复杂环境下自校准锁相回路电荷泵设计方法

李瑞丰

（天津安泰微电子技术有限公司 天津市 300300）

锁相回路电荷泵可以校正电压，保证电流稳态，在复杂环境中传统的锁相回路电荷泵稳定性差，不能满足目前的校准需求，因此以深组合系统环境为基础，提出了自校准锁相回路电荷泵设计方法。

CMOS 锁相环是一种频繁应用于集成电路设计中的电路，主要应用于调频信号解调、移相键控信号解调及位捕捉技术中。锁相环电路结构的最大特点是不使用电感线圈，依靠调节环内低通滤波器或放大器增益，即可实现对输入信号的频率与相位的自动跟踪和对噪声的窄带过滤等功能。在电荷泵锁相环电路中，通常采用开关电流源作为电荷泵，且采用电流镜电路作为电荷泵电流支路的偏置电路，但是电荷泵在输出电压范围较大时泵出或者泵入的电流不能完全匹配，该电流误差将恶化锁相环的相位噪声。自校准电路的引入可以克服这个问题，但在不同环境中可能存在电流源输出阻抗较大的情况，导致电压增益较高，如果频率特性不满足稳定条件，则电路发生振荡，产生电路安全问题[1-2]。

锁相环是自动帧率控制和自动相位控制技术的融合，该技术的出现解决了电压和温度等因素引起的校准干扰，其要依赖锁相环，由锁相环中的分频器保证信号的输出转化。一个标准的校准系统需要一个或多个锁相环提供时钟信号。因此，锁相环的应用可与各类模拟电路相媲美，数字电视、电脑、手机等都离不开锁相环。……