[发明专利]一种自适应脉宽去噪声折叠技术

说明书

本发明提供一种自适应脉宽去噪声折叠技术，包括鉴频鉴相器、电荷泵、脉宽电流源、环路滤波器、压控振荡器、辅助控制器、脉宽产生器、多模分频器及和差调制器。所述脉宽产生器通过让脉冲宽度自适应跟随压控振荡器输出频率变化，在输出频率发生改变时，相应改变鉴频鉴相器偏移时间，保证避开鉴频鉴相器/电荷泵的非线性区，在避免噪声折叠的同时不恶化参考杂散性能。引入技术会带来较大的功耗与面积，为了降低功耗、缩小面积，本发明将脉宽产生器的反相器延时单元采用等比复制技术，延时时间不变，延时单元功耗与面积等比例下降。

技术领域

本发明是一种自适应脉宽去噪声折叠技术，属于集成电路技术领域。

背景技术

在现代各类片上系统中，通常采用具有良好输出频率精度的小数分频锁相环作为频率产生电路，提供系统所需的本振信号或时钟信号；另一方面，在振荡器结构的选择中环形振荡器(RO)逐渐成为主流，因其具有极宽的频率范围和多相位输出。在基于和差调制器(SDM)的小数分频锁相环中，由于电荷泵(CP)充放电流之间不可避免存在失配，造成的电路非线性，使得带外高频噪声折叠到带内，恶化带内噪声性能。

当环路锁定时，由于不可避免的非线性使得鉴频鉴相器/电荷泵 (PFD/CP)传输曲线在零点附近出现非线性，针对此问题已提出一些传统方法进行解决。如图2，在CP负载端加入固定的静态电流I_offset，当环路锁定时，形成固定的相位差，避开PFD/CP非线性的影响。基于相同的原理，如图3，在PFD电路中增加一路延时T_offset，产生DN信号比UP信号晚T_offset关断I_DN电流源，因此在电路中多抽取了I_DN·T_offset大小的电流，达到增加静态电流的效果。由于控制电压Vc上产生较大的纹波，严重恶化系统参考杂散，针对此问题，如图4，在CP负载端加入一占空比固定的偏移电流I_offset，从时序图可以得知，若用于选通偏移电流的脉宽信号具有恰当的相位，则纹波ΔV₃将降低，不恶化参考杂散性能。但是对于传统脉宽电流线性化技术，其脉冲宽度固定，当输出频率范围较大时，不能在较好的抑制噪声折叠的同时维持良好的参考杂散性能，因此发明一种脉宽自适应输出频率的方案有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种自适应脉宽去噪声折叠技术，通过增加自适应脉宽产生器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种自适应脉宽去噪声折叠技术，包括辅助控制器、脉宽产生器、脉宽电流源、环路滤波器、压控振荡器、多模分频器、和差调制器、鉴频鉴相器及电荷泵，所述辅助控制器与所述脉宽产生器相连，所述脉宽产生器产生的脉宽信号连接并控制所述脉宽电流源，有效避免鉴频鉴相器/电荷泵非线性区且不恶化参考杂散，所述脉宽电流源与所述电荷泵及所述环路滤波器相连于同一点，所述环路滤波器与所述脉宽产生器及所述压控振荡器相连于一点，所述压控振荡器与所述多模分频器相连，所述多模分频器与所述和差调制器及所述鉴频鉴相器相连于同一点，所述鉴频鉴相器与所述电荷泵相连。

进一步地，所述压控振荡器由反相器U1、反相器U2、反相器U3、反相器U4和反相器U5组成，所述反相器U1的输出与所述反相器U2的输入相连，所述反相器U2的输出与所述反相器U3的输入相连，所述反相器 U3的输出与所述反相器U4的输入相连，所述反相器U4的输出与所述反相器U5的输入相连，所述反相器U5的输出Vout与所述反相器U1的输入相连，所述U1、U2、U3、U4和U5都由M1、M2组成，其中M1、M2 单个晶体管大小相等，个数不等。M1为8个相同的晶体管并联，M2为24 个相同的晶体管并联，即M2总的宽度是M1总宽度的3倍，总长度相等， M2管的源端接控制电压Vc，通过改变Vc改变输出频率大小。