專利名稱：一種集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子學(xué)與固體電子學(xué)領(lǐng)域的超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)，是一種集成鎖相環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
集成鎖相環(huán)中廣泛采用的是電荷泵結(jié)構(gòu)鎖相環(huán)。如圖1所示，普通的電荷泵鎖相環(huán)包括壓控振蕩器，鑒頻鑒相器、電荷泵和環(huán)路濾波器、輸入分頻器和輸出分頻器等基本單元。通常，將壓控振蕩器，電荷泵和環(huán)路濾波器稱為模擬模塊，將鑒頻鑒相器，輸入分頻器和輸出分頻器稱為數(shù)字模塊。如果系統(tǒng)中采用一種電壓供電，則數(shù)字模塊和模擬模塊都采用相同的電壓供電。例如在0.25um工藝中，通常采用2.5V電壓對數(shù)字和模擬部分供電。同時(shí)，如果系統(tǒng)中采用兩種電源電壓供電，比如在0.18um工藝中采用3.3V/1.8V電壓供電，通常對核心模塊(包括數(shù)字模塊和模擬模塊)采用1.8V電源電壓供電，而對管腳(pad)采用3.3V電源電壓供電。
但是，模擬模塊和數(shù)字模塊對供電電源電壓的幅度和噪聲的敏感度不同，模擬模塊通常希望由較高的電源電壓供電，以提供較大的信號擺幅，從而提高信噪比。而數(shù)字模塊通常希望由較低的電源電壓供電，以減小功耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在能夠提供兩種電壓供電的工藝中，將數(shù)字模塊使用較低電壓供電，將模擬模塊采用較高電壓供電。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括鑒頻鑒相器，電荷泵，環(huán)路濾波器，壓控振蕩器，輸入分頻器，反饋分頻器，低電平到高電平電壓轉(zhuǎn)化模塊，高電平到低電平電壓轉(zhuǎn)化模塊；其將低電平到高電平電壓轉(zhuǎn)化模塊置于鑒頻鑒相器的輸出和電荷泵的輸入之間；將高電平到低電平的電壓轉(zhuǎn)化模塊置于壓控振蕩器的輸出和反饋分頻器的輸入之間。
所述的集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其具有高低兩種電源電壓供電其中壓控振蕩器，電荷泵和環(huán)路濾波器采用較高電源電壓供電；鑒頻鑒相器，輸入分頻器和反饋分頻器采用較低電源電壓供電。
所述的集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其所述低電平到高電平電壓轉(zhuǎn)化模塊，能夠?qū)⑾到y(tǒng)中低電壓的信號轉(zhuǎn)化為高電壓的信號，同時(shí)只增大信號的振幅，不改變信號的其它特性。
所述的集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其所述高電平到低電平電壓轉(zhuǎn)化模塊，能夠?qū)⑾到y(tǒng)中高電壓的信號轉(zhuǎn)化為低電壓的信號，同時(shí)只減小信號的振幅，不改變信號的其它特性。
本發(fā)明提供一種集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于具有兩種電源電壓供電的系統(tǒng)中。模擬模塊，包括壓控振蕩器，電荷泵和環(huán)路濾波器采用較高電源電壓供電；數(shù)字模塊，包括鑒頻鑒相器，輸入分頻器和反饋分頻器采用較低電源電壓供電。在鑒頻鑒相器的輸出和電荷泵的輸入之間加入低電平到高電平的電壓轉(zhuǎn)化模塊，實(shí)現(xiàn)信號由低電平向高電平的轉(zhuǎn)化；在壓控振蕩器的輸出和反饋分頻器之間加入高電平到低電平的電壓轉(zhuǎn)化模塊，實(shí)現(xiàn)信號由高電平到低電平的轉(zhuǎn)化。


圖1是傳統(tǒng)采用單一電源電壓供電的集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；圖2是本發(fā)明提出的采用兩種電源電壓供電的集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；圖3是本發(fā)明中低電平向高電平轉(zhuǎn)化的電壓轉(zhuǎn)化模塊的電路圖；圖4是本發(fā)明中高電平向低電平轉(zhuǎn)化的電壓轉(zhuǎn)化模塊的電路圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖2，本發(fā)明提供一種采用兩種電源電壓供電的集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
電荷泵鎖相環(huán)包括壓控振蕩器，鑒頻鑒相器、電荷泵和環(huán)路濾波器、輸入分頻器和反饋分頻器等基本單元。通常，將壓控振蕩器，電荷泵和環(huán)路濾波器稱為模擬模塊，將鑒頻鑒相器，輸入分頻器和反饋分頻器稱為數(shù)字模塊。在采用兩種電源電壓供電的系統(tǒng)中，在鑒頻鑒相器的輸出和電荷泵的輸入之間加入低電平到高電平的電壓轉(zhuǎn)化模塊，實(shí)現(xiàn)信號由低電平向高電平的轉(zhuǎn)化；在壓控振蕩器的輸出和反饋分頻器之間加入高電平到低電平的電壓轉(zhuǎn)化模塊，實(shí)現(xiàn)信號由高電平到低電平的轉(zhuǎn)化。這樣，可以滿足模擬模塊和數(shù)字模塊對供電電源電壓的幅度和噪聲的敏感度的不同要求，以提供較大的信號擺幅，以提高信噪比，同時(shí)減小功耗。
例如，在0.18um工藝中，通常有兩種電源電壓供電，一種為3.3V，一種為1.8V。模擬部分采用3.3V電壓供電，數(shù)字部分采用1.8V供電，在模擬模塊和數(shù)字之間加入電平轉(zhuǎn)換電路，用來實(shí)現(xiàn)信號電平轉(zhuǎn)化。
圖3給出了一種將信號由低電平到高電平電壓轉(zhuǎn)化模塊的具體實(shí)現(xiàn)形式。電平轉(zhuǎn)化過程中只增大信號的振幅，不改變信號的其它特性。如圖3所示，VDDH表示兩種電源電壓供電系統(tǒng)中的較高的電源電壓；VDDL表示兩種電源電壓供電系統(tǒng)中的較低的電源電壓；GND表示地。低電平信號由IN輸入，由OUT1和OUT2輸出，OUT1和OUT2為反相信號，下一級電路可以采用其中的任意一個(gè)。輸出的信號只增大了輸入信號的振幅，不改變信號的其它特性。例如，將1.8V的脈沖信號轉(zhuǎn)化為3.3V的脈沖信號。低電平到高電平電壓轉(zhuǎn)化模塊可以有各種具體實(shí)現(xiàn)形式，但基本的原理如上所述。
圖4給出了一種將信號由高電平到低電平電壓轉(zhuǎn)化模塊的具體實(shí)現(xiàn)形式。電平轉(zhuǎn)化過程中只增大信號的振幅，不改變信號的其它特性。如圖4所示，VDDH表示兩種電源電壓供電系統(tǒng)中的較高的電源電壓；VDDL表示兩種電源電壓供電系統(tǒng)中的較低的電源電壓；GND表示地。高電平信號由IN輸入，由OUT輸出。輸出的信號只減小了輸入信號的振幅，不改變信號的其它特性。例如，將3.3V的脈沖信號轉(zhuǎn)化為1.8V的脈沖信號。高電平到低電平電壓轉(zhuǎn)化模塊可以有各種具體實(shí)現(xiàn)形式，但基本的原理如上所述。
為了簡單起見，圖3和圖4中僅給出電平轉(zhuǎn)化的一種實(shí)現(xiàn)形式。其它形式的電平轉(zhuǎn)化電路，依照本發(fā)明的精神，都可以推廣使用。
權(quán)利要求
1.一種集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括鑒頻鑒相器，電荷泵，環(huán)路濾波器，壓控振蕩器，輸入分頻器，反饋分頻器，低電平到高電平電壓轉(zhuǎn)化模塊，高電平到低電平電壓轉(zhuǎn)化模塊；其特征在于，將低電平到高電平電壓轉(zhuǎn)化模塊置于鑒頻鑒相器的輸出和電荷泵的輸入之間；將高電平到低電平的電壓轉(zhuǎn)化模塊置于壓控振蕩器的輸出和反饋分頻器的輸入之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，具有高低兩種電源電壓供電其中壓控振蕩器，電荷泵和環(huán)路濾波器采用較高電源電壓供電；鑒頻鑒相器，輸入分頻器和反饋分頻器采用較低電源電壓供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述低電平到高電平電壓轉(zhuǎn)化模塊，能夠?qū)⑾到y(tǒng)中低電壓的信號轉(zhuǎn)化為高電壓的信號，同時(shí)只增大信號的振幅，不改變信號的其它特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成鎖相環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述高電平到低電平電壓轉(zhuǎn)化模塊，能夠?qū)⑾到y(tǒng)中高電壓的信號轉(zhuǎn)化為低電壓的信號，同時(shí)只減小信號的振幅，不改變信號的其它特性。
全文摘要
本發(fā)明屬于微電子學(xué)與固體電子學(xué)領(lǐng)域的超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)，是一種集成鎖相環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于具有兩種電源電壓供電的系統(tǒng)中。模擬模塊，包括壓控振蕩器，電荷泵和環(huán)路濾波器采用較高電源電壓供電；數(shù)字模塊，包括鑒頻鑒相器，輸入分頻器和反饋分頻器采用較低電源電壓供電。在鑒頻鑒相器的輸出和電荷泵的輸入之間加入低電平到高電平的電壓轉(zhuǎn)化模塊，實(shí)現(xiàn)信號由低電平向高電平的轉(zhuǎn)化；在壓控振蕩器的輸出和反饋分頻器之間加入高電平到低電平的電壓轉(zhuǎn)化模塊，實(shí)現(xiàn)信號由高電平到低電平的轉(zhuǎn)化。
文檔編號H03L7/16GK1783724SQ20041000993
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者郭慧民, 趙興, 周紅, 陳杰 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所