具有环路滤波器的自调节电荷泵的制作方法
专利名称：具有环路滤波器的自调节电荷泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有环路滤波器的自调节电荷泵。
背景技术：
锁相环(PLL)可利用鉴相器比较参考时钟的相位与输出时钟的相 位，其利用压控振荡器(VCO)生成改变到VCO的输入上的控制电压的 相位误差。通过调整此控制电压，VCO的相位可锁定为参考时钟的相 位。 一般情况下， 一些类型的环路滤波器布置在鉴相器与VCO之间。 环路滤波器一般用于执行从进入信号阻挡不合需要频率的功能。
在PLL系统中，典型的鉴相器生成控制电压以便控制电荷泵电路， 该电路可操作以选择性地将电荷("上"电流)注入节点以便增大电压 电平，或者将电荷("下"电流)从节点拉出以提供降低的电压电平。 为了增大电压电平，电荷从电源流入(source),而为了降低电压电 平，将电荷流出(sink)到地参考。在VCO与参考时钟之间的相对相 位正落后或超前时，则控制电荷泵的流入或流出。
电荷泵可包括切换到VCO的电压输入的两个电流源。当电荷流 入到节点时，VCO的相位将/人落后或超前相位改变为超前或落后相 位，使得鉴相器将随后使电荷泵流出电流。当PLL锁定时，相位误差 应大致在零相位误差，这应该导致无电流流入到或流出自VCO的电 压控制1#入。
图1中示出了现有技术电荷泵100。电荷泵基于具有切换信号UP 与补充切换信号^的"上，，信号以及基于具有切换信号DN与补充切 换信号^的"下"信号进行操作。电荷泵100包括构建为RC网络的 环^^滤、波器102。具体而言，环路滤波器102包括串联的电阻器104和电容器106,其中，电容器106具有耦合到参考电位的端子。电阻
器104和电容器106定义环路滤波器102的零点。环路滤波器102还
包括与电阻器104和电容器106并联耦合的电容器108。环路滤波器
102耦合到电荷泵100的第一输出节点110。环路滤波器102主要实
现成抑制在电荷泵100处理输入控制电压时可影响调节器112的尖 峰、振铃和其它噪声(在下一段落中论述)。
如上所述，现有技术电荷泵100也包括调节器112，该调节器用 于将电荷泵IOO的第二输出节点114调节为与环^^滤波器102的节点 116相同的电压。这通过控制电流源120而实现。电容器118耦合到 第二输出节点114和调节器112。假设选择了适当的组件值，与电容 器106耦合的电容器118确保第一输出节点UO和第二输出节点114 相对于彼此处于静态平衡。
图1所示的现有技术设计会将不想要的噪声引入调节器112。 一 般情况下，此类噪声从第一输出节点IIO上的振荡引入。输入调节器 112的任何噪声可不利地影响其性能。
发明内容
本发明提供一种电荷泵装置，包括至少一个输入节点；两个输 出节点；以及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节 器从所述两个输出节点之一去耦。
本发明还提供一种设备，包括锁相环(PLL)以及耦合到所述PLL 的电荷泵。所述电荷泵包括至少一个输入节点；两个输出节点；以 及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节器从所述两 个输出节点之一去耦。
本发明还提供一种电荷泵器件，包括第一电流源和第二电流源； 第一输出节点和第二输出节点；第一电流路径，所述第一电流路径具 有耦合到所述第 一 电流源并且还耦合到所述第 一输出节点的第 一器 件，所述第 一电流路径还具有耦合到所述第二电流源并且还耦合到所述第一输出节点的第二器件；第二电流路径，所述第二电流路径具有 耦合到所述第 一 电流源并且还耦合到所述第二输出节点的第三器件， 所述第二电流路径还具有耦合到所述第二电流源并且还耦合到所述 第二输出节点的第四器件；滤波器，耦合到所述第二输出节点；以及
调节器，耦合到所述第 一输出节点并且还耦合到虚地。
下面参照附图提供详细的说明。图中，参考标号最左边的数字标 识最先出现该参考标号的图形。在不同的图形中使用相同的参考标号 指示类似或相同的项目。
图1示出可在锁相环(PLL)系统中采用的现有技术电荷泵电路，锁 相环系统包含将控制信号提供到电荷泵电路的鉴相器。
图2示出可在锁相环(PLL)系统中采用的根据本实现的电荷泵电 路，锁相环系统包含将控制信号提供到电荷泵电路的鉴相器。
图3示出可采用图2所示电荷泵电路的锁相环(PLL)实现。
图4示出其中可利用电荷泵的示范环境。
具体实施例方式
概述
本文中描述了电荷泵的示范实现。 一个此类电荷泵采用从电荷泵 的输出去耦的调节器。调节器的该去耦防止在电荷泵输出上的噪声影 响调节器的性能。
示范设置
图2示出可在PLL系统中采用的根据本实现的电荷泵电路200， PLL系统包含将控制信号提供到电荷泵电路200的鉴相器。电荷泵电 路200具有从控制器件(未示出)接收"上"和"下"信号的两个控 制信号输入。控制器件可以是鉴相器、混频器、模拟复用器或其它类 似器件。两个切换的电流源202和204是电荷泵电^各200的一部分。电流源202和204在活动状态时分别向环路滤波器206提供正和负电 流(例如，"上"电流和"下"电流)。环路滤波器206可以是有源滤 波器或无源滤波器。
电荷泵200也包括两个切换部分208和210。切换部分208包括 两个P沟道晶体管，其中，其源极端子耦合到电流源202。 P沟道晶 体管的漏极耦合到作为切换部分210 —部分的两个N沟道晶体管的漏 极。N沟道晶体管的源极连接到电流源204。另外，N沟道晶体管的 源极也连接到调节的电流源212。正如本领域的技术人员理解的一样， 在图2所示配置中使用N和P沟道晶体管只是设计选择问题。其它配 置也可使用，且仍获得本文中所述的实现的益处。
P沟道晶体管的栅极端子耦合到接收"上"信号的输入，其中，N 沟道晶体管的栅极端子耦合到接收"下"信号的输入。切换部分208 的P沟道晶体管之一具有介于P沟道晶体管的栅极与接收"上"信号 的输入之间的反相器214。类似地，切换部分210的N沟道晶体管之 一具有介于N沟道晶体管的栅极与接收"下"信号的输入之间的反相 器216。这样， 一个P沟道晶体管的栅极端子经耦合以接收从"上" 信号衍生的切换信号UP，并且另一 P沟道晶体管的栅极端子经耦合 以接收从"上"信号衍生的补充切换信号^。类似地， 一个N沟道 晶体管的栅极端子经耦合以接收从"下"信号衍生的切换信号DN,并 且另一 N沟道晶体管的栅极端子经耦合以接收从"下"信号衍生的补 充切换信号丽。以图2所示方式使用反相器214和216是设计选择
补充信号也可使用差分/对称锁存器电路形成。通常，提供补充切换信 号的任何设置可结合电荷泵电路200使用。
由P沟道晶体管之一的漏极和N沟道晶体管之一的漏极定义的一 条电流路径218具有第一输出节点220。第一输出节点220向环路滤 波器206供应流入("上")和流出("下")电流。
环路滤波器206包括运算放大器222和电容器224。第一输出节点220馈入运算放大器222的反相输入。运算放大器222的非反向输 入连接到地参考221 (例如，虚地)。虚地可以是保持在稳定参考电 位而未直接连接到该参考电位的电路的节点。 一些情况下，参考电位 被视为是地表，并且参考节点因此称为"地"或"接地"。在另一表征中， 运算放大器222的非反相输入接地(例如，地参考221 );则放大器 222的反相输入虽然未接地，但将呈现类似的电位，成为虛地。
运算放大器222的输出通过电容器224反馈到反相输入。所示环 路滤波器206可使用各种设计和组件实现。例如，环路滤波器206可 包括另外的电阻器-电容器(RC)电路。正如本领域的技术人员理解的一 样，其它滤波器设置也可使用。
环路滤波器206的使用使得放大输入信号成为可能。放大通过在 环路滤波器206中采用的运算放大器222而可能实现。结果，电荷泵 电路200只生成其动态范围是VCO所需完整动态范围一小部分的信 号，其中VCO连接到环路滤波器206输出。这降低了电荷泵电路200 的复杂性，并将电荷泵电路200的电流失配将到最低。
由另一 P沟道晶体管的漏极和另一N沟道晶体管的漏极定义的另 一条电流路径228具有第二输出节点230。第二输出节点230耦合到 电容器232。
电荷泵电路200涉及调节器器件234的使用。调节器器件234具 有耦合到地参考236 (例如，虚地)的第一输入。因此，调节器器件 234从第一输出节点220去耦。虛地一般可以是保持在稳定参考电位 而未直接连接到该参考电位的电路的节点。 一些情况下，参考电位被 视为是地表，并且参考节点因此称为"地"或"接地"。调节器器件234 具有耦合到第二输出节点230和电容器232的端子的第二输入。调节 器器件234的输出耦合到调节的电流源212。
在一些实现中，地参考236可与地参考221相同(即，参考221 和236可共享一个/>共节点)。此外，在一些实现中，同一电压电平 可存在于参考236和221中。现在提供电荷泵电路200的操作特性的描述。在稳定状态期间， 即，在"上"信号或"下，，信号均未输入电荷泵电路200时，与第二 电流路径228相关联的任何电流经第二输出节点230转储(dump )到 电容器232中。在此状态期间，在"上"信号或"下，，信号均未输入 时，调节器234尝试相对虚地调节在第二输出节点230的电压电平。 另外，环路滤波器206也相对虚地进行调节。在本实现中，调节器234 未将第一输出节点220参考为调节过程的一部分。相反，调节器234 使用地参考236模拟第一输出节点220。调节器234力求使用调节的 电流源212实现此电压调节。
图2所示的设计与现有技术设计相比有许多优点。例如，相对虚
滤波器206在电流调节期间干扰调节器234。
还如上所述，响应"上"信号，从第一输出节点220将"上，，电流
流入到环路滤波器206。响应"下，，信号，从第一输出节点220流出 "下"电流。正如本领域的技术人员理解的一样，电荷泵电路200接收 "上"或"下"信号，并产生输出以便保持相关联PLL处于"锁定，，状态。
"上"或"下"信号时中断调节器234的切换机制。在一个示例中， 两个开关位于调节器234的输出后的串联设置中。两个开关之一连接 到接收"上"信号的输入节点，并且两个开关的另一开关连接到接收
"下"信号的输入节点。例如，开关之一可连接到^信号和/或另一 开关可连接到丽信号。两个开关之一因此可受控以响应"上"信号 的出现，并且两个开关的另一开关可受控以响应"下，，信号的出现。 除非出现"上"或"下"信号，否则，两个开关保持闭合。在另一备 选方案中，切换机制可设置为中断调节器234的一个或多个输入。同 样地，如果电荷泵电路200接收"上"或"下"信号，则中断将发生。图3示出可采用图2所示电荷泵电路200的锁相环(PLL)300实现。 参考时钟可提供到鉴相器302。鉴相器302也从压控振荡器(VCO) 308 接收反馈时钟。鉴相器302检测参考时钟与反馈时钟之间的差，并且 耦合到环路滤波器306的电荷泵304生成对应于该差的电荷以驱动 VCO 308。因此，VCO 308输出上下调整以保持"锁定，，到参考时钟。
示范环境
图4示出可结合PLL和相关联电荷泵的装置400的简化示范实现。 装置400可以是诸如蜂窝电话等便携式装置，具有包括电源402、处 理电路404和用户接口组件406等组件。处理电路404可包括集成电 路芯片和/或用于启用装置400操作的其它组件。用户接口组件406可 包括显示器、袖珍键盘等等。任何所述单元402、 404和406可实现 本文中所述类型的电荷泵和PLL。另外，由于至少与简洁相关的原因 而在本文未描述的装置400的其它组件也可实现此类PLL和电荷泵。 至少为简明起见，电源402、处理电路404和用户接口电路406的进 一步细节未示出或描述。
结论
虽然主题已通过特定于结构特征和/或方法动作的语言描述，但要 理解，所附权利要求中定义的主题不必限于所述的特定特征或动作。 相反，特定的特征和动作作为实现权利要求的示范形式而公开。
权利要求
1. 一种电荷泵装置，包括至少一个输入节点；两个输出节点；以及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节器从所述两个输出节点之一去耦。
2. 如权利要求1所述的电荷泵装置，其中所述调节器具有耦合到 所述两个输出节点之一的输入，并且另一输入耦合到虚地。
3. 如权利要求1所述的电荷泵装置，还包括耦合到所述调节器的 切换机制。
4. 如权利要求3所述的电荷泵装置，其中在信号由所述至少一个 输入节点接收时，所述切换机制中断所述调节器。
5. 如权利要求1所述的电荷泵装置，其中所述至少一个输入节点 包括第 一输入节点和第二输入节点。
6. 如权利要求1所述的电荷泵装置，还包括耦合到所述两个输出 节点之一的滤波器器件。
7. 如权利要求6所述的电荷泵装置，其中所述滤波器器件是环路 滤波器。
8. 如权利要求6所述的电荷泵装置，其中所述滤波器器件包括具 有耦合到虛地的输入的运算放大器。
9. 如权利要求1所述的电荷泵装置，其中所述调节器具有耦合到虚地的ilr入。
10. —种设备，包括 锁相环(PLL);以及电荷泵，耦合到所述PLL，所述电荷泵包括 至少一个输入节点； 两个输出节点；以及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节器从 所述两个输出节点之一去耦。
11. 如权利要求IO所述的设备，其中所述调节器具有耦合到所述 两个输出节点之一的输入，并且另一输入耦合到虚地。
12. 如权利要求IO所述的设备，还包括耦合到所述调节器的切换 机制。
13. 如权利要求12所述的设备，其中在信号由所述至少一个输入 节点接收时，所述切换机制中断所述调节器。
14. 如权利要求IO所述的设备，其中所述至少一个输入节点包括 第 一输入节点和第二输入节点。
15. 如权利要求IO所述的设备，还包括耦合到所述两个输出节点 之一的滤波器器件。
16. 如权利要求15所述的设备，其中所述滤波器器件是环路滤波器。
17. 如权利要求15所述的设备，其中所述滤波器器件包括具有耦 合到虚地的输入的运算放大器。
18. 如权利要求IO所述的设备，其中所述调节器具有耦合到虚地 的输入。
19. 一种电荷泵器件，包括 第 一 电流源和第二电流源； 第一输出节点和第二输出节点；第 一电流路径，所述第 一 电流路径具有耦合到所述第 一电流源并 且还耦合到所述第 一输出节点的第 一器件，所述第 一电流路径还具有 耦合到所述第二电流源并且还耦合到所述第 一输出节点的第二器件；第二电流路径，所述第二电流路径具有耦合到所述第 一 电流源并 且还耦合到所述第二输出节点的第三器件，所述第二电流路径还具有 耦合到所述第二电流源并且还耦合到所述第二输出节点的第四器件；滤波器，耦合到所述第二输出节点；以及调节器，耦合到所述第 一输出节点并且还耦合到虚地。
20. 如权利要求19所述的电荷泵器件，其中所述第一、第二、第 三和第四器件是晶体管。
21. 如权利要求19所述的电荷泵器件，还包括耦合到所述调节器 的切换机制。
22. 如权利要求21所述的电荷泵器件，其中在信号由所述至少一 个输入节点接收时，所述切换机制中断所述调节器。
全文摘要
本发明名称为具有环路滤波器的自调节电荷泵。本文陈述了与电荷泵装置相关的实现，提供一种电荷泵装置，包括至少一个输入节点；两个输出节点；以及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节器从所述两个输出节点之一去耦。
文档编号H02M1/14GK101546956SQ200910128318
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者D·德拉克塞尔梅尔 申请人:英飞凌科技股份有限公司
技术领域：
本发明涉及具有环路滤波器的自调节电荷泵。
背景技术：
锁相环(PLL)可利用鉴相器比较参考时钟的相位与输出时钟的相 位，其利用压控振荡器(VCO)生成改变到VCO的输入上的控制电压的 相位误差。通过调整此控制电压，VCO的相位可锁定为参考时钟的相 位。 一般情况下， 一些类型的环路滤波器布置在鉴相器与VCO之间。 环路滤波器一般用于执行从进入信号阻挡不合需要频率的功能。
在PLL系统中，典型的鉴相器生成控制电压以便控制电荷泵电路， 该电路可操作以选择性地将电荷("上"电流)注入节点以便增大电压 电平，或者将电荷("下"电流)从节点拉出以提供降低的电压电平。 为了增大电压电平，电荷从电源流入(source),而为了降低电压电 平，将电荷流出(sink)到地参考。在VCO与参考时钟之间的相对相 位正落后或超前时，则控制电荷泵的流入或流出。
电荷泵可包括切换到VCO的电压输入的两个电流源。当电荷流 入到节点时，VCO的相位将/人落后或超前相位改变为超前或落后相 位，使得鉴相器将随后使电荷泵流出电流。当PLL锁定时，相位误差 应大致在零相位误差，这应该导致无电流流入到或流出自VCO的电 压控制1#入。
图1中示出了现有技术电荷泵100。电荷泵基于具有切换信号UP 与补充切换信号^的"上，，信号以及基于具有切换信号DN与补充切 换信号^的"下"信号进行操作。电荷泵100包括构建为RC网络的 环^^滤、波器102。具体而言，环路滤波器102包括串联的电阻器104和电容器106,其中，电容器106具有耦合到参考电位的端子。电阻
器104和电容器106定义环路滤波器102的零点。环路滤波器102还
包括与电阻器104和电容器106并联耦合的电容器108。环路滤波器
102耦合到电荷泵100的第一输出节点110。环路滤波器102主要实
现成抑制在电荷泵100处理输入控制电压时可影响调节器112的尖 峰、振铃和其它噪声(在下一段落中论述)。
如上所述，现有技术电荷泵100也包括调节器112，该调节器用 于将电荷泵IOO的第二输出节点114调节为与环^^滤波器102的节点 116相同的电压。这通过控制电流源120而实现。电容器118耦合到 第二输出节点114和调节器112。假设选择了适当的组件值，与电容 器106耦合的电容器118确保第一输出节点UO和第二输出节点114 相对于彼此处于静态平衡。
图1所示的现有技术设计会将不想要的噪声引入调节器112。 一 般情况下，此类噪声从第一输出节点IIO上的振荡引入。输入调节器 112的任何噪声可不利地影响其性能。
发明内容
本发明提供一种电荷泵装置，包括至少一个输入节点；两个输 出节点；以及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节 器从所述两个输出节点之一去耦。
本发明还提供一种设备，包括锁相环(PLL)以及耦合到所述PLL 的电荷泵。所述电荷泵包括至少一个输入节点；两个输出节点；以 及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节器从所述两 个输出节点之一去耦。
本发明还提供一种电荷泵器件，包括第一电流源和第二电流源； 第一输出节点和第二输出节点；第一电流路径，所述第一电流路径具 有耦合到所述第 一 电流源并且还耦合到所述第 一输出节点的第 一器 件，所述第 一电流路径还具有耦合到所述第二电流源并且还耦合到所述第一输出节点的第二器件；第二电流路径，所述第二电流路径具有 耦合到所述第 一 电流源并且还耦合到所述第二输出节点的第三器件， 所述第二电流路径还具有耦合到所述第二电流源并且还耦合到所述 第二输出节点的第四器件；滤波器，耦合到所述第二输出节点；以及
调节器，耦合到所述第 一输出节点并且还耦合到虚地。
下面参照附图提供详细的说明。图中，参考标号最左边的数字标 识最先出现该参考标号的图形。在不同的图形中使用相同的参考标号 指示类似或相同的项目。
图1示出可在锁相环(PLL)系统中采用的现有技术电荷泵电路，锁 相环系统包含将控制信号提供到电荷泵电路的鉴相器。
图2示出可在锁相环(PLL)系统中采用的根据本实现的电荷泵电 路，锁相环系统包含将控制信号提供到电荷泵电路的鉴相器。
图3示出可采用图2所示电荷泵电路的锁相环(PLL)实现。
图4示出其中可利用电荷泵的示范环境。
具体实施例方式
概述
本文中描述了电荷泵的示范实现。 一个此类电荷泵采用从电荷泵 的输出去耦的调节器。调节器的该去耦防止在电荷泵输出上的噪声影 响调节器的性能。
示范设置
图2示出可在PLL系统中采用的根据本实现的电荷泵电路200， PLL系统包含将控制信号提供到电荷泵电路200的鉴相器。电荷泵电 路200具有从控制器件(未示出)接收"上"和"下"信号的两个控 制信号输入。控制器件可以是鉴相器、混频器、模拟复用器或其它类 似器件。两个切换的电流源202和204是电荷泵电^各200的一部分。电流源202和204在活动状态时分别向环路滤波器206提供正和负电 流(例如，"上"电流和"下"电流)。环路滤波器206可以是有源滤 波器或无源滤波器。
电荷泵200也包括两个切换部分208和210。切换部分208包括 两个P沟道晶体管，其中，其源极端子耦合到电流源202。 P沟道晶 体管的漏极耦合到作为切换部分210 —部分的两个N沟道晶体管的漏 极。N沟道晶体管的源极连接到电流源204。另外，N沟道晶体管的 源极也连接到调节的电流源212。正如本领域的技术人员理解的一样， 在图2所示配置中使用N和P沟道晶体管只是设计选择问题。其它配 置也可使用，且仍获得本文中所述的实现的益处。
P沟道晶体管的栅极端子耦合到接收"上"信号的输入，其中，N 沟道晶体管的栅极端子耦合到接收"下"信号的输入。切换部分208 的P沟道晶体管之一具有介于P沟道晶体管的栅极与接收"上"信号 的输入之间的反相器214。类似地，切换部分210的N沟道晶体管之 一具有介于N沟道晶体管的栅极与接收"下"信号的输入之间的反相 器216。这样， 一个P沟道晶体管的栅极端子经耦合以接收从"上" 信号衍生的切换信号UP，并且另一 P沟道晶体管的栅极端子经耦合 以接收从"上"信号衍生的补充切换信号^。类似地， 一个N沟道 晶体管的栅极端子经耦合以接收从"下"信号衍生的切换信号DN,并 且另一 N沟道晶体管的栅极端子经耦合以接收从"下"信号衍生的补 充切换信号丽。以图2所示方式使用反相器214和216是设计选择
补充信号也可使用差分/对称锁存器电路形成。通常，提供补充切换信 号的任何设置可结合电荷泵电路200使用。
由P沟道晶体管之一的漏极和N沟道晶体管之一的漏极定义的一 条电流路径218具有第一输出节点220。第一输出节点220向环路滤 波器206供应流入("上")和流出("下")电流。
环路滤波器206包括运算放大器222和电容器224。第一输出节点220馈入运算放大器222的反相输入。运算放大器222的非反向输 入连接到地参考221 (例如，虚地)。虚地可以是保持在稳定参考电 位而未直接连接到该参考电位的电路的节点。 一些情况下，参考电位 被视为是地表，并且参考节点因此称为"地"或"接地"。在另一表征中， 运算放大器222的非反相输入接地(例如，地参考221 );则放大器 222的反相输入虽然未接地，但将呈现类似的电位，成为虛地。
运算放大器222的输出通过电容器224反馈到反相输入。所示环 路滤波器206可使用各种设计和组件实现。例如，环路滤波器206可 包括另外的电阻器-电容器(RC)电路。正如本领域的技术人员理解的一 样，其它滤波器设置也可使用。
环路滤波器206的使用使得放大输入信号成为可能。放大通过在 环路滤波器206中采用的运算放大器222而可能实现。结果，电荷泵 电路200只生成其动态范围是VCO所需完整动态范围一小部分的信 号，其中VCO连接到环路滤波器206输出。这降低了电荷泵电路200 的复杂性，并将电荷泵电路200的电流失配将到最低。
由另一 P沟道晶体管的漏极和另一N沟道晶体管的漏极定义的另 一条电流路径228具有第二输出节点230。第二输出节点230耦合到 电容器232。
电荷泵电路200涉及调节器器件234的使用。调节器器件234具 有耦合到地参考236 (例如，虚地)的第一输入。因此，调节器器件 234从第一输出节点220去耦。虛地一般可以是保持在稳定参考电位 而未直接连接到该参考电位的电路的节点。 一些情况下，参考电位被 视为是地表，并且参考节点因此称为"地"或"接地"。调节器器件234 具有耦合到第二输出节点230和电容器232的端子的第二输入。调节 器器件234的输出耦合到调节的电流源212。
在一些实现中，地参考236可与地参考221相同(即，参考221 和236可共享一个/>共节点)。此外，在一些实现中，同一电压电平 可存在于参考236和221中。现在提供电荷泵电路200的操作特性的描述。在稳定状态期间， 即，在"上"信号或"下，，信号均未输入电荷泵电路200时，与第二 电流路径228相关联的任何电流经第二输出节点230转储(dump )到 电容器232中。在此状态期间，在"上"信号或"下，，信号均未输入 时，调节器234尝试相对虚地调节在第二输出节点230的电压电平。 另外，环路滤波器206也相对虚地进行调节。在本实现中，调节器234 未将第一输出节点220参考为调节过程的一部分。相反，调节器234 使用地参考236模拟第一输出节点220。调节器234力求使用调节的 电流源212实现此电压调节。
图2所示的设计与现有技术设计相比有许多优点。例如，相对虚
滤波器206在电流调节期间干扰调节器234。
还如上所述，响应"上"信号，从第一输出节点220将"上，，电流
流入到环路滤波器206。响应"下，，信号，从第一输出节点220流出 "下"电流。正如本领域的技术人员理解的一样，电荷泵电路200接收 "上"或"下"信号，并产生输出以便保持相关联PLL处于"锁定，，状态。
"上"或"下"信号时中断调节器234的切换机制。在一个示例中， 两个开关位于调节器234的输出后的串联设置中。两个开关之一连接 到接收"上"信号的输入节点，并且两个开关的另一开关连接到接收
"下"信号的输入节点。例如，开关之一可连接到^信号和/或另一 开关可连接到丽信号。两个开关之一因此可受控以响应"上"信号 的出现，并且两个开关的另一开关可受控以响应"下，，信号的出现。 除非出现"上"或"下"信号，否则，两个开关保持闭合。在另一备 选方案中，切换机制可设置为中断调节器234的一个或多个输入。同 样地，如果电荷泵电路200接收"上"或"下"信号，则中断将发生。图3示出可采用图2所示电荷泵电路200的锁相环(PLL)300实现。 参考时钟可提供到鉴相器302。鉴相器302也从压控振荡器(VCO) 308 接收反馈时钟。鉴相器302检测参考时钟与反馈时钟之间的差，并且 耦合到环路滤波器306的电荷泵304生成对应于该差的电荷以驱动 VCO 308。因此，VCO 308输出上下调整以保持"锁定，，到参考时钟。
示范环境
图4示出可结合PLL和相关联电荷泵的装置400的简化示范实现。 装置400可以是诸如蜂窝电话等便携式装置，具有包括电源402、处 理电路404和用户接口组件406等组件。处理电路404可包括集成电 路芯片和/或用于启用装置400操作的其它组件。用户接口组件406可 包括显示器、袖珍键盘等等。任何所述单元402、 404和406可实现 本文中所述类型的电荷泵和PLL。另外，由于至少与简洁相关的原因 而在本文未描述的装置400的其它组件也可实现此类PLL和电荷泵。 至少为简明起见，电源402、处理电路404和用户接口电路406的进 一步细节未示出或描述。
结论
虽然主题已通过特定于结构特征和/或方法动作的语言描述，但要 理解，所附权利要求中定义的主题不必限于所述的特定特征或动作。 相反，特定的特征和动作作为实现权利要求的示范形式而公开。
权利要求
1. 一种电荷泵装置，包括至少一个输入节点；两个输出节点；以及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节器从所述两个输出节点之一去耦。
2. 如权利要求1所述的电荷泵装置，其中所述调节器具有耦合到 所述两个输出节点之一的输入，并且另一输入耦合到虚地。
3. 如权利要求1所述的电荷泵装置，还包括耦合到所述调节器的 切换机制。
4. 如权利要求3所述的电荷泵装置，其中在信号由所述至少一个 输入节点接收时，所述切换机制中断所述调节器。
5. 如权利要求1所述的电荷泵装置，其中所述至少一个输入节点 包括第 一输入节点和第二输入节点。
6. 如权利要求1所述的电荷泵装置，还包括耦合到所述两个输出 节点之一的滤波器器件。
7. 如权利要求6所述的电荷泵装置，其中所述滤波器器件是环路 滤波器。
8. 如权利要求6所述的电荷泵装置，其中所述滤波器器件包括具 有耦合到虛地的输入的运算放大器。
9. 如权利要求1所述的电荷泵装置，其中所述调节器具有耦合到虚地的ilr入。
10. —种设备，包括 锁相环(PLL);以及电荷泵，耦合到所述PLL，所述电荷泵包括 至少一个输入节点； 两个输出节点；以及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节器从 所述两个输出节点之一去耦。
11. 如权利要求IO所述的设备，其中所述调节器具有耦合到所述 两个输出节点之一的输入，并且另一输入耦合到虚地。
12. 如权利要求IO所述的设备，还包括耦合到所述调节器的切换 机制。
13. 如权利要求12所述的设备，其中在信号由所述至少一个输入 节点接收时，所述切换机制中断所述调节器。
14. 如权利要求IO所述的设备，其中所述至少一个输入节点包括 第 一输入节点和第二输入节点。
15. 如权利要求IO所述的设备，还包括耦合到所述两个输出节点 之一的滤波器器件。
16. 如权利要求15所述的设备，其中所述滤波器器件是环路滤波器。
17. 如权利要求15所述的设备，其中所述滤波器器件包括具有耦 合到虚地的输入的运算放大器。
18. 如权利要求IO所述的设备，其中所述调节器具有耦合到虚地 的输入。
19. 一种电荷泵器件，包括 第 一 电流源和第二电流源； 第一输出节点和第二输出节点；第 一电流路径，所述第 一 电流路径具有耦合到所述第 一电流源并 且还耦合到所述第 一输出节点的第 一器件，所述第 一电流路径还具有 耦合到所述第二电流源并且还耦合到所述第 一输出节点的第二器件；第二电流路径，所述第二电流路径具有耦合到所述第 一 电流源并 且还耦合到所述第二输出节点的第三器件，所述第二电流路径还具有 耦合到所述第二电流源并且还耦合到所述第二输出节点的第四器件；滤波器，耦合到所述第二输出节点；以及调节器，耦合到所述第 一输出节点并且还耦合到虚地。
20. 如权利要求19所述的电荷泵器件，其中所述第一、第二、第 三和第四器件是晶体管。
21. 如权利要求19所述的电荷泵器件，还包括耦合到所述调节器 的切换机制。
22. 如权利要求21所述的电荷泵器件，其中在信号由所述至少一 个输入节点接收时，所述切换机制中断所述调节器。
全文摘要
本发明名称为具有环路滤波器的自调节电荷泵。本文陈述了与电荷泵装置相关的实现，提供一种电荷泵装置，包括至少一个输入节点；两个输出节点；以及调节器，调节所述两个输出节点的至少一个，所述调节器从所述两个输出节点之一去耦。
文档编号H02M1/14GK101546956SQ200910128318
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者D·德拉克塞尔梅尔 申请人:英飞凌科技股份有限公司
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