,电荷泵以电流Ip对滤波器放电。因为这种结构的鉴频鉴相器
通过电流充、放电来改变低通滤波器的电压Vout所以对Vout电压幅值没有限制。因此电荷泵锁相环的捕获范围很宽,直接由
压控振荡器能够工作的频率范围来决定。同时,当电荷泵上下的开关都关断时,低通滤波器的电压可以保持Vout不变,而且
UP和DN信号表征的是输入与输出之间的相差,UP和DN均为低电平说明鉴频鉴相器的输出相差为0。所以,这种结构的电荷
泵和鉴频鉴相器具有锁定时相差为0的优点。
当鉴频鉴相器和电荷泵一同使用时,电路结构如图2所示。电路有充电、放电和保持三种状态。当QA=QB=0时,K1和K2
关断,保持Vout不变。如果QA为高,QB为低,电容Cp通过I1充电。反之,如果QA为低,QB为高,Cp通过I2放电。因此,如
果A超前B,QA连续产生脉冲,Vout值逐渐升高,呈阶梯形。I1和I2就分别为上述的UP和DOWN电流,通常取一样的值[5]。
虽然电路能正常工作,但也产生了下述的电荷共享问题。
2.2"电荷共享"问题
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