[发明专利]充放电电路以及使用此充放电电路的锁相回路电路

说明书

技术领域

本发明有关于充放电电路以及使用此充放电电路的锁相回路电路，特别有关于可省略电容的充放电电路以及使用此充放电电路的锁相回路电路。

背景技术

图1绘示了已知技术的锁相回路电路100的方块图。如图1所示，锁相回路电路100包含一相位检测器101、一电荷泵103、一回路滤波器105以及一压控振荡器107。相位检测器101用以比较一参考信号S_ref以及一输出信号S_out的相位，以控制电荷泵103对回路滤波器105进行充放电，以控制回路滤波器105输出的控制电压V_C。详细言之，回路滤波器105会包含如电容或电感之类的储能元件，因此若提供电流至回路滤波器105进行充电，则控制电压V_C会上升，反之若自回路滤波器105汲取电流进行放电，则控制电压V_C会下降。

压控振荡器107接收控制电压V_C而产生输出信号S_out。压控振荡器107通常在控制电压V_C增加时会增加输出信号S_out的频率，而在控制电压V_C降低时会减少输出信号S_out的频率，但亦可能随电路设计有所不同。因此若参考信号S_ref以及输出信号S_out的相位不同，则可以改变控制电压V_C来改变输出信号S_out的频率(等效上亦改变了S_out的相位)，藉由这样的机制，输出信号S_out的相位可锁定至参考信号S_ref。锁相回路电路100可在压控振荡器107至相位检测器101的路径上包含一除频器来调整输出信号S_out。举例来说，若参考信号S_ref为100MHz的时脉信号，但压控振荡器107所能提供的时脉信号的频率范围未包含100MHz，此时可使先压控振荡器107产生频率较高的400MHz输出信号S_out，并利用除频比为4的除频器来将输出信号S_out除频后，再让相位检测器101比对参考信号S_ref和除频后的输出信号S_out。如此可以让压控振荡器107不需要那么广的频率范围，而相位检测器101在比较两较低频的时脉信号时也可以有较精确的比较结果。

电荷泵103可具有各种不同结构，其中一种为根据上升信号或下降信号来提供电流给回路滤波器105或自回路滤波器105或汲取电流，如前所述若提供电流至回路滤波器105则控制电压V_C会上升，反之若自回路滤波器105汲取电流则控制电压V_C会下降。因此可以藉由这样的方式控制回路滤波器105输出的控制电压V_C。详细言之，相位检测器101会比较参考信号S_ref以及输出信号S_out的相位而据以产生上升信号UP或下降信号DN。电荷泵103在接收到上升信号UP时产生一上升电流I_UP以对回路滤波器105进行充电来增加控制电压V_C。相反的，电荷泵103接收到下降信号DN时会自回路滤波器105汲取一下降电流I_DN以对回路滤波器105进行放电藉此降低控制电压V_C。而压控振荡器107则根据控制电压V_C来改变输出信号S_out的频率。

图2绘示了已知技术的由上升信号和下降信号来控制的电荷泵200的电路图。如图2所示，电荷泵200包含了参考电流提供模块201、电容203、207、开关模块205、209以及偏压晶体管BT₁、BT₂。电容203、电容开关模块205以及偏压晶体管BT₁可视为一上升电流模块204，当上升信号UP使开关模块205导通时，上升电流模块便可提供上升电流I_UP给回路滤波器202。电容207、电容开关模块209以及偏压晶体管BT₂可视为一下降电流模块206，当下降信号DN使开关模块209导通时，下降电流模块便可自回路滤波器202汲取下降电流I_DN。