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水泵脉冲信号开关位置细述

基本型电荷泵根据控制开关的充放电脉冲信号的位置不同分为三种,如图1所示;(a)中控制开关位于电流源管的漏端,当UP由1-0变化时,M4漏端的电平由“0”直接拉升到环路滤波器上的电平,故会出现电压跳变从而引起电荷共享效应,同理当Downn电平变化时也会出现电话共享效应,另外UP和Down信号可通过控制开关管的栅漏寄生电容耦合到环路滤波器上,从而引起较严重的时钟馈通现象;(b)中开关管位于电流源管的栅极,这样避免了电荷共享效应和时钟馈通效应,但开关速度较低,限制了ca88手机版的工作频率;(c)中开关移至电流源管的源级,避免了前两种结构的缺点,也因此被广泛使用。几种基本电荷泵的电路结构如图1所示。

图1:基本型电荷泵

基本型电荷泵

电流失配:上拉电流和下拉电流大小不同。由于PFD中存在着复位延时,在每一次相位比较中UP和Down都同时有一个窄的高电平,因此在短时间内可能会同时打开电荷泵的充放电流源,这时电流失配会导致一个电流差,该电流差对环路滤波器进行充电或者放电,从而引起VCO控制电压波动,增加了锁相环输出杂散。


电荷共享效应:上下开关在闭合前,节点1和2与环路滤波器的电压由于不相等而存在一个电压差,当电压相同时,LPF中的电容会提供电荷,会发生电容中的电荷共享。这种共享效应改变了LPF上的电压值,引起了VCO控制电压的波动。


时钟馈通效应:由MOS开关管的栅源和栅漏的交叠电容引起,这些交叠电容将UP和Down信号直接导通在环路滤波器的电容上,LPF上的电压发生相应的微小变化,从而会引起杂散。


电荷注入效应:控制开关的MOS关断时,电荷会向D端和S端灌入,电容连在漏端,故会向电容注入电荷,从而引起电容上的电压发生变化,故开关断开的瞬间输出电压会存在毛刺。


以上CP的非理想效应造成的后果使得VCO的控制电平波动,增加了VCO输出频率的相位杂散。因此对ca88会员登录设计时,需要通过采用合适的电路结构和参数设计尽量降低非理想效应。


LPF电路主要的功能将CP给入的充电和放电电流转化成VCO的调控电压。因为电路是在低频工作下,包括电压也是低频的,所以实际的滤波器实现的低通特性,同时滤除了前面电路以及接收机接收的在前置电路中没有消除的高频频率。使调控VCO的电压没有高频干扰,达到提升电路的噪声处理能力。LPF的实际工作过程类似积分器,常见的有电阻电容式,无源比例和有源比例式的。有源式的会在工作中引入很大的噪声所以在实际应用很少,无源实现的滤波器就成了青睐结构,而且无源的在降低功耗和降低噪声方面考虑无疑也是优于有源滤波器的。对于无源滤波器来言存在的最大问题就是会面积很大,在实际版图中会采用电容倍乘的方法处理。一般在PLL的设计中采用二阶滤波器,相对于高阶的滤波器对于噪声的抑制能力更强但是存在需要很多电阻电容的情况,无疑增大了芯片的面积,而且高阶电路的大电容会和谐振回路中的电容相近势必会影响到压控振荡器的输出,相对于二阶来说得到的噪声处理应能比高阶的更优。所以,在选择LPF的器件的时候一定要综合各方面的因素。为了达到滤除高频频率的目的,在本设计的电路中特地加入了串联电阻和并联电容的结构,把传输函数的极点增加了一个,来减少调控电压的高频噪声的影响。


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点击次数:  更新时间:2018-02-28 09:15:39  【打印此页】  【关闭