抑制时钟杂散的锁相环电路的制作方法

本发明涉及锁相环电路，具体涉及一种抑制时钟杂散的锁相环电路。

背景技术：

1、在通信、雷达、无线电、音频处理等领域，锁相环（phase locked loop，pll）是一个重要的组成部分，用于产生具有特定频率和相位关系的信号，通常应用于消除噪声、提高信号质量、实现高速数据传输等。

2、在锁相环中，鉴相器为了消除死区，引入了一个反馈延迟，在这段延迟时间内，电荷泵的充电电流和放电电流在鉴频鉴相单元的控制下同时打开，在理想情况下，电荷泵的上拉电流和下拉电流完全相等，因此没有净电流注入到环路滤波器，然而实际情况下很难做到两个电流完全相等，上拉电流和下拉电流之间的不匹配会使环路滤波器有一个净电流差注入，而此电流差使得压控振荡器的控制电压在每个相位比较的瞬间都增加一个固定值，即在原始信号的谐波分量引入了额外的谐波，也就是时钟杂散，这将影响压控振荡器的输出频率， 最终可能会造成整个锁相环电路的失锁。

技术实现思路

1、本发明旨在一定程度上解决上述现有技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种抑制时钟杂散的锁相环电路，有效电荷泵失配引起的时钟杂散，提高锁相环电路的稳定性。

2、第一方面，为了实现上述目的，本发明提供一种抑制时钟杂散的锁相环电路，包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和分频器，所述鉴相器包括鉴频鉴相单元和电荷泵，锁相环电路还包括：

3、锁定状态检测单元，用于检测锁相环电路是否工作在锁定状态，并根据检测结果输出对应电平状态的锁定判断信号；

4、脉宽检测单元，用于检测所述鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度，并输出脉宽检测信号；

5、数字控制模块，在锁相环电路工作在锁定状态且鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度不相等时，输出控制信号控制调节模块工作；

6、调节模块，用于调节所述鉴相器，使电荷泵在锁相环电路工作在锁定状态时基于鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号输出极性相反的等量电荷。

7、本申请通过锁定状态检测单元检测锁相环电路是否工作在锁定状态，通过脉宽检测单元检测锁相环工作在锁定状态时鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度，在鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度不相等时调节电荷泵的输出电荷量，使电荷泵输出的总电荷量为零，避免电荷泵失配，抑制锁相环电路的输出时钟信号的时钟杂散。

8、可选的，所述数字控制模块基于所述鉴频鉴相器单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度差控制所述调节模块补偿所述电荷泵的输出电荷。

9、可选的，所述电荷泵包括极性相反且幅值相等的第一电流源和第二电流源，以及使所述第一电流源和第二电流源分别与电荷泵输出端连通的第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关和第二控制开关分别由所述鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号控制。

10、可选的，所述电荷泵还包括使所述第一电流源和第二电路源分别与电荷泵输出端导通的第三控制开关和第四控制开关，所述第三控制开关和第四控制开关由所述调节模块控制并择一导通。

11、可选的，所述第一控制开关和第三控制开关并联，所述第二控制开关和第四控制开关并联，所述调节模块通过控制第三控制开关和第四控制开关的导通状态补偿所述电荷泵的输出电荷量。

12、可选的，所述数字控制模块基于所述鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度控制所述调节模块调节所述第一输出信号和/或第二输出信号的脉冲宽度，使所述第一输出信号和第二输出信号脉冲宽度一致。

13、可选的，锁相环电路还包括电压检测模块，所述电压检测模块用于检测所述环路滤波器中滤波电容两端电压值并将表征检测结果电压检测信号发送至数字控制模块。

14、可选的，所述数字控制模块还用于在锁相环电路工作于锁定状态，且所述鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号同为高电平的脉冲宽度一致时，通过所述电压检测信号判断所述环路滤波器中滤波电容两端电压值是否保持一致，若否，则数字控制模块控制调节模块工作在电流调节模式。

15、可选的，所述调节模块工作在电流调节模式时，调节所述第一电流源或第二电流源的输出电流，使所述第一电流源和第二电流源的输出电流幅值相等。

16、可选的，所述第一电流源包括第一mos管，所述第二电流源包括第二mos管，所述第一mos管源极电连接一正电源的输出端，所述第一mos管漏极电连接第一控制开关，所述第二mos管源极电连接第二控制开关，所述第二mos管漏极接地，所述第一mos管和第二mos管的栅极均电连接所述调节模块输出端，使所述调节模块通过调节输出端电流大小以相应的调节所述第一电流源和第二电流源的输出电流幅值。

17、本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

技术特征：

1.一种抑制时钟杂散的锁相环电路，包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和分频器，所述鉴相器包括鉴频鉴相单元和电荷泵，其特征在于，锁相环电路还包括：

2.根据权利要求1所述的锁相环电路，其特征在于，所述数字控制模块基于所述鉴频鉴相器单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度差控制所述调节模块补偿所述电荷泵的输出电荷。

3.根据权利要求1或2所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵包括极性相反且幅值相等的第一电流源和第二电流源，以及使所述第一电流源和第二电流源分别与电荷泵输出端连通的第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关和第二控制开关分别由所述鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号控制。

4.根据权利要求3所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵还包括使所述第一电流源和第二电路源分别与电荷泵输出端导通的第三控制开关和第四控制开关，所述第三控制开关和第四控制开关由所述调节模块控制并择一导通。

5.根据权利要求4所述的锁相环电路，其特征在于，所述第一控制开关和第三控制开关并联，所述第二控制开关和第四控制开关并联，所述调节模块通过控制第三控制开关和第四控制开关的导通状态补偿所述电荷泵的输出电荷量。

6.根据权利要求1所述的锁相环电路，其特征在于，所述数字控制模块基于所述鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度控制所述调节模块调节所述第一输出信号和/或第二输出信号的脉冲宽度，使所述第一输出信号和第二输出信号脉冲宽度一致。

7.根据权利要求3所述的锁相环电路，其特征在于，锁相环电路还包括电压检测模块，所述电压检测模块用于检测所述环路滤波器中滤波电容两端电压值并将表征检测结果电压检测信号发送至数字控制模块。

8.根据权利要求7所述的锁相环电路，其特征在于，所述数字控制模块还用于在锁相环电路工作于锁定状态，且所述鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号同为高电平的脉冲宽度一致时，通过所述电压检测信号判断所述环路滤波器中滤波电容两端电压值是否保持一致，若否，则数字控制模块控制调节模块工作在电流调节模式。

9.根据权利要求8所述的锁相环电路，其特征在于，所述调节模块工作在电流调节模式时，调节所述第一电流源或第二电流源的输出电流，使所述第一电流源和第二电流源的输出电流幅值相等。

10.根据权利要求8所述的锁相环电路，其特征在于，所述第一电流源包括第一mos管，所述第二电流源包括第二mos管，所述第一mos管源极电连接一正电源的输出端，所述第一mos管漏极电连接第一控制开关，所述第二mos管源极电连接第二控制开关，所述第二mos管漏极接地，所述第一mos管和第二mos管的栅极均电连接所述调节模块输出端，使所述调节模块通过调节输出端电流大小以相应的调节所述第一电流源和第二电流源的输出电流幅值。

技术总结本发明公开了一种抑制时钟杂散的锁相环电路，包括：锁定状态检测单元，用于检测锁相环电路是否工作在锁定状态，并输出锁定判断信号；脉宽检测单元，用于检测鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度，并输出脉宽检测信号；数字控制模块，在锁相环电路工作在锁定状态且鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号的脉冲宽度不相等时，控制调节模块工作；调节模块，用于调节鉴相器，使电荷泵在锁相环电路工作在锁定状态时基于鉴频鉴相单元的第一输出信号和第二输出信号输出极性相反的等量电荷。本申请通过脉宽检测单元检测鉴频鉴相单元的输出信号判断电荷泵是否失配，通过调节模块调节电荷泵的输出电荷量，抑制时钟杂散。技术研发人员：请求不公布姓名受保护的技术使用者：杭州胜金微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15