一種基于CMOS工藝的電荷泵鎖相環(huán)芯片的設(shè)計
2.2 龜荷泵(CP)
在傳統(tǒng)的電荷泵模型中,將PMOS和NMOS看作開關(guān)S1,S2,則鑒頻鑒相器(PFD)的數(shù)字信號輸出UP和DN可能為三種情況:
(1)狀態(tài)-1:UP=0,DN=1。這時開關(guān)S1斷開,S2閉合,電容進行放電,電壓OUT值降低;
(2)狀態(tài)0:UP=0,DN=0。這時開關(guān)S1和S2都斷開,電壓OUT保持為一個常量;
(3)狀態(tài)1;UP=1,DN=0。這時開關(guān)S1閉合,S2斷開,電容進行充電,電壓OUT值提高。
2.3 壓控振蕩器(VCO)
壓控振蕩器是鎖相環(huán)的重要組成部分,很大程度上決定著鎖相環(huán)的性能。它實現(xiàn)電壓一頻率的變換作用,其振蕩頻率受低通濾波器輸出電壓控制。本文研究的壓控振蕩器是利用電阻和電容,采用正反饋的方式來實現(xiàn)一種差分環(huán)形壓控振蕩器。此差分環(huán)形壓控振蕩器由五級差分電路構(gòu)成,每一級的輸出V1,V2接到后一級的輸入 A,B,最后一級的輸出與第一級的輸入相連,其中兩個公共端子分別為E,C。前級偏置電路受CP輸出電壓的控制,產(chǎn)生兩路控制信號E,C,連接到壓控振蕩器的每個差分部分的控制端。這種VCO具有良好的線性調(diào)諧特性和高的輸出頻率穩(wěn)定度的特點。
振蕩器的核心部分由圖3所示差分電路構(gòu)成,PM1管為下端對稱部分提供偏置電流,PM2,PM3起反向作用,將NM1,NM2等效為電阻,則它與相應(yīng)的MOS電容連接的NM3,NM4構(gòu)成了RC延遲因子,且延遲時間直接受E,C電壓的控制。
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