減小電荷泵鎖相環(huán)電路開關(guān)信號(hào)擺幅的電路和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種減小電荷泵鎖相環(huán)電路開關(guān)信號(hào)擺幅的電路和方法，其中，所述電路包括電源電路單元，提供一工作電源；第一負(fù)荷電路單元，連接于所述電源電路單元，用于接入所述工作電源形成第一回路；第二負(fù)荷電路單元，連接于所述電源電路單元，用于接入所述工作電源形成第二回路，所述第二負(fù)荷電路單元還包括開關(guān)信號(hào)接入端；所述開關(guān)信號(hào)接入端在接收到開關(guān)信號(hào)時(shí)，使所述第二回路導(dǎo)通/阻斷來改變所述工作電源流入所述第一回路中電流的大小，本發(fā)明可以有效減小鑒相器電路中開關(guān)信號(hào)擺幅對，而且本發(fā)明所提供的電路結(jié)構(gòu)更為簡單，制造成本更低，效果顯著。
【專利說明】
減小電荷泵鎖相環(huán)電路開關(guān)信號(hào)擺幅的電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)，特別是涉及一種減小電荷栗鎖相環(huán)電路開關(guān)信號(hào)擺幅的電路和方法。【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有電荷栗鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)如圖1，包括鑒頻鑒相器10、電荷栗20、濾波器30、壓控振蕩器40和分頻器50,鑒頻鑒相器10用于比較連個(gè)信號(hào)的相位與頻率差，并產(chǎn)生控制信號(hào)給電荷栗20,然后電荷栗20相應(yīng)地給濾波器30充放電，此時(shí)壓控振蕩器40輸出頻率正比于環(huán)路濾波器20上的控制電壓，最終使參考時(shí)鐘和分頻器的輸出信號(hào)同頻同相。
[0003]圖2是現(xiàn)有電荷栗型鎖相環(huán)電路中的電荷栗的電路圖，如圖所示，隨著開關(guān)的閉合或斷開，上下電流源(1@和1<1_)向兩個(gè)電容(電容Cd_^PClf)注入或引出電流。M0S管做開關(guān) (包括1(1、1(2、1(3、1(4)時(shí)，需要考慮電荷注入效應(yīng)。若用匪05管作為開關(guān)，開關(guān)信號(hào)為高電平時(shí)導(dǎo)通，電荷注入效應(yīng)導(dǎo)致電子由電容流向開關(guān)，使電容上的電壓值增加;開關(guān)信號(hào)為低電平時(shí)斷開，電子由開關(guān)流向電容，使電容上的電壓值減小。若用PM0S管作為開關(guān)，開關(guān)信號(hào)為高電平時(shí)斷開，電荷注入效應(yīng)導(dǎo)致空穴由開關(guān)流向電容，使電容上的電壓值增加;開關(guān)信號(hào)為低電平時(shí)導(dǎo)通，空穴由電容流向開關(guān)，使電容上的電壓值減小。開關(guān)信號(hào)來自鎖相環(huán)電路中的鑒頻鑒相器邏輯門的輸出，一般擺幅都是從地電壓到電源電壓的。這么大的電壓變化會(huì)導(dǎo)致開關(guān)信號(hào)躍變時(shí)，電容上的電壓出現(xiàn)抖動(dòng)，其中電容Clf上的電壓是壓控振蕩器的控制電壓(Vrtrl)，它的抖動(dòng)將導(dǎo)致鎖相環(huán)輸出信號(hào)噪聲性能的惡化。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，為抑制和輸入信號(hào)相關(guān)的電荷注入效應(yīng)，一般會(huì)采用自舉開關(guān)來使開關(guān)管的柵源電壓與輸入信號(hào)相對獨(dú)立，對從地電壓到電源電壓的大擺幅更能接受。但此自舉開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電荷栗電路中需要用到四個(gè)開關(guān)，若全使用自舉開關(guān)，成本太尚。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種減小電荷栗鎖相環(huán)電路開關(guān)信號(hào)擺幅的電路和方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中采用自舉開關(guān)來減小電荷栗中開關(guān)管電壓擺幅而導(dǎo)致成本電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及成本過高的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
[0007]—種用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，包括:電源電路單元，提供一工作電源;第一負(fù)荷電路單元，連接于所述電源電路單元，用于接入所述工作電源形成第一回路； 第二負(fù)荷電路單元，連接于所述電源電路單元，用于接入所述工作電源形成第二回路，所述第二負(fù)荷電路單元還包括開關(guān)信號(hào)接入端;所述開關(guān)信號(hào)接入端在接收到開關(guān)信號(hào)時(shí)，使所述第二回路導(dǎo)通/阻斷來改變所述工作電源流入所述第一回路中電流的大小。
[0008]優(yōu)選地，所述開關(guān)信號(hào)的電壓范圍為0-1.2V。
[0009]優(yōu)選地，所述電平轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓范圍為0.35-0.7 5V。
[0010]優(yōu)選地，所述第一負(fù)荷電路單元包括第一 NM0S管，所述第一匪OS管的漏極連接于所述電源電路單元來接入所述工作電源，所述第一 NM0S管的柵極連接于所述第一匪0S管的漏極，所述第一 NM0S管的源極接地;所述第二負(fù)荷電路單元包括第二匪0S管和第三NM0S管， 所述第二NM0S管的漏極連接于所述電源電路單元來接入所述工作電源，所述第二匪0S管的柵極作為所述開關(guān)信號(hào)接入端，所述第二匪0S管的源極連接于所述第三NM0S管的漏極，所述第三匪0S管的柵極連接于所述第三NM0S管的漏極，所述第三匪0S管的源極接地;所述電源電路單元包括第一 PM0S管和第二PM0S管，所述第一 PM0S管連接于一電源，所述第一 PM0S 管的漏極連接所述第二PM0S管的源極，所述第一 PM0S管的柵極連接第一偏置電壓，所述第二PM0S管的柵極連接第二偏置電壓，所述第二PM0S管的漏極分別連接于所述第一匪0S管和第二NM0S管的漏極，并作為所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出。
[0011]另外，本發(fā)明還提供一種電荷栗鎖相環(huán)電路，包括所述的用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其連接在所述電荷栗鎖相環(huán)電路中鑒頻鑒相器和壓控振蕩器之間。
[0012]此外，本發(fā)明還提供一種用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換方法，所述方法包括: 提供一工作電源，分別連接于第一負(fù)荷電路單元和第二負(fù)荷電路單元來形成第一回路和第二回路;所述第二負(fù)荷電路單元中的開關(guān)信號(hào)接入端在接收到開關(guān)信號(hào)時(shí)，使所述第二回路導(dǎo)通/阻斷來改變所述工作電源流入所述第一回路中電流的大小。
[0013]如上所述，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明可以有效減小鑒相器電路中開關(guān)信號(hào)擺幅對，而且本發(fā)明所提供的電路結(jié)構(gòu)更為簡單，制造成本更低，效果顯著?！靖綀D說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有電荷栗鎖相環(huán)的原理圖。
[0015]圖2為現(xiàn)有電荷栗型鎖相環(huán)電路中的電荷栗的一種電路原理圖。
[0016]圖3為本發(fā)明一種用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路的原理圖。
[0017]圖4為本發(fā)明一種用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路的在一實(shí)施例中的電路圖。
[0018]圖5為本發(fā)明一種電荷栗鎖相環(huán)電路的原理圖。
[0019]附圖標(biāo)號(hào)說明
[0020]1〇鑒頻鑒相器
[0021]20電荷栗
[0022]30濾波器[〇〇23]40壓控振蕩器[〇〇24]50分頻器
[0025]60電平轉(zhuǎn)換電路[〇〇26]601電源電路單元[〇〇27]602第一負(fù)荷電路單元[〇〇28]603第二負(fù)荷電路單元【具體實(shí)施方式】[〇〇29]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0030]需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0031]實(shí)施例1
[0032]請見圖1，本發(fā)明提供一種用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路60,包括電源電路單元601、第一負(fù)荷電路單元602及第二負(fù)荷電路單元603,其中，電源電路單元601提供一工作電源;第一負(fù)荷電路單元602連接于所述電源電路單元601，用于接入所述工作電源形成第一回路;第二負(fù)荷電路單元603連接于所述電源電路單元601，用于接入所述工作電源形成第二回路，所述第二負(fù)荷電路單元603還包括開關(guān)信號(hào)接入端;所述開關(guān)信號(hào)接入端 VIN在接收到開關(guān)信號(hào)時(shí)，使所述第二回路導(dǎo)通/阻斷來改變所述工作電源流入所述第一回路中電流的大小。[〇〇33]通過上電平轉(zhuǎn)換電路60可以將開關(guān)信號(hào)的電壓大小轉(zhuǎn)換為在第一回路上引出的電平轉(zhuǎn)換電路60的輸出所輸出電壓的大小，依據(jù)開關(guān)信號(hào)在不同電壓下會(huì)使第二回導(dǎo)通或阻斷，從而對第一回來形成電流分流或不分流，從而改變在電平轉(zhuǎn)換電路60的輸出上輸出電壓的變化，而這種變化相比于開關(guān)信號(hào)的變化要小很多，從而達(dá)到減小開關(guān)信號(hào)擺幅的目的。
[0034]進(jìn)一步地，見圖2,可以按照圖2所給電路結(jié)構(gòu)來實(shí)施上述用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路60。
[0035]具體地，所述第一負(fù)荷電路單元602包括第一 NM0S管，所述第一 NM0S管的漏極連接于所述電源電路單元601來接入所述工作電源，所述第一匪0S管的柵極連接于所述第一 NM0S管的漏極，所述第一 NM0S管的源極接地。[〇〇36] 具體地，所述第二負(fù)荷電路單元603包括第二匪0S管和第三匪0S管，所述第二NM0S 管的漏極連接于所述電源電路單元601來接入所述工作電源，所述第二匪0S管的柵極作為所述開關(guān)信號(hào)接入端VIN，所述第二匪0S管的源極連接于所述第三NM0S管的漏極，所述第三 NM0S管的柵極連接于所述第三NM0S管的漏極，所述第三NM0S管的源極接地。
[0037] 具體地，所述電源電路單元601包括第一 PM0S管和第二PM0S管，所述第一 PM0S管連接于一電源，所述第一 PM0S管的漏極連接所述第二PM0S管的源極，所述第一 PM0S管的柵極連接第一偏置電壓VI，所述第二PM0S管的柵極連接第二偏置電壓V2,所述第二PM0S管的漏極分別連接于所述第一 NM0S管和第二NM0S管的漏極，并作為所述電平轉(zhuǎn)換電路60的輸出 V0UT。[〇〇38]上述圖2所給電路結(jié)構(gòu)的工作原理為:在開關(guān)信號(hào)接入端VIN所輸入的開關(guān)信號(hào)為高電平時(shí)，第二回路中第二匪0S管和第三匪0S管所在支路導(dǎo)通，來自第一PM0S管和第二 PM0S管組成的電源電路單元601輸出的工作電流VCC有一部分流過第二NM0S管和第三匪0S 管所在支路，故流過第一回路的電流減小，電平轉(zhuǎn)換電路60輸出電壓減小;在開關(guān)信號(hào)接入端VIN所輸入的開關(guān)信號(hào)為低電平時(shí)，第二回路中第二NMOS管和第三NMOS管所在支路阻斷， 來自第一 PM0S管和第二PM0S管組成的電源電路單元601輸出的工作電流全部流過第一回路，電平轉(zhuǎn)換電路60輸出電壓增加。
[0039]具體地，可以將本實(shí)施例中的開關(guān)信號(hào)接入端VIN連接在鑒頻鑒相器10上來接入開關(guān)信號(hào)，該開關(guān)信號(hào)通過本實(shí)施例提供的電平轉(zhuǎn)換電路60后再作用在電荷栗20的開關(guān)管的柵極上，從而可以避免電荷栗20中電壓出現(xiàn)抖動(dòng)，進(jìn)而避免鎖相環(huán)輸出信號(hào)噪聲性能的惡化。
[0040]作為優(yōu)選地，本發(fā)明提供的電平轉(zhuǎn)換電路60可以將0至1.2V的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換為 0.35V至0.75V的信號(hào)。[〇〇41 ] 實(shí)施例2[〇〇42]本實(shí)施例將上述實(shí)施例1中的電平轉(zhuǎn)換電路60應(yīng)用至電荷栗20鎖相環(huán)電路中，用來減小電荷栗20鎖相環(huán)電路中開關(guān)信號(hào)的擺幅。[〇〇43] 具體的，請參見3,一種電荷栗20鎖相環(huán)電路，包括鑒頻鑒相器10、電荷栗20、濾波器30、壓控振蕩器40、分頻器50及電平轉(zhuǎn)換電路60,其中，電荷栗20的輸入連接于鑒頻鑒相器10的輸出，電荷栗20的輸出連接濾波器30的輸入，濾波器30的輸出連接于壓控振蕩器40 的輸入，壓控振蕩器40的輸出連接于鑒頻鑒相器10的輸入，與現(xiàn)有電荷栗20鎖相環(huán)電路不同的是，在鑒頻鑒相器10和電荷栗20之間還連接有電平轉(zhuǎn)換電路60,電平轉(zhuǎn)換電路60的輸入連接于鑒頻鑒相器1 〇的輸出，電平轉(zhuǎn)換電路60的輸出連接于電荷栗20的輸入。
[0044]通過上述方案，可以將來自鑒頻鑒相器10的開關(guān)信號(hào)通過一個(gè)這樣的電平轉(zhuǎn)換電路60后再作用在電荷栗20的開關(guān)管的柵極上，從而可以避免電荷栗20中電壓出現(xiàn)抖動(dòng)，進(jìn)而避免鎖相環(huán)輸出信號(hào)噪聲性能的惡化。
[0045]作為優(yōu)選地，本發(fā)明提供的電平轉(zhuǎn)換電路60可以將0至1.2V的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換為 0.35V至0.75V的信號(hào)。
[0046]實(shí)施例3
[0047]本實(shí)施例還提供一種用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換方法，其可以包括以下實(shí)現(xiàn)步驟:[〇〇48]S1，提供一工作電源，分別連接于第一負(fù)荷電路單元602和第二負(fù)荷電路單元603來形成第一回路和第二回路；[〇〇49]S2,所述第二負(fù)荷電路單元603中的開關(guān)信號(hào)接入端在接收到開關(guān)信號(hào)時(shí)，使所述第二回路導(dǎo)通/阻斷來改變所述工作電源流入所述第一回路中電流的大小。
[0050]上述電平轉(zhuǎn)換方法可以將鑒頻鑒相器輸出的開關(guān)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后再作用在電荷栗的開關(guān)管的柵極上，從而可以避免電荷栗中電壓出現(xiàn)抖動(dòng)，進(jìn)而避免鎖相環(huán)輸出信號(hào)噪聲性能的惡化。本發(fā)明提供的電平轉(zhuǎn)換方法可以將〇至1.2V的開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換為0.35V至 0.75V的信號(hào)。[〇〇51]綜上所述，本發(fā)明可以有效減小鑒相器電路中開關(guān)信號(hào)擺幅對，而且本發(fā)明所提供的電路結(jié)構(gòu)更為簡單，制造成本更低，效果顯著。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。[〇〇52]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括:電源電路單元，提供一工作電源；第一負(fù)荷電路單元，連接于所述電源電路單元，用于接入所述工作電源形成第一回路；第二負(fù)荷電路單元，連接于所述電源電路單元，用于接入所述工作電源形成第二回路， 所述第二負(fù)荷電路單元還包括開關(guān)信號(hào)接入端;所述開關(guān)信號(hào)接入端在接收到開關(guān)信號(hào) 時(shí)，使所述第二回路導(dǎo)通/阻斷來改變所述工作電源流入所述第一回路中電流的大小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述開 關(guān)信號(hào)的電壓范圍為0-1.2V。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電 平轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓范圍為0.35-0.75V。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第 一負(fù)荷電路單元包括第一 NMOS管，所述第一 NMOS管的漏極連接于所述電源電路單元來接入 所述工作電源，所述第一 NMOS管的柵極連接于所述第一匪OS管的漏極，所述第一匪OS管的 源極接地。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第 二負(fù)荷電路單元包括第二NMOS管和第三NMOS管，所述第二NMOS管的漏極連接于所述電源電 路單元來接入所述工作電源，所述第二NMOS管的柵極作為所述開關(guān)信號(hào)接入端，所述第二 NMOS管的源極連接于所述第三NMOS管的漏極，所述第三NMOS管的柵極連接于所述第三NMOS 管的漏極，所述第三NMOS管的源極接地。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電 源電路單元包括第一 PM0S管和第二PM0S管，所述第一 PM0S管連接于一電源，所述第一 PM0S 管的漏極連接所述第二PM0S管的源極，所述第一 PM0S管的柵極連接第一偏置電壓，所述第 二PM0S管的柵極連接第二偏置電壓，所述第二PM0S管的漏極分別連接于所述第一匪0S管和 第二NMOS管的漏極，并作為所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出。7.—種電荷栗鎖相環(huán)電路，其特征在于:包括如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的用于減小 開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其連接在所述電荷栗鎖相環(huán)電路中鑒頻鑒相器和壓控振蕩 器之間。8.—種用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述方法包括:提供一工作電源，分別連接于第一負(fù)荷電路單元和第二負(fù)荷電路單元來形成第一回路 和第二回路；所述第二負(fù)荷電路單元中的開關(guān)信號(hào)接入端在接收到開關(guān)信號(hào)時(shí)，使所述第二回路導(dǎo) 通/阻斷來改變所述工作電源流入所述第一回路中電流的大小。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述開 關(guān)信號(hào)的電壓范圍為0-1.2V。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于減小開關(guān)信號(hào)擺幅的電平轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述 開關(guān)信號(hào)經(jīng)所述電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后所輸出的電壓范圍為0.35-0.75V。
【文檔編號(hào)】H03L7/089GK106059573SQ201610369764
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】季瑾月, 張瑞濤, 蒲杰, 丁, 丁一, 陳剛
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第二十四研究所