梁 亮,朱樟明,杨银堂

(西安电子科技大学微电子学院,陕西西安 710071)



应用于低压锁相环的高性能可编程电荷泵

梁 亮,朱樟明,杨银堂

(西安电子科技大学微电子学院,陕西西安 710071)

摘要:提出了一种应用于低压锁相环的输出电流可编程电荷泵.该电荷泵由两个子电荷泵电路组成.每个子电荷泵都采用了反馈控制和复制偏置技术来保证输出的充/放电电流有接近理想的匹配性.利用电流求和结构,两子电荷泵在宽输出电压范围内输出电流的变化被相互补偿,从而得到相对恒定的总电流.该电荷泵可以编程输出从50μA到1.55 m A变化的电流,并以50μA为最小步进.在0.1 V到1.05 V的宽输出电压范围内,基于0.13μm CMOS工艺的后仿真结果显示输出电流的失配率和变化率被分别限制在0.15% 和5%以内.精确的匹配特性极大地减小了锁相环的静态相位误差和参考杂散,同时恒定的输出电流有利于稳定锁相环的动态特性,所以该电荷泵能满足低压宽带锁相环的应用要求.

关键词:电荷泵;输出电流匹配;输出电流可编程;锁相环

1 电荷泵及其非理想因素

锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)是广泛应用于通信和数字系统的基础模块[1-5].电荷泵锁相环因具有宽的频率捕获范围和理想情况下无静态相位误差的优点已成为当前应用的主流.鉴频鉴相器(Phase Frequency Detector,PFD)和电荷泵作为其中的关键部分负责将参考时钟和反馈时钟间的相位差转化为压控振荡器(Voltage Controled Oscillator,VCO)的控制电压,如图1(a)所示.在理想情况下,电荷泵的充电电流源Ich和放……