[发明专利]能抑制扰动的电荷泵

说明书

技术领域

本发明涉及能抑制扰动(disturbance)的电荷泵(charge pump)。

背景技术

锁相环(PLL)可使用鉴相器来比较参考时钟的相位和使用电压控制振荡器 (VCO)的输出时钟的相位，以产生相位误差，该相位误差改变VCO输入上的 控制电压。通过调节该控制电压，该VCO的相位能够被锁定到参考时钟的相位。 典型地，在鉴相器和VCO之间设置某种类型的环路滤波器。通常地，环路滤波 器被用于执行阻挡来自输入信号的不希望的频率的功能。

在PLL系统中，典型的鉴相器产生控制电压来控制电荷泵电路，该电荷泵 电路用于选择性地将电荷(升电流)泵送(pump)给节点以提高电压电平，或者 从该节点拖拉(pull)电荷(降电流)以提供降低的电压电平。为了提高电压电平， 从电源供给电荷，并且为了降低电压电平，使电荷灌入到接地参考。当VCO和 参考时钟之间的相对相位滞后或超前时，则控制电荷泵的拉出(sourcing)或灌 入(sinking)。

电荷泵可以包括切换到VCO的电压输入的两个电流源。当电荷被供给到节 点时，VCO的相位将从滞后或超前相位变为超前或滞后相位，这样鉴相器将会 使电荷泵吸收电流。当PLL被锁定时，相位误差应基本为零相位误差，这将导 致没有电流被拉出(sourced)到VCO的电压控制输入或者从VCO的电压控制 输入灌入(sinked)。

图1示出现有技术的电荷泵100。电荷泵100包括环路滤波器102，其被构 造为RC网络。具体地，环路滤波器102包括串联的电阻器104和电容器106， 其中电容器106具有被耦合到参考电势的端子。电阻器104和电容器106限定 了环路滤波器102的零点。环路滤波器102进一步包括与电阻器104和电容器 106并联耦合的电容器108。环路滤波器102被耦合到电荷泵100的第一输出节 点110。环路滤波器102主要实现抑制尖峰、振铃和其它噪声，当电荷泵100 处理输入控制电压时，这些噪声可影响调节器112(在下面的段落中讨论)。

如示出的那样，现有技术的电荷泵100也包括调节器112，其用来将电荷 泵100的第二输出节点114调节到与环路滤波器102的节点116相同的电压。 这通过控制电流源120实现。电容器118被耦合到第二输出节点114和调节器 112。假设选择适当的部件值，与电容器106耦合的电容器118确保第一输出节 点110和第二输出节点114相对于彼此处于静态平衡。

电荷泵100使用的不同类型的晶体管可导致不对称电流(升电流和降电流) 被提供给环路滤波器102。如果上述情况发生，同一不对称电流也将会被提供给 电容器118。这会使调节器112补偿这种不对称行为。馈入调节器112的扰动将 会破坏升电流源和降电流源之间的对称。

附图说明

参考附图进行详细描述。在这些附图中，附图标记的最左边的数字标识该 附图标记在其中第一次出现的附图。在不同附图中使用相同的附图标记表示相 似或相同的项目。

图1示出了在锁相环(PLL)系统中采用的现有技术的电荷泵电路，该锁 相环系统合并了给电荷泵提供控制信号的鉴相器。

图2示出了根据本发明实施方案的电荷泵电路，其可以在合并给电荷泵电 路提供控制信号的鉴相器的锁相环(PLL)系统中使用。

图3示出了实施在图2所示电荷泵中的开关机构的典型实施方案。

图4示出了可采用在图2所示的电荷泵的锁相环(PLL)的实施方案。

图5示出了其中可利用电荷泵的示范性环境。

具体实施方式

综述

这里描述了电荷泵的典型实施方案。一个这样的电荷泵使用了当电荷泵接 收升或降信号时将调节器器件隔离开的开关机构。开关机构的使用基本上消除 了在不对称电流事件期间的调节器活动。这里所描述的电荷泵可以被实现为锁 相环(PLL)装置的一部分。

示范性装置