[发明专利]锁相回路系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种锁相回路系统。

背景技术

锁相回路系统被广泛使用在模拟及数字电路。这些系统典型地包括一相位频率检测器、一电荷泵及一压控振荡器(voltage-controlled oscillator，VCO)。VCO产生锁相回路系统的一输出信号，此输出信号的频率趋向并最终锁定于一目标频率，此目标频率基于输入相位频率检测器的一参考信号而得到。当锁相回路系统接近匹配时，输出信号的频率或是相位可能会产生抖动。最小化或是降低不受控制的抖动是锁相回路系统中的一个重要设计议题。

发明内容

本发明是有关于一种锁相回路系统，可以改善单位增益频率一致性。

根据本发明的第一方面，提出一种锁相回路系统，包括一电荷泵、一压控振荡器以及一偏压转换器。电荷泵基于一相位频率检测信号而输出一控制电压，并依据一偏压信号而产生一输出电流。压控振荡器依据控制电压产生一输出信号。偏压转换器耦接于压控振荡器与电荷泵之间，用以依据控制电压产生偏压信号。

根据本发明的第二方面，提出一种锁相回路系统，包括一电荷泵、一压控振荡器以及一偏压转换器。电荷泵基于一相位频率检测信号而输出一控制电压，并依据一偏压信号而产生一输出电流。压控振荡器依据控制电压产生一输出信号。偏压转换器耦接于压控振荡器与电荷泵之间，其包括一第一晶体管及一电流转电压区块。第一晶体管被控制电压偏压以产生与控制电压成比例的一电流。电流转电压区块接收电流，并依据电流输出偏压信号。

为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举一实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示依照一实施范例的锁相回路系统的方块图。

图2A绘示依照一实施范例的偏压转换器的电路图。

图2B绘示依照另一实施范例的偏压转换器的电路图。

图3绘示依照一实施范例的电荷泵的电路图。

图4绘示依照一实施范例的增益频率与相位边际的示意图。

[主要元件标号说明]

100：锁相回路系统                    110：相位频率检测器

120：电荷泵                          122：第一差动偏压电流源

123：第一主动负载                    124：第二差动偏压电流源

125：第二主动负载                    130：压控振荡器

140、140’：偏压转换器               142：电流转电压区块

144：电流源区块                      150：滤波器

160：除频器

具体实施方式

本发明所提出的锁相回路(phase-locked loop，PLL)系统，可以改善在不同乘数N值下单位增益频率一致性(consistency)，故可以扩展频率乘除运算的范围。

本发明提出一种锁相回路系统，包括一电荷泵、一压控振荡器以及一偏压转换器。电荷泵基于一相位频率检测信号而输出一控制电压，并依据一偏压信号而产生一输出电流。压控振荡器依据控制电压产生一输出信号。偏压转换器耦接于压控振荡器与电荷泵之间，用以依据控制电压产生偏压信号。

请参照图1，其绘示依照一实施范例的锁相回路系统的方块图。锁相回路系统100包括一相位频率检测器(phase frequency detector，PFD)110、一电荷泵(charge pump)120、一压控振荡器(voltage-controlledoscillator，VCO)130、一偏压转换器(bias converter)140、一滤波器150以及一除频器(divider)160。其中，滤波器150耦接于电荷泵120与压控振荡器130之间；除频器160耦接于压控振荡器130与相位频率检测器110之间。

锁相回路系统100会产生一输出信号CKVCO，此输出信号CKVCO的频率趋向并最终锁定于一目标频率，此目标频率基于输入相位频率检测器110的一参考信号CKREF而得到，例如为参考信号CKREF的频率的N倍而得，如等式(1)所式。

F(CKVCO)＝N×F(CKREF)eq.(1)