CN105099444A

CN105099444A - 环路滤波方法、环路滤波器及锁相环

Info

Publication number: CN105099444A
Application number: CN201410178407.3A
Authority: CN
Inventors: 杨丽琼; 王岳
Original assignee: Loongson Technology Corp Ltd
Current assignee: Loongson Technology Corp Ltd
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2034-04-29
Also published as: CN105099444B

Abstract

本发明公开了一种环路滤波方法、环路滤波器及锁相环，解决了现有技术中抑制锁相环的杂散噪声容易造成锁相环的电路复杂度及功耗开销升高的问题。该方法包括：提供一储能组，所述储能组包括m个第一储能器件，其中，m大于等于4，并且m为整数；在一个滤波周期内依次对m个第一储能器件完成充电，所述滤波周期为一个第一储能器件相邻两次充电的时间间隔；从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，控制当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压。

Description

环路滤波方法、环路滤波器及锁相环

技术领域

本发明涉及电路设计领域，具体而言，涉及一种环路滤波方法、环路滤波器及锁相环。

背景技术

现代科技的发展对信号源提出了越来越高的要求，要求信号源的频带宽，频率分辨率高，频率稳定度高，相位噪声和杂散很低，能程控等。频率合成技术是产生大量高精度频率信号的主要技术，锁相环(PhaseLockedLoop，简称PLL)是进行频率合成并输出较为稳定频率的一种电路，目前，锁相环这种通过相位锁定进行稳定功率输出的电路已广泛应用于通讯、雷达、仪器仪表、高速计算机和导航设备中。锁相环一般由鉴相鉴频器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器和分频器组成，图1中示出了现有技术中一种典型的锁相环的结构组成，图2中具体示出了图1中的环路滤波器的结构，该锁相环的基本工作原理是：

压控振荡器产生的输出信号fout经分频器分频后得到分频信号fdiv，分频信号fdiv与参考输入信号fref均输送至鉴频器进行相位比较，比较产生的相位误差输送至电荷泵，由于相位误差是一个时间量概念，所以电荷泵可以根据相位误差的大小来控制电荷泵中开关的导通时长，实现通过控制导通时间来控制输出电荷量的多少，进而实现电荷泵将相位误差转换为模拟域电荷，最终经环路滤波器滤波后转换为压控振荡器的压控信号VC，以此使压控振荡器产生与输入信号的频率具有确定关系的信号。

为进一步提高锁相环输出频率的精度(即，输出频率的分辨率，也即，输出频率可变化的最小幅度)，现有技术中还提供了一种基于∑△调制器的分数锁相环，图3是分数锁相环的结构示意图，如图3所示，假设分数锁相环的倍频系数(即，分频比)为N.F，其中，N为倍频系数的整数部分，F为倍频系数的小数部分，则分数锁相环输出信号与参考信号之间的关系为fout＝fref×(N.F)。该分数锁相环是利用∑△调制器对分频器的分频比进行∑△调制，以使分数锁相环的量化噪声谱向高频移动，然后通过锁相环的环路滤波器滤除，从而在压控振荡器输出中获得极高的分频率。此种分数锁相环在进行频率分辨率高、频率稳定度高的信号输出时依赖于较小的环路带宽；但是当分数锁相环在分数模型工作时，由于分频器的瞬间变化会在锁相环的输出频谱中产生时钟的频率抖动，造成分数锁相环出现杂散噪音；对于整数分频锁相环而言，存在电源或地的瞬间变化导致频率输出控制电压的抖动，同样会在锁相环的输出频谱中产生时钟的频率抖动，造成锁相环出现杂散噪声，并且锁相环(包括分数锁相环和整数锁相环)中的压控振荡器通常为环形振荡器，环形振荡器在进行噪声抑制时需要依赖于较大的环路带宽，这就使得锁相环很难输出频率分辨率高并且杂散噪音小的信号。

为了解决锁相环进行高分辨率输出时容易出现杂散噪音的问题，现有技术中提供了如下两种方案来滤除上述杂散噪声：

(1)采用混合FIR滤波器；

(2)采用相位插值器。

上述的方案存在如下缺陷：混合FIR数字滤波器能够抑制数字滤波器数字噪声放大作用，这种方案需同时采用多通路控制，电路的面积及功耗都会变大；采用相位插值器需要使用多相振荡器和相位插值器。增加了电路的复杂度及功耗的开销，时序复杂，电路的复杂度随频率的增加而显著增加。

针对相关技术中抑制锁相环的杂散噪声容易造成锁相环的电路复杂度及功耗开销升高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种环路滤波方法、环路滤波器及锁相环，以解决现有技术中抑制锁相环的杂散噪声容易造成锁相环的电路复杂度及功耗开销升高的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种环路滤波方法提供一储能组，所述储能组包括m个第一储能器件，其中，m大于等于4，并且m为整数；在一个滤波周期内依次对m个第一储能器件完成充电，所述滤波周期为一个第一储能器件相邻两次充电的时间间隔；从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，控制当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压。

根据本发明的另一个方面，提供了一种环路滤波器，包括：

储能组、第一开关阵列、第二开关阵列以及第二储能器件，其中，

所述储能组包括m个第一储能器件，每个第一储能器件的第一端用于接收电荷量，第二端用于接地，所述m个第一储能器件通过各自的第一端在一个滤波周期内依次完成充电，所述滤波周期为一个储能器件相邻两次充电的时间间隔，m大于等于4；

所述第一开关阵列包括m个第一开关，所述m个第一开关之间首尾相连以串联为环形，每两个第一开关之间的连接处与一第一储能器件的第一端连接，每个第一开关的控制端用于接收用于指示同时挂接在所述第一开关上的两个第一储能器件电荷共享的第一控制信号；

所述第一开关阵列，用于从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，通过第一控制信号控制当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享；

所述第二开关阵列包括m个第二开关，每个第二开关对应于一个第一储能器件设置，所述第二开关的第一端与对应的第一储能器件的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第二储能器件连接，所述第二开关的控制端用于接收用于指示第一储能器件放电的第二控制信号；

所述第二开关阵列，用于所述当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间完成电荷共享之后，通过所述第二控制信号控制完成电荷共享的第一储能器件与所述第二储能器件连通以生成滤波电压

根据本发明的另一方面，提供了一种锁相环包括：

电荷泵，用于依次给环路滤波器中m个第一储能器件提供电荷量，m大于等于4，并且m为整数；

所述环路滤波器，用于生成滤波电压并将所述滤波电压输出给压控振荡器；

所述环路滤波器包括储能组、第一开关阵列、第二开关阵列以及第二储能器件；

所述储能组包括m个第一储能器件，每个第一储能器件的第一端用于接收电荷量，第二端用于接地，所述m个第一储能器件通过各自的第一端在一个滤波周期内依次完成充电，所述滤波周期为一个储能器件相邻两次充电的时间间隔；

所述第一开关阵列，用于从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，通过所述第一控制信号控制当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享；

所述第二开关阵列包括m个第二开关，每个第二开关对应于一第一储能器件设置，所述第二开关的第一端与对应的第一储能器件的第一端连接，所述第二开关的第二端与所述第二储能器件连接，所述第二开关的控制端用于接收用于指示第一储能器件放电的第二控制信号；

所述第二开关阵列，用于所述当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间完成电荷共享之后，通过所述第二控制信号控制完成电荷共享的第一储能器件放电以生成滤波电压。

在本发明中，采用提供一储能组，储能组包括m个第一储能器件，其中，m大于等于4；在一个滤波周期内依次对m个第一储能器件完成充电，滤波周期为一个第一储能器件相邻两次充电的时间间隔；从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，控制当前充电完成的第一储能器件与储能组中除当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压。通过依次对储能组中的m个第一储能器件完成充电，并从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，控制当前充电完成的第一储能器件与储能组中除当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压，实现了先对第一储能器件上的电压信号进行均分生成滤波电压，以便然后能够将滤波电压输出至压控振荡器，进而实现了避免输送到压控振荡器的压控信号出现大幅度的跳变，而压控信号中的跳变毛刺正是频域分析上的杂散噪音，所以通过避免压控信号的大幅度跳变达到了抑制锁相环的杂散噪声，此种通过控制电压信号进行均分来抑制杂散噪声的方式，无需增大原有电路的面积和功耗，解决了现有技术中抑制锁相环的杂散噪声容易造成锁相环的电路复杂度及功耗开销升高的问题，进而达到了在不需增加额外功率开销的情况下降低杂散噪声的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术中锁相环的一种结构示意图；

图2是根据相关技术中自适应调制锁相环的结构示意图；

图3是根据相关技术中具有自适应带宽的分数锁相环的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的锁相环的控制方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的锁相环的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的锁相环中电荷泵的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的锁相环中环路滤波器的结构示意图；

图8是根据本发明实施例的锁相环中鉴相器输出的控制时序的波形图；以及

图9是根据本发明实施例的锁相环中环路滤波器的开关控制时序图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

根据本发明实施例，可以提供了一种可以用于实施本申请装置实施例的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

根据本发明实施例，提供了一种滤波方法，以下对本发明实施例所提供的锁相环的控制方法做具体介绍：

图4是根据本发明实施例的滤波方法的流程图，如图4所示，该滤波方法主要包括如下的步骤S401至步骤S405：

S401：提供一储能组，储能组包括m个第一储能器件，其中，m≥4，并且m为整数。

S403：在一个滤波周期内依次对m个第一储能器件完成充电，滤波周期为一个第一储能器件相邻两次充电的时间间隔。

在本实施例中，有第一储能器件C₁、C₂、C₃….C_m，逐一对C₁、C₂、C₃….C_m进行充电，首先对C₁充电，C₁充电完成后对C₂充电，C₂充电完成后对C₃充电，以此类推直到C_m-1充电完成后对C_m充电，C_m充电完成后对C₁充电，C₁相邻两次充电的时间间隔可以称为滤波周期。

S405：从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，控制当前充电完成的第一储能器件与储能组中除当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压。

假设某个第一储能器件从充电完成到生成滤波电压之间，这个储能器件上的电压信号为第二电压信号，当前正在充电的某个第一储能器件上的电压信号为第一电压信号，步骤S405中即是在每个第一电压信号产生过程中，控制具有第二电压信号的第一储能器件进行电荷共享以生成滤波电压。

具体地，由于在一个滤波周期内依次对m个第一储能器件完成充电，所以，在第一电压信号(即，当前时刻产生的电压信号)产生的过程中，可以控制对在第一电压信号之前产生的的m-2个电压信号进行电荷共享实现均分，然后在均分结束后，将均分后的电压信号在下一周期内输出至压控振荡器。由于每个循环周期内电荷泵在环路滤波器上依次产生m个电压信号，锁相环正常工作状态下，每个循环周期内都有一个第一电压信号正在产生，并有一个滤波电压在输出，所以，本发明实施例中，采用从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，控制当前充电完成的第一储能器件与储能组中除当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压的策略，然后再将滤波电压输出至压控振荡器，实现了最大程度避免输送到压控振荡器的压控信号出现大幅度的跳变。需要说明的是，在锁相环工作的初始阶段，需要对振荡器的控制电压和环路滤波器上的电压信号进行初始化，使得将振荡器的控制电压预设在一个正常的电压工作点，比如正常工作电压范围的中间值等。

本发明实施例所提供的锁相环的控制方法，通过依次对储能组中的m个第一储能器件完成充电，并从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，控制当前充电完成的第一储能器件与储能组中除当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压，实现了先对第一储能器件上的电压信号进行均分生成滤波电压，以便然后能够将滤波电压输出至压控振荡器，进而实现了避免输送到压控振荡器的压控信号出现大幅度的跳变，而压控信号中的跳变毛刺正是频域分析上的杂散噪音，所以通过避免压控信号的大幅度跳变达到了抑制锁相环的杂散噪声，此种通过控制电压信号进行均分来抑制杂散噪声的方式，无需增大原有电路的面积和功耗，解决了现有技术中抑制锁相环的杂散噪声容易造成锁相环的电路复杂度及功耗开销升高的问题，进而达到了在不需增加额外功率开销的情况下降低杂散噪声的效果。

其中，m可以为奇数，也可以为偶数，对于m为偶数的情况，控制当前充电完成的第一储能器件与储能组中除当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压的方式可以采用以下方式一，对于m为奇数的情况，控制当前充电完成的第一储能器件与储能组中除当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压的方式可以采用以下方式二：

方式一：控制当前充电完成的第一储能器件进行m-2次电荷共享，在m-2次中的奇数次时当前充电完成的第一储能器件与第一相邻储能器件进行电荷共享，在m-2次中的偶数次时当前充电完成的第一储能器件与第二相邻储能器件进行电荷共享，其中，第一相邻储能器件为上一次充电完成的第一储能器件，第二相邻储能器件为下一次充电完成的第一储能器件，然后，控制进行m-2次电荷共享之后的第一储能器件放电以生成滤波电压。

方式二：控制当前充电完成的第一储能器件进行m-3次电荷共享，在m-3次中的奇数次时当前充电完成的第一储能器件与第一相邻储能器件进行电荷共享，在m-3次中的偶数次时当前充电完成的第一储能器件与第二相邻储能器件进行电荷共享，其中，第一相邻储能器件为上一次充电完成的第一储能器件，第二相邻储能器件为下一次充电完成的第一储能器件；然后，控制进行m-3次电荷共享之后的第一储能器件放电以生成滤波电压

由于一个滤波周期内依次对m个第一储能器件完成充电，所以，对于某个具体的第一储能器件A而言，这个第一储能器件A将会与在第一储能器件A之前充电完成并且相邻的第一储能器件B进行电荷共享，并与在第一储能器件A之后充电完成并且相邻的第一储能器件C进行电荷共享，实现对要输出至压控振荡器的控制电压进行滤波去噪，生成滤波电压。

实施例2

本发明实施例还提供了一种环路滤波器，该环路滤波器主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的任一种环路滤波方法，以下对本发明实施例所提供的环路滤波器做具体介绍：

图5是根据本发明实施例的环路滤波器的示意图，如图5所示，本发明实施例所提供的环路滤波器主要包括储能组、第一开关阵列、第二开关阵列和第二储能器件，其中：

储能组包括m个第一储能器件，图5中示意性示出了4个第一储能器件，依次为C11、C12、C13和C14，每个第一储能器件的第一端用于接收电荷量，第二端用于接地，m个第一储能器件通过各自的第一端在一个滤波周期内依次完成充电，滤波周期为一个储能器件相邻两次充电的时间间隔，m大于等于4；

第一开关阵列包括m个第一开关，图5中示意性示出了4个第一开关，依次为S1、S2、S3和S4，m个第一开关之间首尾相连以串联为环形，每两个第一开关之间的连接处与一第一储能器件的第一端连接，每个第一开关的控制端用于接收用于指示同时挂接在第一开关上的两个第一储能器件电荷共享的第一控制信号；

第一开关阵列用于从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，通过第一控制信号控制当前充电完成的第一储能器件与储能组中除当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享，即，主要通过第一控制信号控制第一开关阵列中各个开关的开关状态来实现电荷共享；

第二开关阵列包括m个第二开关，图5中示意性示出了4个第一开关，依次为W1、W2、W3和W4，每个第二开关对应于一个第一储能器件设置，第二开关的第一端与对应的第一储能器件的第一端连接，第二开关的第二端与第二储能器件连接，第二开关的控制端用于接收用于指示第一储能器件放电的第二控制信号；

第二开关阵列，用于当前充电完成的第一储能器件与储能组中除当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间完成电荷共享之后，通过第二控制信号控制完成电荷共享的第一储能器件放电以生成滤波电压。即，主要通过第二控制信号控制第二开关阵列中各个开关的开关状态来是实现放电生成滤波电压

进一步地，对于m为偶数的情况而言，第一开关阵列用于通过第一控制信号控制当前充电完成的第一储能器件进行m-2次电荷共享，在m-2次中的奇数次时当前充电完成的第一储能器件与第一相邻储能器件进行电荷共享，在m-2次中的偶数次时当前充电完成的第一储能器件与第二相邻储能器件进行电荷共享；其中，第一相邻储能器件为上一次充电完成的第一储能器件，第二相邻储能器件为下一次充电完成的第一储能器件。

对于m为奇数的情况而言，第一开关阵列用于通过第一控制信号控制当前充电完成的第一储能器件进行m-3次电荷共享，在m-3次中的奇数次时当前充电完成的第一储能器件与第一相邻储能器件进行电荷共享，在m-3次中的偶数次时当前充电完成的第一储能器件与第二相邻储能器件进行电荷共享；其中，第一相邻储能器件为上一次充电完成的第一储能器件，第二相邻储能器件为下一次充电完成的第一储能器件。

更进一步地，在本发明实施例中，主要通过电荷泵对储能组中的每个第一储能器件提供电荷量，以下具体结合本发明实施例中所采用的电荷泵的结构组成来进行说明本发明实施例所提供的环路滤波器的滤波原理方法：

如图6所示，本发明实施例所采用的电荷泵包括第一电流源I1、第二电流源I2以及连接在第一电流源I1和第二电流源I2之间的第三开关阵列，其中，第三开关阵列具有编号为J1K1至JmKm的m组开关，开关JiKi包括串联在第一电流源I1和第二电流源I2之间的第三开关Ji和第四开关Ki，其中，i依次取1至m。本发明实施例所提供的环路滤波器中m个第一储能器件可以是m个第一电容，第二储能器件可以是第二电容，其中，m个第一电容的编号为C11至C1m，并且m个第一电容的电容值均相同，第二电容C2的电容值大于第一电容的电容值，在本发明实施例中，第二电容的电容值可以为第一电容的电容值的10倍，也可以为其它倍数，其中，环路滤波器的第一开关阵列中的m个第一开关依次编号为S1至Sm，环路滤波器的第一开关阵列中的m个第二开关依次编号为W1至Wm，第二开关Wi的第一端连接至电荷输出节点Qi，第二开关Wi的第二端连接至第二电容C2，并且第一电容C1i设置在第三开关Wi的第一端上，电荷泵所输出的电荷在第一电容上累积产生电压信号；第一开关Sj设置在第二开关Wj+1的第一端与第二开关Wj+2的第一端之间，第一开关Sm-1设置在第二开关Wm的第一端与第二开关W1的第一端之间，第一开关Sm设置在第二开关W1的第一端与第二开关W2的第一端之间，其中，j的起始取值与i的起始取值相同，并且j依次取1至m-2，电荷输出节点Qi为第三开关Ji和第四开关Ki之间的连接节点。其中，滤波电压的输出节点为第二开关Wi的第二端与第二电容C2之间的节点。本发明实施例的控制方法通过控制第三开关阵列中第三开关和第四开关的开关状态，来提供电荷量至第一储能器件；通过控制第一开关阵列中第一开关的开关状态，来控制第一储能器件进行电荷共享；通过控制第二开关阵列中第二开关的开关状态，来将滤波电压输出至压控振荡器。

以m＝4(即环路滤波器具有4个第一储能器件，环路滤波器的滤波周期包括4个节拍)为例对本发明实施例所提供的环路滤波器的工作原理具体举例说明，具体地，电荷泵在环路滤波器的第一储能器件上产生的电压信号、环路滤波器进行电压信号的均分和控制输出与滤波周期中各个节拍的匹配关系如表1所示：

表1

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其中，表1中FS1-FS4表示电荷泵在环路滤波器的四个储能电容上产生的4个电压信号，P1-P9表示各个节拍，P1-P4为一个滤波周期，P5-P8为一个滤波周期；表1中“CHARGE”表示在对应列表示的节拍内，电荷泵在环路滤波器上进行充放电产生新的第一电压信号；表1中“RESET”表示在对应列表示的节拍内，环路滤波器输出至压控振荡器的滤波电压，表1中“SHARE”表示在对应列表示的节拍内，在环路滤波器上进行均分的第二电压信号，该第二电压信号为在当前第一电压信号之前产生的电压信号。

从表1中可以看出，纵向看在每一个节拍内都有两个电压信号在进行时域电压均分(即SHARE)；横向看每一次出现SHARE状态都会在本行与前一节拍的电压信号进行时域电压均分，然后在下一节拍内与相邻的另外一个电压信号均分(共享)，这样保证了任何相邻的两个电压信号在任何时刻都是与邻近节拍的电压信号进行时域电压均分去噪声。均分去噪声后的电压信号作为滤波电压输出至压控振荡器，具体地，可以先将滤波电压输出至主压控信号输出节点，与主压控信号输出节点上的第二电容上原始电压信号VCTRL进行电荷共享产生新的VCTRL信号后，作为主压控信号输出至压控振荡器。即，当经过均分后的电压信号FS1与VCTRL信号共享更新送入压控振荡器提供压控振荡器的主压控信号VCTRL时(此状态为RESET状态)，电压信号FS2和FS3处于共享状态(此状态为SHARE状态)，电压信号FS4处于充放电状态(此状态为CHARGE状态)；当经过均分后的电压信号FS2与VCTRL信号共享更新送入压控振荡器提供压控振荡器的主压控信号VCTRL时(此状态为RESET状态)，电压信号FS3和FS4处于共享状态(此状态为SHARE状态)，电压信号FS1处于充放电状态(此状态为CHARGE状态)；以此循环，实现了按照电荷泵在环路滤波器上产生电压信号的顺序，依次将电压信号与相邻节拍内输出的电压信号进行均分，并在以后的节拍内依次将进行过均分后的电压信号输出至压控振荡器，达到了对压控振荡器的控制电压依次进行滤波去噪。

需要说明的是，在本发明实施例中，可以按照控制电荷泵进行m个电压信号的产生实现(m≥4，m为整数)，表1及对表1的文字说明只是以m＝4进行举例说明，下表2中示出了m＝8时，电荷泵在环路滤波器上产生的电压信号、环路滤波器进行电压信号的均分和控制输出与滤波周期中各个节拍的匹配关系。当然，若考虑到系统复杂性的开销与性能的对比，控制电荷泵进行4个电压信号的产生是较优的一种方案。

表2

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其中，表2中FS1-FS8表示电荷泵在环路滤波器的八个储能电容上产生的8个电压信号，P1-P18表示各个节拍，P1-P8为一个滤波周期，P9-P16为一个滤波周期，表2中各单元格所表示的意义与上述表1中各单元格所表示的意义相同，此处不再一一详细赘述。

下面分别从定性和定量两个方面来分析上述方法所带来的分数锁相环性能上的提升：

从定性上面看，在每次把电荷泵产生的电压信号传递给压控振荡器之前，电压信号都经过与前一节拍和后一节拍的电压信号进行加和平均计算，进行电荷量平均的步骤相当于把相邻节拍内电荷泵输出的电压信号的变化量综合了，减少了相邻两个节拍所输出的电压信号的突变所造成的输送至压控振荡器的相邻两次电压发生突变，进而达到避免压控信号中的跳变毛刺所带来的频域分析上的杂散噪音。

从定量上面看，每一节拍电荷泵的时长控制量来自反馈时钟与参考时钟相位的差，而反馈时钟受到∑△调制器输出数字量的控制，即电荷泵输出电荷的变化量正比于调制器输出数字量的变化，设增益为K。调制器输出数字控制码的变化范围由调制器的结构决定，例如三阶MASH∑△调制器输出地控制量变化范围为-3到+4，共8个输出控制数。假设任意一个节拍内电压信号的电荷量控制数变化范围为[-AK，(A+1)K]，压控振荡器的压控信号为VCTRL，若未采用本发明实施例所提供的控制方法，则当电荷泵输出的两个相邻的电压信号的大小一个为-AK，另一个为(A+1)K时，压控信号VCTRL的变化量最大，此时压控信号VCTRL的最大变化量为(A+1)K与-AK之间的差值的绝对值(2A+1)K；

在采用本发明实施例所提供的环路滤波器中，假设电荷泵在4个节拍内输出的四个相邻的电压信号分别为a1、b2、c3、d4，c1和d1为第一节拍时FS3和FS4的值；R1，R2，R3，R4为四拍中每拍Reset之后第二电容上的电压值。a1、b2、c3、d4的变化范围均为[-AK，(A+1)K]。按照上述表1中的P1至P4四个节拍来输出压控信号至压控振荡器，环路滤波器中第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口和第四输入端口上的第一电容的电荷量与P1至P4节拍的对应关系如下表3所示：

表3

假设预设倍数为1/4，则压控振荡器在第三节拍内接收到的压控信号为：

\frac{5}{4} R 3 + \frac{\frac{\frac{a 1 + \frac{c 1 + d 1}{2}}{2} + b 2}{2} + \frac{\frac{a 1 + \frac{d 1 + d 1}{2}}{2} + b 2}{2} + c 3}{4} = \frac{5}{4} R 3 + \frac{2 a 1 + 4 b 2 + c 1 + d 1 + 4 c 3}{16}

在第四节拍内接收到的压控信号为：

\frac{5}{4} R 4 + \frac{\frac{\frac{\frac{a 1 + \frac{c 1 + d 1}{2}}{2} + b 2}{2} + c 3}{2} + \frac{\frac{\frac{a 1 + \frac{c 1 + d 1}{2}}{2} + b 2}{2} + c 3}{2} + d 4}{4} = \frac{5}{4} R 4 + \frac{2 a 1 + 4 b 2 + c 1 + d 1 + 8 c 3 + 8 d 4}{32}

因为第二电容约为第一电容值10倍或以上，所以R3与R4的差为而此处计算所采用的预设倍数为1/4，因此忽略R3、R4差的影响。即，压控振荡器接收到的两个相邻压控信号差为

\frac{2 a 1 + 4 b 2 + c 1 + d 1 + 4 c 3}{16} - \frac{2 a 1 + 4 b 2 + c 1 + d 1 + 8 c 3 + 8 d 4}{32},

两者差x为而如果没用进行如上所述的均分计算时两者差y为比较两个表达式可以看出：(1)在进行均分计算后，相邻压控信号差值中没有c3，如果把c3作为当前拍，则电压变化为前四拍与后一拍的不同权重的均分。这一过程实现了记忆过去多拍影响的综合计算，直接解决了由于高频杂散噪声带来的相邻错误跳变导致压控信号变化方向错误的问题。使得控制电压可以更快的向正确的方向收敛平稳入锁，而不是对错误信号敏感响应，难以收敛或收敛入锁后仍有很大振荡。(2)从数值上计算，在未经均分的情况下，d4取(A+1)K、c3取-AK时y值最大在经过均分滤波器滤波计算后，因为调制器的作用是输出离散的调制数，且阶数越大离散度越高，因此无法出现连续四拍(d1/c1/a1/b2)相同为最大值的情况，我们按最小的离散度来计算，连续四拍依次为最小值次第加1，而d4取正向最大值，则均分后相邻两拍控制电压的最大跳变为

x = \frac{| - 2 (A - 1) - 4 (A) - (A - 1) - (A - 2) - 8 (A + 1) |}{32} K = \frac{16 A - 5}{32}

K最大，当A取3时(3阶mash调制器)因为此处选择最小离散度来计算，所以V_CTRL的最大变化量最小可下降为原来的76％。实际应用中通常可降到50％以下。因为噪声引起的相邻跳变难以避免，但控制数的离散度容易提高。

在应用上述方法对整数锁相环进行控制时，定性分析结果与上述相同，虽然不存在上述定量分析的结果(因没有调制器)，但是能够达到避免因电跳地跳等变化导致压控信号中的跳变毛刺所带来的频域分析上的杂散噪音。

进一步说明，在电荷泵的输出电压信号发生剧烈变化时，压控振荡器的压控信号的控制电压通过提前均分使控制电压的抖动减小至原来的50％之下，而压控振荡器的输出频率与压控信号的控制电压成正比关系，Fout＝Kvco*V_CTRL，所以输出频率的频率抖动峰值同步下降为原来的50％之下；在电荷泵的输出电压信号发生平缓变化时，传递给压控振荡器的压控信号的控制电压同样提前均分使控制电压的抖动减小至原来的50％之下，进而使输出频率的频率抖动峰值同步下降为原来的50％之下，实现锁相环整个入锁的状态从剧烈变化到平缓变化。

由上面的分析可以看出，通过本发明实施例的环路滤波器将锁相环输出频率抖动峰值下降为原来的50％之下。并且，此种通过控制电压信号进行均分来抑制杂散噪声的方式，无需增大原有电路的面积和功耗，解决了现有技术中抑制锁相环的杂散噪声容易造成锁相环的电路复杂度及功耗开销升高的问题，进而达到了在不需增加额外功率开销的情况下降低杂散噪声的效果。

需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

实施例3

根据本发明实施例，还提供了一种锁相环，以下对本发明实施例所提供的锁相环做具体介绍：

图7是根据本发明实施例的锁相环的结构示意图，如图7所示，该实施例的锁相环主要包括：压控振荡器(VoltageControlledOscillator，简称VCO)、电荷泵(ChargePumping，简称CP)和环路滤波器(LoopFilter，简称LPF)，其中：

电荷泵用于依次给环路滤波器中m个第一储能器件提供电荷量，即，用于在环路滤波器上循环产生电压信号，其中，每个循环周期内电荷泵在环路滤波器上依次产生m个电压信号，m≥4，并且m为整数。

具体地，电荷泵主要是输出电荷至环路滤波器的储能器件上，通过储能器件对电荷量进行积累来产生电压信号，每个循环周期内所产生的m个电压信号可以通过m个存储器件来实现。

环路滤波器与电荷泵相连接，用于生成滤波电压并将滤波电压输出给压控振荡器，即，用于在每个第一电压信号产生过程中，对第二电压信号进行均分，并输出滤波电压至压控振荡器，其中，第一电压信号为当前时刻产生的电压信号，滤波电压为上一次对第二电压信号进行均分后的结果信号，第二电压信号为在第一电压信号之前产生的m-2个电压信号。

具体地，环路滤波器的具体结构组成和工作原理与本发明实施例2中所提供的环路滤波器的具体结构组成和工作原理相同，此处不再赘述。

由于电荷泵在环路滤波器上是循环产生电压信号的，所以，在第一电压信号(即，当前时刻产生的电压信号)产生的过程中，可以控制环路滤波器对在第一电压信号之前的电压信号进行均分，然后在均分结束后，将均分后的电压信号输出至压控振荡器。由于每个循环周期内电荷泵在环路滤波器上依次产生m个电压信号，锁相环正常工作状态下，每个循环周期内都有一个第一电压信号正在产生，并有一个滤波电压在输出，所以，本发明实施例中，采用控制环路滤波器对在第一电压信号之前产生的m-2个电压信号进行均分的策略，然后再将均分后的电压信号输出至压控振荡器，实现了最大程度避免输送到压控振荡器的压控信号出现大幅度的跳变。需要说明的是，在锁相环工作的初始阶段，需要对振荡器的控制电压和环路滤波器上的电压信号进行初始化，使得将振荡器的控制电压预设在一个正常的电压工作点，比如正常工作电压范围的中间值等。

本发明实施例所提供的锁相环，在环路滤波器上产生的电压信号输出至压控振荡器之前，先由环路滤波器对电压信号进行均分，然后再将均分后的电压信号输出至压控振荡器，实现了避免输送到压控振荡器的压控信号出现大幅度的跳变，而压控信号中的跳变毛刺正是频域分析上的杂散噪音，所以通过避免压控信号的大幅度跳变达到了抑制锁相环的杂散噪声，此种通过控制电压信号进行均分来抑制杂散噪声的方式，无需增大原有电路的面积和功耗，解决了现有技术中抑制锁相环的杂散噪声容易造成锁相环的电路复杂度及功耗开销升高的问题，进而达到了在不需增加额外功率开销的情况下降低杂散噪声的效果。

其中，环路滤波器对第二电压信号进行均分主要是对电压信号的电荷量进行均分，即是对电压信号进行电荷量的共享(SHARE)，具体地，对第二电压信号进行均分，主要是通过环路滤波器中的电路连接，将第二电压信号中各个电压信号对的电荷量进行平均，具体地，考虑到锁相环中环路滤波器的滤波周期与电荷泵充放电输出电荷的节拍之间的关系，在本发明实施例中，可以将环路滤波器的滤波周期设置为包括m个节拍，其中，一个节拍内，电荷泵在环路滤波器上产生一个电压信号，m可以为奇数，也可以为偶数，对于m为偶数的情况，在每个第一电压信号产生过程中，环路滤波器对第二电压信号进行均分的方式可以采用上述方式一，此处不再赘述；对于m为奇数的情况，在每个第一电压信号产生过程中，环路滤波器对第二电压信号进行均分的方式可以采用上述方式二，此处同样不再赘述。

进一步地，本发明实施例所提供的锁相环中的电荷泵的结构组成在图6中示出，环路滤波器的结构组成在图5中示出，此外，本发明实施例所提供的锁相环还包括鉴相器(PhaseFrequencyDetector，简称PFD)，鉴相器PFD与电荷泵CP和环路滤波器LPF均相连接，鉴相鉴频器PFD用于产生第一控制时序波形和第二控制时序波形，其中，其中，第一控制时序波形包括第一控制信号和第二控制信号，第二控制时序波形包括第三控制信号，第一控制信号用于控制环路滤波器中第一开关的开关状态，第二控制信号用于控制环路滤波器中第二开关的开关状态，第三控制信号用于控制电荷泵中各个开关的开关状态，即，本发明实施例的锁相环主要是通过鉴相器产生的控制时序波形来控制电荷泵中各个开关的开关状态，实现控制电荷泵在环路滤波器上产生电压信号，以及通过鉴相器产生的控制时序波形来控制环路滤波器中各个开关的开关状态，实现控制环路滤波器对电压信号进行均分，并将均分后的电压信号输出至压控振荡器。结合图5和图6进行具体说明：

电荷泵包括第一电流源I1、第二电流源I2以及连接在第一电流源I1和第二电流源I2之间的第三开关阵列，其中，第三开关阵列具有编号为J1K1至JmKm的m组开关，开关JiKi包括串联在第一电流源和第二电流源之间的第三开关Ji和第四开关Ki，其中，i依次取1至m。本发明实施例所采用的环路滤波器包括第一开关阵列、第二开关阵列、第一电容和第二电容C2，第一电容的数量为m，m个第一电容的编号为C11至C1m，并且m个第一电容的电容值均相同，第二电容C2的电容值大于第一电容的电容值，在本发明实施例中，第二电容C2的电容值可以为第一电容的电容值的10倍，也可以为其它倍数，其中，环路滤波器的第一开关阵列中的m个第一开关依次编号为S1至Sm，环路滤波器的第一开关阵列中的m个第二开关依次编号为W1至Wm，第二开关Wi的第一端连接至电荷输出节点Qi，第二开关Wi的第二端连接至压控振荡器，并且第一电容C1i设置在第二开关Wi的第一端上，作为环路滤波器的第一储能器件，电荷泵所输出的电荷在第一电容上累积产生电压信号；第一开关Sj设置在第二开关Wj+1的第一端与第二开关Wj+2的第一端之间，第一开关Sm-1设置在第二开关Wm的第一端与第二开关W1的第一端之间，第一开关Sm设置在第二开关W1的第一端与第二开关W2的第一端之间，其中，j依次取1至m-2，电荷输出节点Qi为第三开关Ji和第四开关Ki之间的连接节点。其中，滤波电压的输出节点为第二开关Wi的第二端与第二电容C2之间的节点。第三控制信号用于控制第三开关阵列中第三开关和第四开关的开关状态，来控制电荷泵在环路滤波器上循环产生电压信号；第一控制信号用于控制第一开关阵列中第一开关的开关状态，来控制环路滤波器进行电荷共享；第二控制信号用于控制第二开关阵列中第二开关的开关状态，来控制环路滤波器输出滤波电压至压控振荡器。

图5和图6示意性示出了m＝4时，本发明实施例的锁相环中电荷泵和环路滤波器的结构组成，即，第三开关阵列包括4组第三开关和第四开关，从第一组第三开关J1和第一组第四开关K1的连接节点Q1之间输出电压信号FS1，从第二组第三开关J2和第二组第四开关K2的连接节点Q2之间输出电压信号FS2，从第三组第三开关J3和第三组第四开关K3的连接节点Q3之间输出电压信号FS3，从第四组第三开关J4和第四组第四开关K4的连接节点Q4之间输出电压信号FS4。

环路滤波器中的第一开关阵列同样包括4个第一开关，第二开关阵列包括4个第二开关，其中，第二开关W1的第一端连接至电荷输出节点Q1，设置在该第二开关W1的第一端处的第一电容C11接收电压信号FS1，第二开关W2的第一端连接至电荷输出节点Q2，设置在该第二开关W2的第一端处的第一电容C12接收电压信号FS2，第二开关W3的第一端连接至电荷输出节点Q3，设置在该第二开关W3的第一端处的第一电容C13接收电压信号FS3，第二开关W4的第一端连接至电荷输出节点Q4，设置在该第二开关W4的第一端处的第一电容C14接收电压信号FS4。第二电容C2设置在滤波电压的输出节点上，其中，滤波电压的输出节点为第二开关的第二端与第二电容C2之间的节点。

当某个第二开关Wx第一端处的第一电容C1x上的电压信号经历一个均分周期后，该第二开关Wx导通，实现将第一电容C1x上的电荷传递到第二电容C2上，即，实现将均分后的电压信号作为主压控信号Vctrl输出至压控振荡器。

每两个编号相邻的第二开关之间还设置有第一开关，其中，第一开关S1设置在第二开关W2的第一端与第二开关W3的第一端之间，第一开关S3设置在第二开关W4的第一端与第二开关W1的第一端之间，第一开关S4设置在第二开关W1的第一端与第二开关W2的第一端之间。当某两个第二开关之间的第一开关闭合时，由于这两个第二开关的第一端设置的第一电容的电容量相同，所以，在二者之间的开关闭合时，能够实现两个第一电容上的电压信号均分(即，电荷量均分)。在本发明实施例中，环路滤波器中的第一电容的电容值与第二电容C2的电容值相比较，前者小于后者一个数量级，所以环路滤波器中因第一电容所带来的面积开销可以忽略。

鉴相器PFD产生的第一控制时序波形和第二控制时序波形在图8中示出，如图8所示，其中，dni(dn1～dn4)表示控制图6中开关K1～K4的时序波形，upi(up1～up4)表示控制图6中开关J1～J4的时序波形，由图6可以看到具有同一数字标注的up/dn信号，控制相同数字标注的电荷泵输出的电压信号，例如up1/dn1控制了FS1信号是充电还是放电，up2/dn2控制了FS2信号是充电还是放电。当up＝1、dn＝0时电荷泵对控制电压进行充电，当up＝0、dn＝1时电荷泵对控制电压进行放电，当up＝1、dn＝1或up＝0、dn＝0时电荷泵对控制电压进行既不充电也不放电。可以把具有同一数字标注的up/dn信号的脉冲时长做减法，得到的剩余时间为真正有效充电时间，大于零为充电，小于零为放电。当锁相环环路锁定，即输出频率稳定时，电压信号不再改变，电荷泵对在环路滤波器上产生的电压信号既不放电也不充电，从波形上来看就是up/dn信号重合(即同时打开或同时关闭)，脉冲时长相减为零，图8中所示出的“dn”波形和“up”波形即是锁相环环路锁定时对应的时序波形。其中，把up信号分成up1～up4四个信号(即把up信号分多通道顺序执行)，以对应控制图6中的开关J1～J4，即，up1-up4表示控制第一开关阵列中第一开关的控制信号；同理，把dn信号分成dn1～dn4四个信号，以对应控制图6中的开关K1～K4，在图8的时序图中省略了dn1～dn4四个信号的给出，其波形在入锁的状态下等同于up1～up4四个信号，即，控制第一开关阵列中第四开关的控制信号与up1-up4相同，SW1-SW4表示对up和dn信号做或逻辑之后再二分频移相后得到的控制第一开关阵列中第一开关的控制信号，时序关系如图8所示，分频的作用是使SW的信号脉冲宽度可以恰好包裹up和dn信号的脉冲宽度，作为充放电开关的窗口控制信号。其中，当SW1-SW4中的波形处于“1”时，对应控制的第一开关阵列中的开关导通，当SW1-SW4中的波形处于“0”时，对应控制的第一开关阵列中的开关断开，并且第一开关阵列中第二开关的开关状态与同组内第一开关的开关状态相一致。第一开关阵列、第二开关阵列和第三开关阵列中各个开关的开关控制时序在图9中示出，其中，第一开关阵列中第一开关Sn与第二开关阵列中第二开关Wn的开关状态保持一致，即，Sn闭合时、Wn也闭合，Sn断开时、Wn也断开，第三开关阵列中第三开关Jn与第四开关Kn的开关状态由up/dn信号控制，图9中示意性示出了电荷泵通过4组JK开关来输出4个电压信号。

需要说明的是，锁相环环路在入锁前(即，未锁定时)，对电荷泵和环路滤波器中各个开关的控制时序与上述入锁状态下的控制时序相同，所不同的是，鉴相器PFD产生的任一波形中各个脉冲的宽度不相同，或者高低脉冲的间隔不均匀，或者各个脉冲的宽度既不相同、高低脉冲的间隔也不均匀。但是，依然是按照上述控制时序来控制各个开关的开关状态。

从以上的描述中，可以看出，本发明的实施例将锁相环的电荷泵设置为能够在环路滤波器上产生循环电压信号，并且环路滤波器能够控制多个电压信号在不同节拍内具有不同的状态，以将某个电压信号先与前一节拍内的电压信号进行均分后，再与后一节拍内的电压信号进行均分，最后再传递给压控振荡器，实现了避免输送到压控振荡器的压控信号在相邻节拍内出现大幅度的跳变，进而避免压控信号的大幅度跳变所带来的锁相环的杂散噪声，达到了在不增大原有电路的面积和功耗的情况下来抑制杂散噪声，解决了现有技术中抑制锁相环的杂散噪声容易造成锁相环的电路复杂度及功耗开销升高的问题，进而达到了在不需增加额外功率开销的情况下降低杂散噪声的效果。

优选地，本发明实施例的锁相环还包括偏置电路，该偏置电路的输入端与次压控信号输出节点相连接，偏置电路的输出端与压控振荡器相连接，用于将第一电容C1i上的实时电压信号传输至压控振荡器，其中，次压控信号输出节点为第一电容C1i与第二开关Wi之间的节点。

通过偏置电路将第一电容C1i上的实时电压信号传输至压控振荡器，具体地，由偏置电路获取m个第一电容上的实时电压信号，并计算m个第一电容的实时电压信号的电荷量之和的预设倍数，得到偏置电压。然后，控制偏置电路将偏置电压输出至压控振荡器。

在本发明实施例中，通过锁相环中的偏置电路对m个第一电容上的电荷量进行处理的步骤中，预设倍数可以是1/m，也可以根据实际需要设置为其小于1/m系数。在本发明实施例上述内容所提供的进行电压信号均分的基础上，通过对m个第一电容上的实时电压信号进行处理得到输出至压控振荡器的偏置电压，实现了同时采用均分信号和偏置电压，来共同作为压控信号对压控振荡器进行控制，进而达到了跟随并积分的环路功能。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了在不需增加额外功率开销的情况下降低杂散噪声的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种环路滤波方法，其特征在于，包括：

提供一储能组，所述储能组包括m个第一储能器件，其中，m大于等于4，并且m为整数；

在一个滤波周期内依次对m个第一储能器件完成充电，所述滤波周期为一个第一储能器件相邻两次充电的时间间隔；

从第一储能器件当前充电完成到再次开始充电期间，控制当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压。

2.根据权利要求1所述的环路滤波方法，其特征在于，m为偶数，所述控制当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压，包括：

控制当前充电完成的第一储能器件进行m-2次电荷共享，在m-2次中的奇数次时所述当前充电完成的第一储能器件与第一相邻储能器件进行电荷共享，在m-2次中的偶数次时所述当前充电完成的第一储能器件与第二相邻储能器件进行电荷共享，其中，所述第一相邻储能器件为上一次充电完成的第一储能器件，所述第二相邻储能器件为下一次充电完成的第一储能器件；

控制进行m-2次电荷共享之后的第一储能器件与第二储能器件连通以生成滤波电压。

3.根据权利要求1所述的环路滤波方法，其特征在于，m为奇数，所述控制当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间进行电荷共享以生成滤波电压，包括：

控制当前充电完成的第一储能器件进行m-3次电荷共享，在m-3次中的奇数次时所述当前充电完成的第一储能器件与第一相邻储能器件进行电荷共享，在m-3次中的偶数次时所述当前充电完成的第一储能器件与第二相邻储能器件进行电荷共享，其中，所述第一相邻储能器件为上一次充电完成的第一储能器件，所述第二相邻储能器件为下一次充电完成的第一储能器件；

控制进行m-3次电荷共享之后的第一储能器件与第二储能器件连通以生成滤波电压。

4.一种环路滤波器，其特征在于，包括：

所述第二开关阵列，用于所述当前充电完成的第一储能器件与所述储能组中除所述当前充电完成的第一储能器件之外的其他第一储能器件之间完成电荷共享之后，通过所述第二控制信号控制完成电荷共享的第一储能器件与所述第二储能器件连通以生成滤波电压。

5.根据权利要求4所述的环路滤波器，其特征在于，

所述第一开关阵列，用于通过所述第一控制信号控制当前充电完成的第一储能器件进行m-2次电荷共享，在m-2次中的奇数次时所述当前充电完成的第一储能器件与第一相邻储能器件进行电荷共享，在m-2次中的偶数次时所述当前充电完成的第一储能器件与第二相邻储能器件进行电荷共享；

其中，所述第一相邻储能器件为上一次充电完成的第一储能器件，所述第二相邻储能器件为下一次充电完成的第一储能器件。

6.根据权利要求4所述的环路滤波器，其特征在于，

所述第一开关阵列，用于通过所述第一控制信号控制当前充电完成的第一储能器件进行m-3次电荷共享，在m-3次中的奇数次时所述当前充电完成的第一储能器件与第一相邻储能器件进行电荷共享，在m-3次中的偶数次时所述当前充电完成的第一储能器件与第二相邻储能器件进行电荷共享；

7.一种锁相环，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的锁相环，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的锁相环，其特征在于，

10.根据权利要求7-9任一项所述的锁相环，其特征在于，

所述电荷泵包括第一电流源、第二电流源以及第三开关阵列，其中，

所述第三开关阵列包括m组开关组件，每组开关组件包括第三开关和第四开关，所述第三开关的第一端与所述第一电流源连接，所述第三开关的第二端与所述第四开关的第一端连接，所述第四开关的第二端与所述第二电流源连接，所述第三开关与所述第四开关的连接处与一第一储能器件的第一端连接，所述第三开关与所述第四开关的控制端接收用于控制所述第三开关与所述第四开关的连接处依次给m个第一储能器件提供电荷量的第三控制信号；

电荷泵，用于在环路滤波器上循环产生电压信号，其中，每个循环周期内所述电荷泵在所述环路滤波器上依次产生m个电压信号；以及

所述环路滤波器，与所述电荷泵相连接，用于在每个第一电压信号产生过程中，对第二电压信号进行均分，并输出第三电压信号至所述压控振荡器，其中，所述第一电压信号为当前时刻产生的电压信号，所述第三电压信号为上一次对所述第二电压信号进行均分后的结果信号，所述第二电压信号为在所述第一电压信号之前产生的m-2个电压信号。

11.根据权利要求10所述的锁相环，其特征在于，还包括

鉴相器，与所述电荷泵和所述环路滤波器均相连接，用于产生第一控制时序波形和第二控制时序波形，其中，所述第一控制时序波形包括所述第一控制信号和所述第二控制信号，所述第二控制时序波形包括第三控制信号。

12.根据权利要求11所述的锁相环，其特征在于，所述锁相环还包括：偏置电路；

所述偏置电路的输入端与次压控信号输出节点相连接，所述偏置电路的输出端与所述压控振荡器相连接，用于将所述第一储能器件上的实时电压信号传输至所述压控振荡器，其中，所述次压控信号输出节点为所述第一储能器件与所述第二开关之间的节点；

所述偏置电路用于将m个所述第一储能器件上的实时电压信号的预设倍数传输至所述压控振荡器。