宽频带的采样锁相环电路及其控制方法、电子系统与流程

本申请实施例涉及电子电路，特别涉及一种宽频带的采样锁相环电路及其控制方法、电子系统。

背景技术：

1、锁相环时钟发生器是信号处理领域，尤其是时钟信号处理领域一个十分重要的模块，基于锁相环时钟发生器的时钟芯片被广泛应用在通信行业、数据中心行业、汽车行业和消费电子行业等。另外，锁相环时钟发生器也作为一个关键的模块，被集成于诸如模数转换器、串行收发机、射频收发机、控制器等集成电路系统中。

2、锁相环时钟发生器产生的时钟信号质量，即时钟信号的相位噪声性能或抖动性能是非常关键的性能，采样锁相环电路是锁相环时钟发生器常用的一种电路，目前采样锁相环电路的性能有待改进。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种宽频带的采样锁相环电路及其控制方法、电子系统，本发明采用增益不随频带变化的宽频带振荡器构成宽频带的采样锁相环电路，使得宽频带的采样锁相环电路成为一种宽频带领域的对环境变化不敏感的宽带采样锁相环，改善了采样锁相环电路的性能。

2、根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种宽频带的采样锁相环电路，包括：采样鉴相模块，采样鉴相模块基于参考时钟信号对反馈信号进行采样；电压转电流模块，电压转电流模块的输入端连接至采样鉴相模块的输出端；滤波模块，滤波模块的输入端连接至电压转电流模块的输出端；宽频带振荡器模块，宽频带振荡器模块的输入端连接至滤波模块的输出端，宽频带振荡器模块具有用于输出反馈时钟信号的第一节点和第二节点，反馈信号基于反馈时钟信号所形成，且宽频带振荡器模块包括：变容阵列，变容阵列包括n个变容单元，根据宽频带的采样锁相环电路的频带在变容阵列中选择m个变容单元连接于第一节点和第二节点之间，以使不同频带下宽频带振荡器模块的增益满足预设条件，n≥m＞0，且n和m均为整数。

3、在一些实施例中，预设条件为：宽频带振荡器模块的增益变化量小于预设值。

4、在一些实施例中，预设条件为：宽频带振荡器模块的增益恒定。

5、在一些实施例中，变容单元包括：依次串联的第一电容、第一变容二极管、第二变容二极管以及第二电容；其中，第一电容远离第一变容二极管的一端作为第一连接节点，第二电容远离第二变容二极管的一端作为第二连接节点，第一连接节点与第一节点相对应，第二连接节点与第二节点相对应，第一变容二极管与第二变容二极管连接的节点用于接收控制信号，第一变容二极管与第一电容连接的节点、第二变容二极管与第二电容连接的节点均用于接收滤波模块输出的滤波信号。

6、在一些实施例中，宽频带振荡器模块还包括：固容阵列，固容阵列包括p个固定电容单元，根据宽频带的采样锁相环电路的频带在固容阵列中选择q个固定电容单元连接于第一节点和第二节点之间，p≥q＞0，p和q均为整数。

7、在一些实施例中，宽频带振荡器模块还包括电感，电感的第一端连接至第一节点，电感的第二端连接至第二节点，宽频带振荡器模块还包括：用于驱动振荡器的mos器件。

8、在一些实施例中，宽频带的采样锁相环电路还包括：连接于宽频带振荡器模块与采样鉴相模块之间的第一分频器，第一分频器用于基于反馈时钟信号形成反馈信号。

9、在一些实施例中，宽频带的采样锁相环电路还包括：第二分频器、鉴频鉴相器以及电荷泵，第二分频器的输入端用于接收反馈时钟信号，第二分频器的输出端连接至鉴频鉴相器的输入端，鉴频鉴相器的输出端连接至电荷泵的输入端，电荷泵的输出端连接至滤波模块的另一输入端。

10、在一些实施例中，反馈信号的幅度为ain，电压转电流模块的转换增益为gm，电压转电流模块的开关使能信号的占空比为p，滤波模块的零点电阻为r，ain*gm*r为恒定值，p为恒定值。

11、根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种宽频带的采样锁相环电路的控制方法，包括：提供上述实施例中任一项的宽频带的采样锁相环电路，宽频带的采样锁相环电路包括：采样鉴相模块，采样鉴相模块基于参考时钟信号对反馈信号进行采样；电压转电流模块，电压转电流模块的输入端连接至采样鉴相模块的输出端；滤波模块，滤波模块的输入端连接至电压转电流模块的输出端；宽频带振荡器模块，宽频带振荡器模块的输入端连接至滤波模块的输出端，宽频带振荡器模块具有用于输出反馈时钟信号的第一节点和第二节点，反馈信号基于反馈时钟信号所形成，且宽频带振荡器模块包括：变容阵列，变容阵列包括n个变容单元；获取宽频带的采样锁相环电路的频带；根据宽频带的采样锁相环电路的频带在变容阵列中选择m个变容单元连接于第一节点和第二节点之间，以使不同频带下宽频带振荡器模块的增益满足预设条件，n≥m＞0，且n和m均为整数。

12、根据本申请一些实施例，本申请实施例又一方面还提供一种电子系统，包括：上述实施例中任一项的宽频带的采样锁相环电路。

13、本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：宽频带的采样锁相环电路包括宽频带振荡器模块，根据宽频带的采样锁相环电路的频带选择接入的变容单元的数量，使得不同频带时，宽频带的采样锁相环电路中宽频带振荡器模块的增益kvco满足预设条件，进而使得宽频带采样锁相环在不同的频带下，其带宽稳定性较高，采用增益不随频带变化的宽频带振荡器构成宽频带的采样锁相环电路，使得宽频带的采样锁相环电路成为一种宽频带领域的对环境变化不敏感的宽带采样锁相环，改善了宽频带的采样锁相环电路的性能。

技术特征：

1.一种宽频带的采样锁相环电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的宽频带的采样锁相环电路，其特征在于，所述预设条件为：所述宽频带振荡器模块的增益变化量小于预设值。

3.根据权利要求1所述的宽频带的采样锁相环电路，其特征在于，所述预设条件为：所述宽频带振荡器模块的增益恒定。

4.根据权利要求1所述的宽频带的采样锁相环电路，其特征在于，所述变容单元包括：依次串联的第一电容、第一变容二极管、第二变容二极管以及第二电容；

5.根据权利要求1所述的宽频带的采样锁相环电路，其特征在于，所述宽频带振荡器模块还包括：固容阵列，所述固容阵列包括p个固定电容单元，根据所述宽频带振荡器模块的振荡频率在所述固容阵列中选择q个固定电容单元连接于所述第一节点和所述第二节点之间，p≥q＞0，p和q均为整数。

6.根据权利要求1、4或5所述的宽频带的采样锁相环电路，其特征在于，所述宽频带振荡器模块还包括电感，所述电感的第一端连接至所述第一节点，所述电感的第二端连接至所述第二节点，所述宽频带振荡器模块还包括：用于驱动振荡器的mos器件。

7.根据权利要求1所述的宽频带的采样锁相环电路，其特征在于，所述宽频带的采样锁相环电路还包括：连接于所述宽频带振荡器模块与所述采样鉴相模块之间的第一分频器，所述第一分频器用于基于所述反馈时钟信号形成所述反馈信号。

8.根据权利要求1所述的宽频带的采样锁相环电路，其特征在于，所述宽频带的采样锁相环电路还包括：第二分频器、鉴频鉴相器以及电荷泵，所述第二分频器的输入端用于接收所述反馈时钟信号，所述第二分频器的输出端连接至所述鉴频鉴相器的输入端，所述鉴频鉴相器的输出端连接至所述电荷泵的输入端，所述电荷泵的输出端连接至所述滤波模块的另一输入端。

9.根据权利要求1所述的宽频带的采样锁相环电路，其特征在于，所述反馈信号的幅度为ain，所述电压转电流模块的转换增益为gm，所述电压转电流模块的开关使能信号的占空比为p，所述滤波模块的零点电阻为r，ain*gm*r为恒定值，p为恒定值。

10.一种宽频带的采样锁相环电路的控制方法，其特征在于，包括：

11.一种电子系统，其特征在于，包括：权利要求1至9中任一项所述的宽频带的采样锁相环电路。

技术总结
本申请实施例涉及电子电路技术领域，提供一种宽频带的采样锁相环电路及其控制方法、电子系统。宽频带的采样锁相环电路包括：采样鉴相模块；电压转电流模块；滤波模块；宽频带振荡器模块，且宽频带振荡器模块包括：变容阵列，变容阵列包括N个变容单元，根据宽频带的采样锁相环电路的频带在变容阵列中选择M个变容单元连接于第一节点和第二节点之间，其中，第一节点和第二节点为振荡器的两个差分节点，以使不同频带下宽频带振荡器模块的增益满足预设条件。本发明采用增益不随频带变化的宽频带振荡器构成宽频带的采样锁相环电路，使得宽频带的采样锁相环电路成为一种宽频带领域的对环境变化不敏感的宽带采样锁相环，改善了采样锁相环电路的性能。

技术研发人员：杨锦城,许长喜
受保护的技术使用者：宁波奥拉半导体股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23