[发明专利]一种用于锁相环的匹配型电荷泵电路

权利要求书

1.一种用于锁相环的匹配型电荷泵电路，其特征在于：包括按比例偏置电路、电流复制电路、下沉恒流源电路、上拉恒流源电路和开关电路；其中，

所述按比例偏置电路将外部基准电流按比例放大，生成电荷泵电路所需的偏置电流；所述按比例偏置电路由第一运算放大器OPA1及负反馈电路组成；所述按比例偏置电路的输入端接外部基准电流源；所述按比例偏置电路的输出端与电流复制电路的输入端连接；所述第一运算放大器OPA1的正输入端和负输入端分别与负反馈电路的电阻R0、R1连接；

所述电流复制电路把下沉恒流源电路中的电流严格复制给上拉恒流源电路；所述电流复制电路由第二运算放大器OPA2及电压钳位反馈电路组成；所述电流复制电路的输出端与电荷泵电路的输出端连接；

所述下沉恒流源电路用于为后级负载放电；所述下沉恒流源电路的栅端输入与按比例偏置电路中的第一运算放大器OPA1的输出端连接；所述下沉恒流源电路的输出端与电荷泵电路的输出端连接；

所述上拉恒流源电路用于为后级负载充电；所述上拉恒流源电路的输入端与电流复制电路中的第二运算放大器OPA2的输出端连接；所述上拉恒流源电路的输出端与电荷泵电路的输出端连接；

所述开关电路用于控制充放电电流源的开通和切断。

2.根据权利要求1所述的用于锁相环的匹配型电荷泵电路，其特征在于：所述负反馈电路还包括MOS管MN0、MN1、MN2和参考电流源I_cp；所述参考电流源I_cp的输入端接电源；所述参考电流源I_cp的输出端、电阻R0、MOS管MN0的漏端顺次连接；所述MOS管MN0和MN2的源端接地；所述MOS管MN0和MN2的栅端接高电平；所述MOS管MN2的漏端、电阻R1、MOS管MN1的源端顺次连接；所述第一运算放大器OPA1的输出端与MOS管MN1的栅端连接；所述MOS管MN1的漏端为按比例偏置电路的输出端。

3.根据权利要求1或2所述的用于锁相环的匹配型电荷泵电路，其特征在于：所述第一运算放大器OPA1为基于PMOS输入的运算放大器。

4.根据权利要求1所述的用于锁相环的匹配型电荷泵电路，其特征在于：所述电压钳位反馈电路包括电阻R2、R3，电容C0，MOS管MP0、MP1、MP2、MP3；所述MOS管MP1的漏端与MOS管MN1的漏端连接；所述MOS管MP1的源端与MOS管MP0的漏端连接；所述MOS管MP0的栅端接低电平；所述MOS管MP0和MP2的源端接电源；所述MOS管MP2的栅端接开关输入信号UP1；所述MOS管MP2的漏端和MOS管MP3的源端连接；所述MOS管MP3的漏端与电荷泵的输出端OUT连接；所述第二运算放大器OPA2的正输入端与MOS管MP1的漏端连接；所述第二运算放大器OPA2的负输入端与电阻R3一端连接；所述电阻R3的另一端与电荷泵的输出端OUT连接；所述第二运算放大器OPA2的输出端同时与MOS管MP1和MP3的栅端连接；所述电容C0的一端与第二运算放大器OPA2的输出端连接，另一端与电阻R2的一端连接；所述电阻R2的另一端与第二运算放大器OPA2的正输入端连接。

5.根据权利要求1或4所述的用于锁相环的匹配型电荷泵电路，其特征在于：所述第二运算放大器OPA2为轨到轨运算放大器。

6.根据权利要求1所述的用于锁相环的匹配型电荷泵电路，其特征在于：所述下沉恒流源电路由N路NMOS电流镜构成，其中N≥1；所述第N路NMOS电流镜包括电阻R_N+3和MOS管MN_2N+1；所述MOS管MN_2N+1的源端与电阻R_N+3的一端连接；所述MOS管的漏端与电荷泵的输出端OUT连接；所述电阻R_N+3的另一端与开关电路中的MOS管MN_2N+2的漏端连接。

7.根据权利要求1所述的用于锁相环的匹配型电荷泵电路，其特征在于：所述上拉恒流源电路由N路PMOS电流镜构成，其中N≥1；所述第N路PMOS电流镜包括MOS管MP_2N+1；所述MOS管MP_2N+1的源端与开关电路中的MOS管MP_2N的漏端连接；所述MOS管MP_2N+1的漏端与电荷泵的输出端OUT连接。

8.根据权利要求1、6或7所述的用于锁相环的匹配型电荷泵电路，其特征在于：所述开关电路由N路NMOS开关管和N路PMOS开关管构成，其中N≥1；第N路NMOS开关管包括MOS管MN_2N+2；所述第N路PMOS开关管包括MOS管MP_2N；所述MOS管MP_2N的源端接电源；所述MOS管MN_2N+2的源端接地。