專利名稱：一種鎖相環(huán)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎖相環(huán)電路，尤其涉及壓控振蕩器直接調(diào)制頻率信號過程中鎖相環(huán)鎖定載頻后環(huán)路開環(huán)時(shí)減少調(diào)制過程中載頻漂移的電路。
背景技術(shù)：
請參考圖1，圖1為現(xiàn)有的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)電路，鎖相環(huán)是將輸出相位與參考相位比較得到穩(wěn)定輸出的系統(tǒng)，由一鑒相器、一環(huán)路濾波器以及一壓控振蕩器組成。在現(xiàn)代的通信技術(shù)中，頻率調(diào)制可以采用壓控振蕩器直接調(diào)制，鎖相環(huán)鎖定頻率后環(huán)路開環(huán)，然后將調(diào)制的信號直接通過壓控振蕩器調(diào)制到載頻上。進(jìn)一步的，請參考圖2，圖2為現(xiàn)有的鎖相環(huán)另一種結(jié)構(gòu)電路，鎖相環(huán)可以增加電荷泵或者分頻器，來改善系統(tǒng)的性能。用此種方法調(diào)制頻率信號，要求鎖相環(huán)鎖定頻率后開環(huán)時(shí)仍需要在一定時(shí)間里保持壓控振蕩器的輸出頻率(即載頻)穩(wěn)定，但是，鎖相環(huán)開環(huán)時(shí)，由于斷開了壓控振蕩器的頻率控制電壓的輸入，使壓控振蕩器的頻率控制電壓發(fā)生變化，導(dǎo)致壓控振蕩器的輸出頻率發(fā)生漂移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是鎖相環(huán)開環(huán)時(shí)，減少由于壓控振蕩器沒有頻率控制電壓的輸入而導(dǎo)致壓控振蕩器輸出頻率出現(xiàn)漂移的現(xiàn)象。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鎖相環(huán)電路，所述的鎖相環(huán)電路除了鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器之外，還包括有開關(guān)單元以及電壓反饋單元組成；其中，所述開關(guān)單元，用于在環(huán)路開環(huán)時(shí)通過開關(guān)信號控制所述電壓反饋單元輸出的反饋控制電壓輸入環(huán)路濾波器；所述電壓反饋單元，用于在環(huán)路鎖定時(shí)產(chǎn)生反饋控制電壓，并在環(huán)路開環(huán)時(shí)保持并向所述開關(guān)單元輸出反饋控制電壓。進(jìn)一步的，所述的開關(guān)單元可以設(shè)計(jì)為單MOS管開關(guān)傳輸電路；還可以設(shè)計(jì)為由一個(gè)PMOS管和一個(gè)NMOS管并聯(lián)構(gòu)成的傳輸門電路，傳輸門的一端與所述電壓反饋單元的反饋控制電壓輸出端連接，另一端與所述的環(huán)路濾波器的輸入端連接；更進(jìn)一步的，所述的PMOS管與NMOS管的兩個(gè)襯底還可以都連接到所述反饋控制的電壓端，所述的MOS管極結(jié)構(gòu)可以是多邊形或圓形。所述的電壓反饋單元設(shè)計(jì)為一電壓跟隨電路，跟隨環(huán)路鎖定時(shí)環(huán)路濾波器處理后的電壓；進(jìn)一步的，所述的電壓跟隨電路設(shè)計(jì)為設(shè)置在所述環(huán)路濾波器與所述壓控振蕩器之間的一單位增益緩沖器。更進(jìn)一步的，所述的鎖相環(huán)電路可以包括一連接在所述的鑒相器與環(huán)路濾波器之間的電荷泵，還可以在所述的壓控振蕩器與所述鑒相器的反饋通道上串聯(lián)一分頻器。本發(fā)明的有益效果是:鎖相環(huán)鎖定頻率環(huán)路開環(huán)時(shí)，通過開關(guān)信號控制電壓反饋單元輸出反饋電壓控制壓控振蕩器的頻率控制電壓，不會(huì)導(dǎo)致壓控振蕩器的頻率控制電壓變化太大，減少壓控振蕩器的頻率發(fā)生漂移；開關(guān)采用PMOS與NMOS并聯(lián)組成的傳輸門結(jié)構(gòu)，MOS管的源端、漏端和襯底都維持在同一電位上，可以減少M(fèi)OS管的漏電，從而減少壓控振蕩器的頻率控制電壓的漂移；鎖相環(huán)電路增加電荷泵或者分頻器，更好的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


圖1為現(xiàn)有的鎖相環(huán)一種結(jié)構(gòu)電路圖；圖2為現(xiàn)有的鎖相環(huán)另一種結(jié)構(gòu)電路圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)電路圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中的鎖相環(huán)開關(guān)單元結(jié)構(gòu)電路圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中的鎖相環(huán)MOS管的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)電路圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例三中的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)電路圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的主要構(gòu)思為:因?yàn)槭怯捎阪i相環(huán)環(huán)路開環(huán)時(shí)，斷開了壓控振蕩器的頻率控制電壓的輸入，使壓控振蕩器的頻率控制電壓發(fā)生變化，導(dǎo)致壓控振蕩器的輸出頻率發(fā)生漂移。為了減少壓控振蕩器的輸出頻率發(fā)生漂移，本發(fā)明的做法是:在鎖相環(huán)電路中增加一開關(guān)單元和一電壓反饋單元，這樣，在鎖相環(huán)環(huán)路開環(huán)時(shí)，通過開關(guān)單元，電壓反饋單元輸出反饋電壓控制壓控振蕩器的頻率控制電壓，壓控振蕩器的頻率控制電壓不會(huì)有很大的變化，從而能夠減少壓控振蕩器的輸出頻率發(fā)生漂移的現(xiàn)象；另外，在鎖相環(huán)電路中增加電荷泵或者分頻器更好的提高系統(tǒng)的性能。實(shí)施例一:請參考圖3，圖3為本發(fā)明所述的鎖相環(huán)電路的第一種實(shí)施例的電路圖，所述鎖相環(huán)包括有鑒相器101，環(huán)路濾波器103，壓控振蕩器104，開關(guān)單元106，以及電壓反饋模塊107組成；其中，鑒相器101與環(huán)路濾波器103連接，環(huán)路濾波器與壓控振蕩器104連接，壓控振蕩器104的輸出端連接到鑒相器101的反饋信號輸入端，開關(guān)單元106連接到環(huán)路濾波器103的輸入端，電壓反饋單元107連接到開關(guān)單元106上。所述鎖相環(huán)環(huán)路鎖定時(shí)，所述鑒相器101，所述環(huán)路濾波器103以及所述壓控振蕩器104組成環(huán)路對壓控振蕩器104輸出頻率進(jìn)行鎖定，壓控振蕩器104的輸出頻率被鎖定，此過程所述開關(guān)單元106不工作，所述電壓反饋單元107產(chǎn)生反饋電壓；之后，所述鎖相環(huán)環(huán)路開環(huán)，所述開關(guān)單元106通過開關(guān)信號控制所述電壓反饋單元107輸出反饋控制電壓輸入所述環(huán)路濾波器103中，所述環(huán)路濾波器103輸出電壓信號繼續(xù)控制所述壓控振蕩器104的頻率控制電壓，所述壓控振蕩器104的頻率控制電壓不會(huì)變化太大，可以減少所述壓控振蕩器104輸出頻率的漂移的現(xiàn)象。所述的開關(guān)單元可以設(shè)計(jì)為雙MOS管構(gòu)成的傳輸門，本實(shí)施例采用由一個(gè)PMOS管和一個(gè)NMOS管并聯(lián)構(gòu)成的傳輸門電路，請參考圖4，其中，所述傳輸門的一端與電壓反饋單元的反饋控制電壓輸出端連接，另一端與所述的壓控振蕩器的頻率控制電壓連接，即另一端與環(huán)路濾波器103的輸入端連接，由于PMOS管對輸入信號高電平的傳輸性好，而NMOS管對輸入信號低電平的傳輸性能好，PMOS管和NMOS管并聯(lián)使得輸入信號可以全部變成輸出信號而沒有損失，由于POMS管與NMOS管在結(jié)構(gòu)上是對稱的,所以所述傳輸門的輸入與輸出端可以互換，當(dāng)開關(guān)單元接收到開關(guān)信號時(shí)，電壓反饋模塊的反饋電壓就能夠通過所述的傳輸門無損失的送到所述環(huán)路濾波器103中，進(jìn)而控制壓控振蕩器的頻率控制電壓。進(jìn)一步的，MOS管的源端、漏端以及襯底端都可以與反饋控制電壓連接，這樣MOS管的源端、漏端、襯端都維持在同一電位上，可以減少M(fèi)OS管的漏電，更好地減少壓控振蕩器的輸出頻率的漂移。所述的開關(guān)單元還可以設(shè)計(jì)為簡單的單MOS管的開關(guān)傳輸電路，在這不作詳細(xì)的闡述。更進(jìn)一步的，所述開關(guān)單元的MOS管可以設(shè)計(jì)為多種形狀，如三角形，多邊形，圓形等，考慮到MOS管的漏電，本實(shí)施例設(shè)計(jì)為正八邊形，請參考圖5，其中，MOS管的漏極在最里面，MOS管的源極在最外面，MOS管的柵極在漏極與源極中間并在正八邊形的一邊向外引出。實(shí)施例二:請參考圖6，圖6為本發(fā)明所述的鎖相環(huán)電路的另一種實(shí)施例的電路圖，所述鎖相環(huán)包括有鑒頻鑒相器101’，電荷泵102，環(huán)路濾波器103，壓控振蕩器104，開關(guān)單元106，以及電壓反饋模塊107組成，其中，鑒頻鑒相器101’與電荷泵102連接，電荷泵102與環(huán)路濾波器103連接，環(huán)路濾波器103與壓控振蕩器104連接，控振蕩器104的輸出端連接到鑒頻鑒相器101’的反饋信號輸入端，開關(guān)單元106連接到環(huán)路濾波器103的輸入端，電壓反饋單元107連接到開關(guān)單元106上；所述鎖相環(huán)環(huán)路閉合對壓控振蕩器輸出頻率進(jìn)行鎖定時(shí)，所述鑒頻鑒相器101’的輸出信號比較微弱，所述電荷泵102可以將所述鑒頻鑒相器101’的輸出信號放大，供所述環(huán)路濾波器103的電容充放電，保證環(huán)路穩(wěn)定以及改善環(huán)路跟蹤性能和噪聲特性。進(jìn)一步的，在壓控振蕩器104與鑒頻鑒相器101’的反饋通道上，還可以設(shè)置一分頻器105，其中分頻器105串聯(lián)在所述壓控振蕩器104與鑒頻鑒相器101’的反饋通道上；由于一般采用的石英晶振提供系統(tǒng)的時(shí)鐘信號，而石英晶振的頻率不容易改變，在所述壓控振蕩器104與所述鑒頻鑒相器101’的反饋通道上串聯(lián)一分頻器105對所述壓控振蕩器104的輸出信號進(jìn)行分頻處理，可以獲得更多滿足系統(tǒng)要求的頻率信號輸出。實(shí)施例三:請參考圖7，圖7為本發(fā)明所述的鎖相環(huán)電路的第三種實(shí)施例的電路圖，所述鎖相環(huán)包括有鑒頻鑒相器101’，環(huán)路濾波器103，壓控振蕩器104，開關(guān)單元106，以及電壓跟隨電路108組成，其中，鑒頻鑒相器101’與環(huán)路濾波器103連接，環(huán)路濾波器103與電壓跟隨電路108連接，電壓跟隨電路108與壓控振蕩器104連接，控振蕩器104的輸出端連接到鑒頻鑒相器101’的反饋信號輸入端，開關(guān)單元106連接到環(huán)路濾波器103的輸入端，電壓跟隨電路108的輸出端連接到開關(guān)單元106上。電壓跟隨器108的輸出電壓與輸入電壓是相同的，輸出電壓跟隨輸入電壓的變化，鎖相環(huán)環(huán)路鎖定時(shí)，所述電壓跟隨電路108跟隨所述環(huán)路濾波器103的電壓形成反饋電壓，鎖相環(huán)環(huán)路開環(huán)時(shí)，所述電壓跟隨電路108保持所形成的反饋電壓并把反饋電壓提供給所述開關(guān)單元106，所述開關(guān)單元106把所述的反饋電壓送到所述環(huán)路濾波器103，進(jìn)而控制所述壓控振蕩器的頻率控制電壓。進(jìn)一步的，所述的電壓跟隨器108還可以設(shè)計(jì)為一單位增益緩沖器，其中，所述單位增益緩沖器位于環(huán)路濾波器103與所述壓控振蕩器104之間；單位增益的輸入阻抗為無窮大，而輸出阻抗為O，輸出端能更好跟隨輸入電壓的值而沒有損失。再進(jìn)一步的，所述的鎖相環(huán)也可以增加電荷泵102和/或分頻器105來提高系統(tǒng)的性能，在實(shí)施例二中已作說明，這里不再重復(fù)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明；因此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鎖相環(huán)電路，包括:鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器，其特征在于，還包括:開關(guān)單元和電壓反饋單元； 所述開關(guān)單元，用于在環(huán)路開環(huán)時(shí)通過開關(guān)信號控制所述電壓反饋單元輸出的反饋控制電壓輸入環(huán)路濾波器； 所述電壓反饋單元，用于在環(huán)路鎖定時(shí)產(chǎn)生反饋控制電壓，并在環(huán)路開環(huán)時(shí)保持并向所述開關(guān)單元輸出反饋控制電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述的開關(guān)單元為單MOS管開關(guān)傳輸電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述的開關(guān)單元為由一個(gè)PMOS管和一個(gè)NMOS管并聯(lián)構(gòu)成的傳輸門電路，所述傳輸門電路一端與所述電壓反饋單元的反饋控制電壓輸出端相連，另一端與所述環(huán)路濾波器的輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述PMOS管和NMOS管的兩個(gè)襯底端都連接到所述電壓反饋單元的反饋控制電壓輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述電壓反饋單元為電壓跟隨電路，跟隨環(huán)路鎖定時(shí)環(huán)路濾波器濾波處理后的輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述電壓跟隨電路為單位增益緩沖器，設(shè)置在所述環(huán)路濾波器與所述壓控振蕩器之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于，所述MOS管的極分布結(jié)構(gòu)為多邊形或圓形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于，還包括電荷泵，所述鑒相器為鑒頻鑒相器，所述電荷泵設(shè)置在所述鑒頻鑒相器與環(huán)路濾波器之間，所述電荷泵用于將所述鑒頻鑒相器的輸出信號放大，輸出給所述環(huán)路濾波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于，還包括分頻器，串聯(lián)在所述壓控振蕩器與所述鑒相器的反饋通路上，用于對壓控振蕩器輸出信號進(jìn)行分頻處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎖相環(huán)電路，其特征在于，還包括分頻器，串聯(lián)在所述壓控振蕩器與所述鑒相器的反饋通路上，用于對壓控振蕩器輸出信號進(jìn)行分頻處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于頻率調(diào)制的鎖相環(huán)電路，該鎖相環(huán)電路由鑒相器(101)、環(huán)路濾波器(103)、壓控振蕩器(104)、開關(guān)單元(106)以及電壓反饋單元(107)組成。采用上述的鎖相環(huán)電路，在調(diào)制頻率信號過程中，鎖相環(huán)鎖定頻率后，由開關(guān)單元(106)和電壓反饋單元(107)對壓控振蕩器(104)的頻率控制電壓進(jìn)行控制，不會(huì)因?yàn)殒i相環(huán)環(huán)路開環(huán)時(shí)導(dǎo)致壓控振蕩器(104)的頻率控制電壓變化太大，從而減少壓控振蕩器的頻率發(fā)生漂移。
文檔編號H03L7/099GK103107809SQ20111035520
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者潘文杰 申請人:國民技術(shù)股份有限公司