CN111953344B - 电荷泵、鉴频鉴相器、锁相环、电子装置以及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种电荷泵、鉴频鉴相器、锁相环、电子装置以及设备,在上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,调频连续波信号对应的充电电流大于调频连续波信号对应的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号的频率快速上升,在下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,调频连续波信号对应的充电电流小于调频连续波信号对应的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号的频率快速下降,也就是说,本申请所提供的锁相环工作时,信号无用时间段无论是包括上升沿时间阶段,还是包括下降沿时间阶段,均可提高信号无用时间段内调频连续波信号频率的变化率,以缩短调频连续波信号稳定时间,提高调频连续波信号的稳定速度,提高调频连续波信号的质量。
Description
技术领域
本申请涉及调频连续波技术领域,尤其涉及一种电荷泵、鉴频鉴相器、锁相环、电子装置以及设备。
背景技术
在雷达和无线通讯等系统中,调频连续波(FMCW,Frequency ModulatedContinuous Wave)的信号质量,对整个系统有着决定性的影响。具体的,调频连续波信号由系统中的PLL(Phase Lock Loop,锁相环)产生,所以PLL能产生多高质量的调频连续波信号对系统的性能至关重要。
发明内容
为解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种电荷泵、鉴频鉴相器以及锁相环,以产生高质量的调频连续波。
具体的,本申请实施例提供了如下技术方案:
一种锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期具有上升沿时间阶段和下降沿时间阶段;
在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流大于所述调频连续波信号对应的放电电流;和/或
在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流小于所述调频连续波信号对应的放电电流。
因此,本申请实施例所提供的锁相环,在所述上升沿时间阶段的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流大于所述调频连续波信号对应的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号频率快速上升,在所述下降沿时间阶段的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流小于所述调频连续波信号对应的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号频率快速下降,从而使得所述信号无用时间段无论是包括上升沿时间阶段,还是包括下降沿时间阶段,均可以有效提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以缩短所述调频连续波信号的稳定时间,提高所述调频连续波信号的稳定速度。
可选的,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;其中,所述信号有用时间段位于上升沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段,在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流大于所述调频连续波信号对应的放电电流,可提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,增加所述锁相环能够支持的最大扫频斜率。
可选的,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;其中,所述信号有用时间段位于下降沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段,在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流小于所述调频连续波信号对应的放电电流,可提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,进而增加所述锁相环能够支持的最大扫频斜率。
可选的,所述信号周期内还具有等待时间阶段,所述信号无用时间段还包括所述等待时间阶段。
一种电荷泵,应用于锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期具有上升沿时间阶段和下降沿时间阶段;
在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号频率快速上升;在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号频率快速下降。
因此,本申请实施例所提供的电荷泵在应用于锁相环时,所述信号无用时间段无论是包括上升沿时间阶段,还是包括下降沿时间阶段,均可以提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以缩短所述调频连续波信号的稳定时间,提高所述调频连续波信号的稳定速度。
可选的,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;其中,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段,且在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,以提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,增加所述锁相环能够支持的最大扫频斜率。
可选的,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;其中,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段,且在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,以提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,进而增加所述锁相环能够支持的最大扫频斜率。
可选的,所述调频连续波信号还具有等待时间阶段,所述信号无用时间段还包括所述等待时间阶段。
可选的,所述电荷泵包括:电流产生支路、充电电流支路和放电电流支路,其中,所述充电电流支路包括并联的第一充电电流支路和第二充电电流支路,所述放电电流支路包括并联的第一放电电流支路和第二放电电流支路;
当所述第一充电电流支路、所述第二充电电流支路和所述第一放电电流支路工作,且所述第二放电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流;以及
当所述第一放电电流支路、所述第二放电电流支路和所述第一充电电流支路工作,且所述第二充电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流。
可选的,所述第一充电电流支路具有第一充电电流,所述第二充电电流支路具有第二充电电流,所述第二充电电流不小于所述第一充电电流的1/N,以使得所述第一充电电流和所述第二充电电流之和大于所述第一放电电流;
所述第一放电电流支路具有第一放电电流,所述第二放电电流支路具有第二放电电流,所述第二放电电流不小于所述第一放电电流的1/M,以使得所述第一放电电流和所述第二放电电流之和大于所述第一充电电流;
其中,M和N为大于1的正整数。
可选的,所述第二充电电流的数值大于所述第一充电电流与所述第一放电电流之间的电流值的差值,以保证所述第一充电电流支路、所述第二充电电流支路和所述第一放电电流支路工作,且所述第二放电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流;
所述第二放电电流的数值大于所述第一充电电流与所述第一放电电流之间的电流值的差值,以保证所述第一放电电流支路、所述第二放电电流支路和所述第一充电电流支路工作,且所述第二充电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流。
可选的,N不小于10,M不小于10。
可选的,N和M相等。
可选的,所述电荷泵还包括:供电电压端和接地端;所述第一放电电流支路包括:串联在所述接地端与所述电荷泵的输出端之间的第一三极管和第二三极管;
所述第一充电电流支路包括:串联在所述供电电压端与所述电荷泵的输出端之间的第三三极管和第四三极管;
所述第二放电电流支路包括:串联在所述接地端与所述电荷泵的输出端之间的第五三极管和第六三极管、与所述第五三极管的控制端电连接的放电控制元件;所述放电控制元件用于控制所述第五三极管在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内截止,以使所述第二放电电流支路不工作,在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内导通,以使所述第二放电电流支路工作;
所述第二充电电流支路包括:串联在所述供电电压端与所述电荷泵的输出端之间的第七三极管和第八三极管、所述第八三极管的控制端电连接的充电控制元件;所述充电控制元件用于控制所述第八三极管在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内导通,以使所述第二充电电流支路工作,在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内截止,以使所述第二充电电流支路不工作。
可选的,所述第一三极管的输出端与所述接地端电连接,输入端与所述第二三极管的输出端电连接、控制端输入第一控制信号,所述第二三极管的输入端与所述电荷泵的输出端电连接、控制端与所述电流产生支路的第一输出端电连接;
所述第三三极管的输出端与所述电荷泵的输出端电连接、输入端与所述第四三极管的输出端电连接、控制端与所述电流产生支路的第二输出端电连接,所述第四三极管的输入端与所述供电电压端电连接、控制端输入第二控制信号;
所述第五三极管的输出端与所述接地端电连接、输入端与所述第六三极管的输出端电连接、控制端与放电控制元件电连接,所述第六三极管的输入端与所述电荷泵的输出端电连接、控制端与所述第二三极管的控制端电连接,所述放电控制元件的输出端与所述第五三极管的控制端电连接、所述放电控制元件的第一输入端输入第一使能信号、所述放电控制元件的第二输入端输入第三控制信号;
所述第七三极管的输出端与所述电荷泵的输出端电连接、输入端与所述第八三极管的输出端电连接、控制端与所述第三三极管的控制端电连接,所述第八三极管的输入端与所述供电电压端电连接、控制端与所述充电控制元件电连接,所述充电控制元件输出端与所述第八三极管的控制端电连接、所述充电控制元件的第一输入端输入第二使能信号、所述充电控制元件的第二输入端输入第四控制信号。
可选的,所述放电控制元件包括与门电路,所述与门电路的输出端与所述第五三极管的控制端电连接、所述与门电路的第一输入端输入第一使能信号、所述与门电路的第二输入端输入所述第三控制信号,所述第三控制信号与所述第一控制信号相同;
所述充电控制元件包括或门电路,所述或门电路的输出端与所述第八三极管的控制端电连接、所述或门电路的第一输入端输入所述第二使能信号、所述或门电路的第二输入端输入所述第四控制信号,所述第四控制信号与所述第二控制信号相反。
可选的,所述放电控制元件包括或非门电路,所述或非门电路的输出端与所述第五三极管的控制端电连接、所述或非门电路第一输入端输入所述第一使能信号、所述或非门电路第二输入端输入所述第三控制信号,所述第三控制信号与所述第一控制信号相反;
所述充电控制元件包括与非门电路,所述与非门电路的输出端与所述第八三极管的控制端电连接、所述与非门电路第一输入端输入第二使能信号、所述与非门电路第二输入端输入所述第四控制信号,所述第四控制信号与所述第二控制信号相同。
可选的,所述第一充电电流支路和所述第二充电电流支路包括的三极管为第一类型三极管;以及
所述第一放电电流支路和所述第二放电电流支路包括的三极管为第二类型三极管;
其中,所述第一类型三极管与所述第二类型三极管相异。
可选的,所述电流产生支路包括:位于所述供电电压端与接地端之间的第一电流产生支路和第二电流产生支路,所述第一电流产生支路用于为所述第二电流产生支路提供镜像电流;所述第二电流产生支路包括串联的第一子支路和第二子支路,所述第一子支路与所述第一放电电流支路组成电流镜,所述第二子支路与所述第一充电电流支路组成电流镜。
可选的,所述电荷泵还包括:
比较器,所述比较器的第一输入端与所述电荷泵的输入端电连接,第二输入端与所述第一子支路和所述第二子支路的公共端电连接,输出端与所述第三三极管的控制端电连接,以使得锁相环达到平衡状态时,所述充电电流等于所述放电电流,进而保证所述锁相环的稳定状态。
一种锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中的连续的若干信号周期,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;
在所述信号无用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号具有第一杂散信号;在所述信号有用时间段内,所述调频连续波信号具有第二杂散信号;
其中,所述第一杂散信号大于所述第二杂散信号,以使得所述调频连续波信号既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度。
可选的,所述信号周期具有上升沿时间阶段、下降沿时间阶段和等待时间阶段;
其中,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中或所述下降沿时间阶段中。
可选的,当所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述上升沿时间阶段和所述等待时间阶段,所述调频连续波信号在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内或/和所述等待时间阶段中至少部分时间段的杂散信号,大于所述调频连续波信号在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内的杂散信号,从而提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度。
可选的,当所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述下降沿时间阶段和所述等待时间阶段;所述调频连续波信号在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内或/和所述等待时间阶段中至少部分时间段的杂散信号,大于所述调频连续波信号在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内的杂散信号,以提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度。
一种鉴频鉴相器,应用于锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段,所述信号周期具有上升沿时间阶段、下降沿时间阶段和等待时间阶段;
其中,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述上升沿时间阶段和所述等待时间阶段,且所述鉴频鉴相器在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内的杂散信号,小于所述鉴频鉴相器在所述上升沿时间阶段或/和所述等待时间阶段的杂散信号,以使得所述调频连续波信号既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度;或,
所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述下降沿时间阶段和所述等待时间阶段,且所述鉴频鉴相器在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内的杂散信号,小于所述鉴频鉴相器在所述下降沿时间阶段或/和所述等待时间阶段的杂散信号,以使得所述调频连续波信号既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度。
可选的,包括:
第一触发器,所述第一触发器的第一输入端输入供电电压,第二输入端输入参考信号,输出端输出第一控制信号;
第二触发器,所述第二触发器的第一输入端输入供电电压,第二输入端输入反馈信号,输出端输出第二控制信号;
与门,所述与门的第一输入端与所述第一触发器的输出端电连接,第二输入端与所述第二触发器的输出端电连接,输出端与所述第一触发器和所述第二触发器的复位端电连接;
第一延时元件,所述第一延时元件的输入端与所述第一触发器的输出端电连接,输出端与所述与门的第一输入端电连接;以及
第一控制元件,所述第一控制元件与所述第一延时元件并联;
其中,所述第一控制元件用于在所述信号无用时间段内的至少部分时间段,将所述第一延时元件短路,使得所述第一触发器输出的信号直接输入所述与门的第一输入端,以提高所述调频连续波在信号无用时间段的稳定速度,在所述信号有用时间段的至少部分时间段,使得所述第一触发器输出的信号经所述第一延时元件后输入所述与门的第一输入端,以降低杂散信号,提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度。
可选的,所述鉴频鉴相器还包括:
第二延时元件,所述第二延时元件的输入端与所述与门的输出端电连接,输出端与所述第一触发器和所述第二触发器的复位端电连接,以提高调频连续波信号的线性度。
一种锁相环,包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、振荡器和分频器;
所述鉴频鉴相器的第一输入端为所述锁相环的输入端,所述鉴频鉴相器的第二输入端与所述分频器的输出端电连接,所述鉴频鉴相器的输出端与所述电荷泵的输入端电连接,所述电荷泵的输出端与所述环路滤波器的输入端电连接,所述环路滤波器的输出端与所述振荡器的输入端电连接,所述振荡器的输出端与所述分频器的输入端电连接;
其中,所述电荷泵为上述任一项所述的电荷泵,和/或,所述鉴频鉴相器为上述任一项所述的鉴频鉴相器,以使得所述锁相环输出的调频连续波信号既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度。
可选的,所述电荷泵包括:电流产生支路、充电电流支路和放电电流支路,其中,所述充电电流支路包括并联的第一充电电流支路和第二充电电流支路,所述放电电流支路包括并联的第一放电电流支路和第二放电电流支路;
当所述第一充电电流支路、所述第二充电电流支路和所述第一放电电流支路工作,且所述第二放电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流;以及;
当所述第一放电电流支路、所述第二放电电流支路和所述第一充电电流支路工作,且所述第二充电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流。
可选的,所述锁相环还包括:控制器,所述控制器用于输出第一使能信号和第二使能信号,所述第一使能信号用于在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,控制所述第二充电电流支路不工作,以使得在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流小于放电电流,所述第二使能信号用于在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,控制所述第二放电电流支路不工作,以使得在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流大于放电电流。
一种电子装置,包括信号接收模块、信号发射模块和时钟源,其中,所述信号发射模块用于基于所述时钟源中锁相环所提供的参考频率经发射天线发射电磁波信号;所述信号接收模块利用接收天线接收被目标物体所反射形成的回波,并基于所述时钟源中锁相环所提供的参考频率进行下变频处理,生成并输出中频信号;
所述锁相环为上述任一项所提供的锁相环,能够使其产生的调频连续波信号既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度。
可选的,所述调频连续波信号为毫米波信号,和/或
所述电子装置为AiP雷达芯片。
一种设备,包括设备本体和设置于所述设备本体上的电子器件;
其中,所述电子器件为上述任一项所述的电子装置,用于进行目标检测或通信。
与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:
本申请实施例所提供的锁相环,在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流大于所述调频连续波信号对应的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号的频率快速上升,在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流小于所述调频连续波信号对应的的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号的频率快速下降,也就是说,本申请所提供的锁相环工作时,所述信号无用时间段无论是位于上升沿时间阶段,还是位于下降沿时间阶段,均可以提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以缩短所述调频连续波信号的稳定时间,提高所述调频连续波信号的稳定速度,提高所述调频连续波信号的质量。
另外,本申请所提供的锁相环工作时,所述信号有用时间段无论是位于上升沿时间阶段,还是位于下降沿时间阶段,均可以提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,进而使得锁相环在具有较高稳定速度的同时,还可以增加锁相环能够支持的最大扫频斜率,提高所述调频连续波信号的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种电荷泵的电路结构示意图;
图2为一种鉴频鉴相器的电路结构示意图;
图3为图2所示鉴频鉴相器和图1所示电荷泵相结合工作时,电荷泵工作时充电电流和放电电流的时序示意图;
图4为本申请一个实施例所提供的电荷泵的电路结构示意图;
图5为本申请一个实施例所提供的锁相环输出的调频连续波信号的波形图;
图6为本申请另一个实施例所提供的锁相环输出的调频连续波信号的波形图;
图7为本申请一个实施例所提供的放电控制元件的结构示意图;
图8为本申请一个实施例所提供的充电控制元件的结构示意图;
图9为本申请又一个实施例所提供的电荷泵的电路结构示意图;
图10为本申请一个实施例所提供的鉴频鉴相器的电路结构示意图;
图11为本申请又一个实施例所提供的鉴频鉴相器的电路结构示意图;
图12为本申请一个实施例所提供的锁相环的结构示意图;
图13为本申请一个实施例所提供的锁相环的控制器的结构示意图;
图14为本申请一个实施例所提供的电子装置的结构示意图;
图15为本申请又一个实施例所提供的电子装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述,调频连续波信号由系统中的PLL(Phase Lock Loop,锁相环)产生,所以PLL能产生多高质量的调频连续波信号对系统的性能至关重要。
FMCW信号通常由一个时频上的三角波构成,包括上升沿时间阶段,下降沿时间阶段,等待时间阶段三个阶段。在雷达和无线通讯等系统中,往往只需要FMCW信号中的上升沿时间阶段中的信号或者下降沿时间阶段中的信号,如果有用的信号是上升沿时间阶段中的信号,则需要上升沿时间阶段中的信号具有较小的杂散信号,下降沿时间阶段中的信号能够快速稳定,以便快速产生下一个信号周期的上升沿,反之,如果有用信号是下降沿时间阶段中的信号,则需要上升沿时间阶段中的信号能够快速稳定以便产生下降沿时间阶段中的信号,且下降沿时间阶段中的信号具有较小的杂散信号。
在具体应用时,很多应用场景都需要锁相环输出能够快速稳定的调频连续波信号,因此要求PLL要有足够的带宽,但是PLL带宽大了以后,其输出的调频连续波信号的杂散信号也会增大,从而导致锁相环输出的FMCW的线性度变差。
发明人研究发现,锁相环输出的FMCW信号的稳定速度与其电荷泵的稳定速度有关,杂散信号与其鉴频鉴相器的杂散信号有关。具体的:
如图1和图2所示,图1示出了一种电荷泵(即charge pump,简称CP)的电路结构示意图,图2示出了一种鉴频鉴相器的电路结构示意图,其中,图1中的三级晶体管M1和三级晶体管M2组成放电支路ID,提供的放电电流的大小为Idn,三级晶体管M3和三级晶体管M4组成充电支路IUP,提供的充电电流的大小为Iup。图2中的鉴频鉴相器输出信号包括上升信号UP和下降信号DOWN,其中,所述上升信号UP用于控制所述电荷泵中的充电支路IUP,下降信号DOWN用于控制所述电荷泵中的放电支路ID。
需要说明的是,该鉴频鉴相器通过增加延时单元T1,可以消除鉴频鉴相器输出信号中的非线性项,只留下线性项,减小其输出信号中的杂散信号。如图3所示,如果所述鉴频鉴相器输出的上升信号UP先于所述鉴频鉴相器输出的下降信号DOWN输出,则电荷泵每个周期的净电荷为:
如果所述鉴频鉴相器输出的下降信号DOWN先于所述鉴频鉴相器输出的上升信号UP输出,则电荷泵每个周期的净电荷为:
其中,Icp表示电荷泵中充电支路IUP的充电电流Iup和放电支路ID的放电电流Idn的平均值,即Icp=(Iup+Idn)/2;ΔIcp表示充电电流Iup与放电电流Idn的差值,即ΔIco=Iup-Idn;ΔT表示所述充电电流Iup的充电时间与所述放电电流的放电时间的差值;TturnON表示鉴频鉴相器PFD和电荷泵CP的开启时间(即鉴频鉴相器的输入信号fref或者锁相环的反馈信号fdiv到来时与电荷泵的充电支路IUP或者放电支路ID输出电流的时间差),T1表示延时单元T1所引入的延迟时间。
发明人进一步研究发现,上述鉴频鉴相器和电荷泵结合在一起虽然能够消除净电荷Q中的非线性项,减小了锁相环输出FMCW信号中的杂散信号,提高了所述锁相环输出的FMCW信号的线性度,却额外的引入了ΔIcp(TturnON+T1)这一项,其中,ΔIcp由充电电流Iup和所述放电电流Idn决定。
由于在IC大规模生产中,三级晶体管M1、三级晶体管M2、三级晶体管M3和三级晶体管M4受制备工艺的影响,使得形成的放电支路ID的放电电流Idn和充电支路IUP的充电电流Iup的大小存在误差,具体工作过程中,受制备工艺的影响,所述充电电流Iup可能比所述放电电流Idn大,也可能比放电电流Idn小,以使得上述公式(1)和(2)中的ΔIcp可能为正值,也可能为负值。
具体的:如果所述充电电流Iup大于所述放电电流Idn,则ΔIcp为正值,即Iup>Idn,则会引入额外的正电荷,导致振荡器(即voltage controlled oscillator,简称VCO)的电压增加,从而会影响FMCW信号的输出;如果所述充电电流Iup小于所述放电电流Idn,则ΔIcp为负值,即Iup<Idn,则会额外引入负电荷导致振荡器的电压降低,从而也会影响FMCW信号的输出。虽然在IC完成制作以后Iup和Idn的关系也就确定了,即ΔIcp也就确定了,但是在实际应用中,无法确定电荷泵中充电电流Iup是大于所述放电电流Idn,还是小于放电电流Idn。
当所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段和等待时间阶段时,在该下降沿时间阶段,FMCW信号是需要快速下降的,对应的振荡器的电压也应该快速下降,如果ΔIcp为正值,即Iup>Idn,则在所述下降沿时间阶段内,额外引入的正电荷使得所述振荡器的电压增加,该额外引入的正电荷阻止了所述振荡器的电压快速降低,从而阻止了该下降沿时间阶段的频率的快速降低,进而增加了所述锁相环的稳定时间,减小了锁相环的稳定速度。
当所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段和等待时间阶段时,在该上升沿时间阶段,调频连续波信号的频率原本是需要快速上升的,对应的振荡器的电压也应该快速上升,如果ΔIcp为负值,即Iup<Idn,则在所述上升沿时间阶段内,额外引入的负电荷会使得所述振荡器的电压降低,该额外引入的负电荷阻止了所述振荡器的电压快速增加,从而阻止了该上升沿时间阶段的调频连续波信号的频率的快速增加,进而增加了所述锁相环的稳定时间,减小了锁相环的稳定速度。
由此可见,上述鉴频鉴相器虽然可以减小鉴频鉴相器输出信号中的杂散信号,从而减小调频连续波信号中的杂散信号,但却会减缓所述电荷泵的稳定速度,进而减缓调频连续波信号的稳定速度。
基于此,本申请实施例提供了一种电荷泵(即charge pump,简称CP)及包括该电荷泵的锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期具有上升沿时间阶段和下降沿时间阶段;
在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号频率快速上升,在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号频率快速下降。
可选的,在本申请的一个实施例中,所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段包括所述上升沿时间阶段中的部分时间段,在本申请的另一个实施例中,所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段包括所述上升沿时间阶段中的全部时间段,本申请对此不作限定,具体视情况而定。
可选的,在本申请的一个实施例中,所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段包括所述下降沿时间阶段中的部分时间段,在本申请的另一个实施例中,所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段包括所述下降沿时间阶段中的全部时间段,本申请对此不作限定,具体视情况而定。
需要说明的是,所述电荷泵可通过调整充电电流或/和放电电流来控制所述调频连续波信号的频率的变化率,即可通过调整充电电流或/和放电电流来调节调频连续波信号中各周期信号(如啁啾(即chirp)信号)的上升沿及下降沿的斜率。
还需要说明的是,在本申请实施例中,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段。
由此可见,本申请所提供的电荷泵无论是在上升沿时间阶段,还是在下降沿时间阶段均可提高所述调频连续波信号的频率的变化率,因此,本申请所提供的电荷泵工作时,所述信号无用时间段无论是位于上升沿时间阶段,还是位于下降沿时间阶段,均可以提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以缩短所述调频连续波信号的稳定时间,提高所述调频连续波信号的稳定速度,提高所述调频连续波信号的质量。
另外,本申请所提供的电荷泵工作时,所述信号有用时间段无论是位于上升沿时间阶段,还是位于下降沿时间阶段,均可以提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,进而使得锁相环在具有较高稳定速度的同时,还可以增加锁相环能够支持的最大扫频斜率,提高所述调频连续波信号的质量。
由上可知,本申请所提供的电荷泵在与上述鉴频鉴相器一起使用时,能够使得包括该电荷泵的锁相环既具有较小的杂散信号,又能快速稳定,同时还能增加其能够支持的最大扫频斜率,提高所述调频连续波信号的质量。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段,且在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,使得该时间段的频率快速上升,提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,增加所述锁相环能够支持的最大扫频斜率。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,也就是说,在所述信号无用时间段的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,使得该时间段调频连续波信号的频率快速下降,提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以使得下降沿能够快速稳定,以便快速产生下一个信号周期的上升沿。
可选的,在本申请一个实施例中,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中包括:所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段的全部时间段内,或,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段的部分时间段内,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
在本申请的另一个实施例中,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;所述信号有用时间段包括下降沿时间阶段,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段,且在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,使得该时间段的调频连续波信号的频率快速下降,提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,进而增加所述锁相环能够支持的最大扫频斜率。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,也就是说,在所述信号无用时间段的至少部分时间段内,所述充电电流大于所述放电电流,使得该时间段的调频连续波信号的频率快速上升,提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以使得上升沿能够快速稳定,以便快速产生下降沿。
可选的,在本申请一个实施例中,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中包括:所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段的全部时间段内,或,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段的部分时间段内,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
由上可知,本申请所提供的电荷泵能够使得锁相环既具有较小的杂散信号,又能快速稳定,同时还能增加其能够支持的最大扫频斜率,提高所述调频连续波信号的质量。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述调频连续波信号还具有等待时间阶段,所述信号无用时间段还包括所述等待时间阶段。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,在等待时间阶段,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵对应的放电电流,在本申请的另一个实施例中,在等待时间阶段,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,在本申请的其他实施例中,在等待时间阶段,所述电荷泵的充电电流等于所述电荷泵的放电电流,本申请对此不作限定,具体视情况而定。
具体的,在本申请的一个实施例中,当所述信号无用时间段包括所述上升沿时间阶段和所述等待时间阶段时,在等待时间阶段,所述电荷泵的充电电流可以大于所述电荷泵的放电电流,也可以小于所述电荷泵的放电电流,还可以等于所述电荷泵对应的放电电流;在本申请的又一个实施例中,当所述信号无用时间段包括所述下降沿时间阶段和所述等待时间阶段时,在所述等待时间阶段内,所述电荷泵的充电电流可以小于所述电荷泵的放电电流,也可以大于所述电荷泵的放电电流,还可以等于所述电荷泵的放电电流。本申请对此不做限定,具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,如图4所示,所述电荷泵包括:电流产生支路100、充电电流支路200和放电电流支路300;其中,所述充电电流支路200包括并联的第一充电电流支路201和第二充电电流支路202,所述放电电流支路300包括并联的第一放电电流支路301和第二放电电流支路302。
当所述第一充电电流支路201、所述第二充电电流支路202和所述第一放电电流支路301均工作,且所述第二放电电流支路302不工作时,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,以提高上升沿时间阶段内的调频连续波信号的频率的变化率,因此,如果所述信号有用时间段位于上升沿时间阶段中,则提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以增大所述锁相环能够支持的最大扫频斜率,如果所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段,则提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以使所述上升沿能够快速稳定,以便快速产生下降沿。
当所述第一放电电流支路301、所述第二放电电流支路302和所述第一充电电流支路201工作,且所述第二充电电流支路202不工作时,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,以提高下降沿时间阶段内的调频连续波信号的频率的变化率,因此,如果所述信号有用时间段位于下降沿时间阶段中,则提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以增大所述锁相环能够支持的最大扫频斜率,如果所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段,则提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以使所述下降沿能够快速稳定,以便快速产生下一个信号周期的上升沿。
需要说明的是,在上述实施例中,在所述等待时间阶段,所述第二充电电流支路202可以工作,也可以不工作;同理,所述第二放电电流支路302也可以工作或不工作,本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
可选的,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,在所述等待时间阶段,所述第二充电电流支路202不工作,所述第二放电电流支路302也不工作,以降低所述电荷泵的功耗。
下面以所述信号有用时间段位于上升沿时间阶段的全部时间段内为例进行说明。
具体的,如图5所示,图5为本申请一个实施例所提供的调频连续波信号的示意图,其中,坐标轴横轴为时间t,纵轴为频率f,从图5可以看出,在一个信号周期T内,该调频连续波信号由一个时频上的三角波构成,即由上升沿时间阶段,下降沿时间阶段,等待时间阶段三个阶段构成,其中,信号有用时间段位于上升沿时间阶段t1-t2,信号频率f随时间的增加而增大;所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段t2-t3和等待时间阶段t3-t4,在下降沿时间阶段t2-t3,信号频率随时间的增加而减小,在等待时间阶段t3-t4,随着时间的增加,信号频率保持不变。
因此,在本申请实施例中,在所述上升沿时间阶段t1-t2,需控制所述第一充电电流支路201、第二充电电流支路202和所述第一放电电流支路301工作,控制所述第二放电电流支路302不工作,使得所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,以使得该上升沿时间阶段的调频连续波信号的频率快速上升,增加所述锁相环能够支持的最大扫频频率;在下降沿时间阶段t2-t3,需控制所述第一充电电流支路201、所述第一放电电流支路301和所述第二放电电流支路302工作,控制第二充电电流支路202不工作,以使得所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,从而提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以缩短所述调频连续波信号的稳定时间,提高所述调频连续波信号的稳定速度。
下面以所述信号有用时间段位于下降沿时间阶段的全部时间段内为例进行说明。
如图6所示,图6为本申请另一个实施例所提供的调频连续波信号的示意图,其中,坐标轴横轴为时间t,纵轴为频率f,从图6中可以看出,在一个信号周期T内,所述调频连续波信号由一个时频上的三角波构成,即由下降沿时间阶段,上升沿时间阶段,等待时间阶段三个阶段构成,其中,信号有用时间段位于下降沿时间阶段t3-t4,信号频率随时间的增加而减小;所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段t1-t2和等待时间阶段t2-t3,在上升沿时间阶段t1-t2,信号频率随时间的增加而增大,在等待时间阶段t2-t3,随着时间的增加,信号频率保持不变。
因此,在本申请实施例中,在所述上升沿时间阶段t1-t2,控制所述第一充电电流支路201、第二充电电流支路202和所述第一放电电流支路301工作,控制所述第二放电电流支路302不工作,使得所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,以使得该上升沿时间阶段的调频连续波信号的频率快速上升,提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以缩短所述调频连续波信号的稳定时间,提高所述调频连续波信号的稳定速度;在所述下降沿时间阶段t3-t4,控制所述第一放电电流支路301、所述第二放电电流支路302和所述第一充电电流支路201工作,控制第二充电电流支路202不工作,使得所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,以使得该下降沿时间阶段的调频连续波信号的频率快速下降,提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,增加锁相环能够支持的最大扫频斜率。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述第一充电电流支路201具有第一充电电流Iup1,所述第二充电电流支路202具有第二充电电流Iup2,所述第二充电电流Iup2不小于所述第一充电电流Iup1的1/N,以使得所述第一充电电流Iup1和所述第二充电电流Iup2之和大于所述第一放电电流Idn1,从而保证所述第一充电电流支路、所述第二充电电流支路和第一放电电流支路工作,所述第二放电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流;所述第一放电电流支路301具有第一放电电流Idn1,所述第二放电电流支路302具有第二放电电流Idn2,所述第二放电电流Idn2不小于所述第一放电电流Idn1的1/M,以使得所述第一放电电流Idn1和所述第二放电电流Idn2之和大于所述第一充电电流Iup1,从而保证所述第一充电电流支路、所述第一放电电流支路和第二放电电流支路工作,所述第二充电电流支路不工作时,所述电荷泵的放电电流大于所述电荷泵的充电电流。其中,M和N为大于1的正整数。需要说明的是,在本申请实施例中,M和N可以相等,也可以不相等,本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
可选的,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述第二充电电流Iup2的数值大于所述第一充电电流Iup1与所述第一放电电流Idn1之间的电流值的差值,以保证所述第一充电电流支路、所述第二充电电流支路和所述第一放电电流支路工作,且所述第二放电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流;所述第二放电电流Idn2的数值大于所述第一充电电流Iup1与所述第一放电电流Idn1之间的电流值的差值,以保证所述第一放电电流支路、所述第二放电电流支路和所述第一充电电流支路工作,且所述第二充电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流。
需要说明的是,由于实际工艺制程中,所述第一放电电流支路301的第一放电电流Idn比第一充电电流支路201的第一充电电流Iup大10%或小10%左右,因此,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,N不小于10,M不小于10,可选的,在本申请的一个实施例中N和M相等。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图4所示,所述电荷泵还包括:供电电压端VDD和接地端;
所述第一放电电流支路301包括:串联在所述接地端与所述电荷泵的输出端Out之间的第一三极管M1和第二三极管M2。
所述第一充电电流支路201包括:串联在所述供电电压端VDD与所述电荷泵的输出端Out之间的第三三极管M3和第四三极管M4。
所述第二放电电流支路302包括:串联在所述接地端与所述电荷泵的输出端Out之间的第五三极管M5和第六三极管M6、与所述第五三极管M5的控制端电连接的放电控制元件3021;所述放电控制元件3021用于控制所述第五三极管M5在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内截止,以使所述第二放电电流支路302在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内不工作,在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内导通,以使所述第二放电电流支路302在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内工作。
所述第二充电电流支路202包括:串联在所述供电电压端VDD与所述电荷泵的输出端Out之间的第七三极管M7和第八三极管M8、所述第八三极管M8的控制端电连接的充电控制元件2021;所述充电控制元件2021用于控制所述第八三极管M8在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内导通,以使所述第二充电电流支路202在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内工作,在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内截止,以使所述第二充电电流支路202在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内不工作。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述第一充电电流支路201和所述第二充电电流支路202包括的三极管为第一类型三极管;所述第一放电电流支路301和所述第二放电电流支路302包括的三极管为第二类型三极管;其中,所述第一类型三极管与所述第二类型三极管相异。即本申请实施例中,所述第一充电电流支路201所包括的三极管的类型和所述第二充电电流支路202所包括的三极管的类型相同,所述第一放电电流支路301所包括的三极管的类型和所述第二放电电流支路302所包括的三极管的类型相同,所述第一充电电流支路201所包括的三极管的类型与所述第一放电电流支路301所包括的三极管的类型不同。
具体的,在本申请的一个实施例中,所述第一充电电流支路201所包括的三极管的类型为P型MOS管,所述第一放电电流支路301所包括的三极管的类型为N型MOS管,在本申请的另一个实施例中,所述第一充电电流支路201所包括的三极管的类型为N型MOS管,所述第一放电电流支路301所包括的三极管的类型为P型MOS管,本申请对此不作限定,具体视情况而定。
需要说明的是,为了便于区分P型MOS管和N型MOS管,在本申请各实施例的附图中,所有控制端(即栅极端)不带圆圈的三极管为N型MOS管,所有控制端(即栅极端)带圆圈的三极管为P型MOS管,另外,所有器件的输入端带圆圈表示有输入信号。
下面以所述第一充电电流支路201所包括的三极管的类型为P型MOS管,所述第一放电电流支路301所包括的三极管的类型为N型MOS管为例进行描述。
具体的,在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图4所示,所述第一三极管M1的输出端与所述接地端连接、输入端与所述第二三极管M2的输出端电连接、控制端输入第一控制信号,所述第二三极管M2的输入端与所述电荷泵的输出端Out电连接、控制端与所述电流产生支路的第一输出端电连接。
所述第三三极管M3的输出端与所述电荷泵的输出端Out电连接、输入端与所述第四三极管M4的输出端电连接、控制端与所述电流产生支路的第二输出端电连接,所述第四三极管M4的输入端与所述供电电压端VDD电连接、控制端输入第二控制信号。
所述第五三极管M5的输出端与所述接地端电连接、输入端与所述第六三极管M6的输出端电连接、控制端与放电控制元件3021电连接,所述第六三极管M6的输入端与所述电荷泵的输出端Out电连接、控制端与所述第二三极管M2的控制端电连接,所述放电控制元件3021的输出端与所述第五三极管M5的控制端电连接、所述放电控制元件3021的第一输入端A1输入第一使能信号、所述放电控制元件3021的第二输入端B1输入第三控制信号。
所述第七三极管M7的输出端与所述电荷泵的输出端Out电连接、输入端与所述第八三极管M8的输出端电连接、控制端与所述第三三极管M3的控制端电连接,所述第八三极管M8的输入端与所述供电电压端VDD电连接、控制端与所述充电控制元件2021电连接,所述充电控制元件2021的输出端与所述第八三极管M8的控制端电连接,所述充电控制元件2021的第一输入端A2输入第二使能信号,所述充电控制元件2021的第二输入端B2输入第四控制信号。
下面以在所述上升沿时间阶段中的全部时间段内,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,以及在所述下降沿时间阶段中的全部时间段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流为例进行说明。
所述电荷泵具体工作时,在所述上升沿时间阶段,所述放电控制元件3021输出低电平,控制所述第二放电电流支路302不工作,使得所述电荷泵的放电电流为所述第一放电电流支路301提供的第一放电电流Idn1,所述充电控制元件2021输出低电平,控制所述第二充电电流支路202工作,所述电荷泵的充电电流为所述第一充电电流支路201提供的第一充电电流Iup1和第二充电电流支路202提供的第二充电电流Iup2之和;在所述下降沿时间阶段,所述放电控制元件3021输出高电平,控制所述第二放电电流支路302工作,所述电荷泵的放电电流为所述第一放电电流支路301提供的第一放电电流Idn1和第二放电电流支路302提供的第二放电电流Idn2之和,所述充电控制元件2021输出低电平,控制所述第二充电电流支路202不工作,使得所述电荷泵的充电电流为所述第一充电电流支路201提供的第一充电电流Iup1。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图4所示,所述放电控制元件3021包括与门电路,所述与门电路的输出端与所述第五三极管M5的控制端电连接、所述与门电路的第一输入端A1输入第一使能信号、所述与门电路的第二输入端B1输入所述第三控制信号,所述第三控制信号与所述第一控制信号相同;
所述充电控制元件2021包括或门电路,所述或门电路的输出端与所述第八三极管M8的控制端电连接、所述或门电路的第一输入端A2输入第二使能信号、所述或门电路的第二输入端B2输入第四控制信号,所述第四控制信号与所述第二控制信号相反;
其中,在所述上升沿时间阶段,所述第一使能信号为低电平,所述第二使能信号为低电平,在所述下降沿时间阶段,所述第一使能信号为高电平,所述第二使能信号为高电平。
需要说明的是,在本申请实施例中,所述第二放电电流支路302的工作状态由所述第三控制信号与所述第一使能信号的与控制,所述第二充电电流支路202的工作状态由所述第四控制信号和所述第二使能信号的或控制,具体的,在本申请一实施例中,所述第一控制信号和第三控制信号为所述鉴频鉴相器输出的下降信号DOWN(可简称DN),所述第二控制信号为所述鉴频鉴相器输出的上升信号UP,所述第四控制信号为所述鉴频鉴相器输出的上升信号UP的反向信号UPB,所述第一使能信号为第二放电电流支路302的使能信号Idn2_EN,所述第二使能信号为第二充电电流支路202的使能信号Iup2_EN的反向Iup2_ENB。
在本申请的另一个实施例中,如图7所示,所述放电控制元件3021包括或非门电路,所述或非门电路的输出端与所述第五三极管M5的控制端电连接、所述或非门电路的第一输入端A1输入第一使能信号、所述或非门电路的第二输入端B1输入所述第三控制信号,所述第三控制信号与所述第一控制信号相反;如图8所示,所述充电控制元件2021包括与非门电路,所述与非门电路的输出端与所述第八三极管M8的控制端电连接、所述与非门电路的第一输入端A2输入第二使能信号、所述与非门电路的第二输入端B2输入第四控制信号,所述第四控制信号与所述第二控制信号相同;其中,在所述上升沿时间阶段,所述第一使能信号为高电平,所述第二使能信号为高电平,在所述下降沿时间阶段,所述第一使能信号为低电平,所述第二使能信号为低电平。
需要说明的是,在本申请实施例中,所述第一控制信号为所述鉴频鉴相器输出的下降信号DOWN(简称DN),所述第三控制信号为所述鉴频鉴相器输出的下降信号DN的反向信号DNB,所述第二控制信号和第四控制信号为所述鉴频鉴相器输出的上升信号UP;所述第一使能信号为第二放电电流支路302的使能信号Idn2_EN的反向Idn2_ENB,所述第二使能信号为第二充电电流支路202的使能信号Iup2_EN。
对比上述两个实施例可知,本申请实施例与上一实施例的不同之处在于,本申请实施例中,所述放电控制元件3021由原来的与门电路变成了或非门电路,输入的第一使能信号由原来的Idn2_EN变成了其反向信号Idn2_ENB,第三控制信号由原来的DN变成了其反向信号DNB,同理,所述充电控制元件2021由原来的或门电路变成了与非门电路,输入的第二使能信号由原来的Iup2_ENB变成了Iup2_EN,第四控制信号由原来的UPB变成了UP。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,如图9所示,所述电流产生支路100包括:位于所述供电电压端VDD与接地端之间的第一电流产生支路101和第二电流产生支路102,所述第一电流产生支路101用于为所述第二电流产生支路102提供镜像电流;所述第二电流产生支路102包括串联的第一子支路1021和第二子支路1022,所述第一子支路1021与所述第一放电电流支路301组成电流镜,所述第二子支路1022与所述第一充电电流支路201组成电流镜。
在上述实施例的基础上,在本申请的实施例中,如图9所示,第一电流产生支路101包括:串联在接地端与供电电压端VDD之间的电流源Ibias、第九三极管M9和第十三极管M10;第二电流产生支路102包括:串联在接地端与供电电压端VDD之间的第十一三极管M11、第十二三极管M12、第十三三极管M13和第十四三极管M14,其中,所述第一子支路1021包括串联的所述第十一三极管M11和所述第十二三极管M12,所述第二子支路1022包括串联的所述第十三三极管M13和所述第十四三极管M14。
需要说明的是,在本申请实施例中,所述第九三极管M9、所述第十三极管M10、所述第十一三极管M11和所述第十二三极管M12的类型与所述第一三极管M1的类型相同,例如,均为N型MOS管;所述第十三三极管M13和第十四三极管M14的类型与所述第三三极管M3的类型相同,例如,均为P型MOS管,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
具体的,在上述实施例的基础上,在本申请的实施例中,所述第九三极管M9的输出端与所述接地端电连接、输入端与所述第十三极管M10的输出端电连接、控制端与供电电压端VDD电连接,所述第十三极管M10的输入端与所述电流源Ibias的第一端电连接、控制端与其输入端电连接。
所述电流源Ibias的第二端电连接至所述供电电压端VDD。
所述第十一三极管M11的输出端与所述接地端电连接、输入端与所述第十二三极管M12的输出端电连接、控制端与所述供电电压VDD电连接,所述第十二三级晶体管的输入端与所述第十三三级晶体管的输出端电连接、控制端与所述第十三极管M10的控制端电连接、且与所述第二三极晶体管M2的控制端电连接。
所述第十三三极管M13的输入端与所述第十四三极管M14的输出端电连接、控制端与所述第三三极管M3的控制端电连接,所述第十四三极管M14的输入端与所述供电电压端VDD电连接,控制端接地VSS。
下面以所述第九三极管M9、所述第十三极管M10、所述第十一三极管M11和所述第十二三极管M12的类型与所述第一三极管M1的类型相同,且所述第九三极管M9为N型MOS管,所述第十三三极管M13和第十四三极管M14的类型与所述第三三极管M3的类型相同,且所述第十三三极管M13为P型MOS管为例,对所述电荷泵的工作过程进行描述。
在本申请实施例中,所述第一电流产生支路101能够为所述第二电流产生支路102提供镜像电流,所述第二电流产生支路102所包括的第一子支路1021与所述第一放电电流支路301组成电流镜,为所述第一放电电流支路301提供镜像电流,在所述第二放电电流支路302工作时,所述第一放电电流支路301给所述第二放电电流支路302提供镜像电流。同理,所述第二电流产生支路102所包括的第二子支路1022与所述第一充电电流支路201组成电流镜,为所述第一充电电流支路201提供镜像电流,在所述第二充电电流支路202工作时,所述第一充电电流支路201给所述第二充电电流支路202提供镜像电流。
需要说明的是,当锁相环达到平衡状态时,理论上所述电荷泵的充电电流等于所述电荷泵的放电电流,但是在实际中,由于工艺的差异,当锁相环达到平衡状态时,所述电荷泵的充电电流不等于所述电荷泵的放电电流,基于此,在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图9所示,所述电荷泵还包括:比较器400,所述比较器400的第一输入端与所述电荷泵的输出端Out电连接、第二输入端与所述第一子支路1021和所述第二子支路1022的公共端电连接、输出端与所述第三三极管M3的控制端电连接,以使得锁相环达到平衡状态时,所述电荷泵的充电电流等于所述电荷泵的放电电流,进而保证所述锁相环的稳定状态。
相应的,本申请实施例还提供了一种锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期具有上升沿时间阶段和下降沿时间阶段;
在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流大于所述调频连续波信号对应的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号的频率快速上升;
在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流小于所述调频连续波信号对应的放电电流,以使得该时间段的调频连续波信号的频率快速下降。
由此可见,本申请所提供的锁相环,无论是在上升沿时间阶段,还是在下降沿时间阶段,均可提高所述调频连续波信号的频率的变化率,因此,信号周期中的信号无用时间段无论是包括上升沿时间阶段,还是包括下降沿时间阶段,均可以有效提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以缩短所述调频连续波信号的稳定时间,提高所述调频连续波信号的稳定速度,从而使得本申请实施例中所提供的锁相环能使得输出的FMCW信号既具有较小的杂散信号,又能满足锁相环应用时所要求的快速稳定,提高所述调频连续波信号的质量。
另外,本申请所提供的锁相环中,信号周期的信号有用时间段无论是包括上升沿时间阶段,还是包括下降沿时间阶段,均可以提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,进而使得锁相环在具有较高稳定速度的同时,还可以增加锁相环能够支持的最大扫频斜率,提高所述调频连续波信号的质量。
由上可知,本申请所提供的锁相环能够使得锁相环既具有较小的杂散信号,又能快速稳定,同时还能增加其能够支持的最大扫频斜率,提高所述调频连续波信号的质量。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;所述信号有用时间段位于上升沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段。在本实施例中,在信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流大于所述调频连续波信号对应的放电电流,使得该时间段的频率快速上升,提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,增加所述锁相环能够支持的最大扫频斜率;在所述信号无用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流小于所述调频连续波信号对应的放电电流,使得该时间段的频率快速下降,提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以使得下降沿能够快速稳定,以便快速产生下一个信号周期的上升沿。
可选的,在本申请一个实施例中,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中包括:所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段的全部时间段内,或,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段的部分时间段内,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
在本申请的另一个实施例中,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;所述信号有用时间段位于下降沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段。在本实施例中,在信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流小于所述调频连续波信号对应的放电电流,使得该时间段的频率快速下降,提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,进而增加所述锁相环能够支持的最大扫频斜率;在所述信号无用时间段的至少部分时间段内,所述充电电流大于所述放电电流,使得该时间段的频率快速上升,提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以使得上升沿能够快速稳定,以便快速产生下降沿。
可选的,在本申请一个实施例中,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中包括:所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段的全部时间段内,或,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段的部分时间段内,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述调频连续波信号还具有等待时间阶段,相应的,所述信号无用时间段还包括所述等待时间阶段。需要说明的是,在本申请实施例中,在等待时间阶段,所述调频连续波信号对应的充电电流可以大于所述调频连续波信号对应的放电电流,也可以小于所述调频连续波信号对应的放电电流,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
由前述电荷泵每个周期的净电荷的计算公式可知,图2所示鉴频鉴相器(即,phaseand frequency detector,简称PFD)能够减小锁相环输出的FMCW信号的杂散信号,但却会减缓FMCW信号的稳定速度的原因是因为引入了非线性项ΔIcp(TturnON+T1),其中,TturnON表示鉴频鉴相器PFD和电荷泵CP的开启时间(即鉴频鉴相器的输入信号fref或者锁相环的反馈信号fdiv到来时与电荷泵的充电支路IUP或者放电支路ID输出电流的时间差),T1表示延时单元T1所引入的延迟时间。而且,相较于T1,TturnON的数值较小,对FMCW信号的稳定速度的影响较小。
基于此,本申请实施例中提供了一种鉴频鉴相器,应用于锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段,所述信号周期具有上升沿时间阶段、下降沿时间阶段和等待时间阶段;
其中,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述上升沿时间阶段和所述等待时间阶段,且所述鉴频鉴相器在所述下降沿时间阶段中至少部分时间段内的杂散信号,小于所述鉴频鉴相器在所述上升沿时间阶段或/和所述等待时间阶段的杂散信号,或,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述下降沿时间阶段和所述等待时间阶段,且所述鉴频鉴相器在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内的杂散信号,小于所述鉴频鉴相器在所述下降沿时间阶段或/和所述等待时间阶段的杂散信号,以在所述信号有用时间段的至少部分时间段,减小所述鉴频鉴相器的杂散信号,从而减小所述调频连续波信号的杂散信号,以提高所述调频连续波信号的线性度,并在所述信号无用时间段,不减小所述鉴频鉴相器的杂散信号,以避免由于减小所述杂散信号而影响所述调频连续波信号的稳定速度,从而使得所述调频连续波信号既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度,提高所述调频连续波信号的质量。
可选的,在本申请一个实施例中,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中包括:所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段的全部时间段内,或,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段的部分时间段内,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
同理,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中包括:所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段的全部时间段内,或,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段的部分时间段内,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,如图10所示,所述鉴频鉴相器包括:
第一触发器500,所述第一触发器500的第一输入端输入供电电压VDD,第二输入端输入参考信号,输出端输出第一控制信号;
第二触发器600,所述第二触发器600的第一输入端输入供电电压VDD,第二输入端输入反馈信号,输出端输出第二控制信号;
与门700,所述与门700的第一输入端与所述第一触发器500的输出端电连接,第二输入端输入所述第二触发器600的输出端电连接,输出端与所述第一触发器500和所述第二触发器600的复位端电连接;
第一延时元件800,所述第一延时元件的输入端与所述第一触发器500的输出端电连接,输出端与所述与门700的第一输入端电连接;以及
第一控制元件SW1,所述第一控制元件SW1与所述第一延时元件800并联;
其中,所述第一控制元件SW1用于在所述信号无用时间段的至少部分时间段,将所述第一延时元件800短路,使得所述第一触发器500输出的信号直接输入所述与门的第一输入端,从而在所述信号无用时间段的至少部分时间段内,减小额外注入的电荷,减小该额外注入的电荷对所述调频连续波信号在无用时间段的稳定速度的影响,在所述信号有用时间段,使得所述第一触发器500输出的信号经所述第一延时元件800后输入所述与门的第一输入端,从而降低杂散信号,提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度,提高所述调频连续波信号的质量。
可选的,在本申请的一个实施例中,所述第一触发器500和所述第二触发器600均为D触发器,在本申请其他实施例中,所述第一触发器500和所述第二触发器600还可以为其他类型的触发器,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
可选的,在本申请的一个实施例中,所述第一延时元件800是由至少一个反相器组成的,具体的,所述第一延时元件800是由多个反相器串联(即反相器链)组成,所述第一延时元件800的延迟时间为T1。
具体的,在本申请的一个实施例中,第一控制元件SW1为CMOS互补开关,在本申请其他实施例中,第一控制元件SW1还可以为其他类型的控制开关,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
所述鉴频鉴相器具体工作时,在所述信号有用时间段内的至少部分时间段,所述第一控制元件SW1截止,使得所述第一触发器500输出的信号经所述第一延时元件800后输入所述与门700的第一输入端,从而降低鉴频鉴相器输出信号的杂散信号,提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度;在所述信号无用时间段内的至少部分时间段,所述第一控制元件SW1导通,将所述第一延时元件800短路,使得所述第一触发器500输出的信号直接输入所述与门700的第一输入端,从而在所述信号无用时间段的至少部分时间段内,减小额外注入的电荷,减小该额外注入的电荷对所述调频连续波信号在无用时间段的稳定速度的影响,提高所述调频连续波的稳定速度。
下面以所述信号有用时间段位于上升沿时间阶段的全部时间段内为例进行说明。
在上述实施例的基础上,在本申请一个实施例中,所述信号有用时间段位于上升沿时间阶段的全部时间段内,继续如图5所示,在一个信号周期T内,信号有用时间段位于上升沿时间阶段t1-t2,所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段t2-t3和等待时间阶段t3-t4,具体工作时,在所述上升沿时间阶段t1-t2,控制所述第一控制元件SW1截止,在所述下降沿时间阶段t3-t4,控制所述第一控制元件SW1导通,使得在所述上升沿时间阶段t1-t2所述调频连续波信号的杂散信号小于在所述下降沿时间阶段t3-t4所述调频连续波信号的杂散信号,以在信号有用时间段减小调频连续波信号的杂散,提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度,并在信号无用时间段减少额外注入的电荷,以减小该额外注入的电荷对所述调频连续波信号在无用时间段的稳定速度的影响,提高所述调频连续波的稳定速度。
下面以所述信号有用时间段位于下降沿时间阶段的全部时间段内为例进行说明。
在本申请的另一实施例中,继续如图6所示,在一个信号周期T内,信号有用时间段位于下降沿时间阶段t3-t4中,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段t1-t2和等待时间阶段t2-t3,具体工作时,在所述上升沿时间阶段t1-t2,控制所述第一控制元件SW1导通,在所述下降沿时间阶段t3-t4,控制所述第一控制元件SW1截止,使得在所述上升沿时间阶段t1-t2所述调频连续波信号的杂散信号大于在所述下降沿时间阶段t3-t4所述调频连续波信号的杂散信号,以在信号有用时间段减小所述调频连续波信号的杂散,提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度,并在信号无用时间段减少额外注入的电荷,以减小该额外注入的电荷对所述调频连续波信号在无用时间段的稳定速度的影响,提高调频连续波信号的稳定速度。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图10所示,所述鉴频鉴相器还包括:
第二延时元件900,所述第二延时单元位于所述与门与所述第一触发器之间,所述第二延时元件900的输入端与所述与门的输出端电连接,输出端与所述第一触发器500和所述第二触发器600的复位端电连接,以提高调频连续波信号的线性度。
可选的,在本申请一个实施例中,所述第二延时元件900是由至少一个反相器组成的,具体的,所述第二延时元件900是由多个反相器串联(即反相器链)组成,所述第二延时元件的延迟时间为Tturn_ON。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,为了降低所述第二延时元件900引入的注入电荷对所述调频连续波信号的稳定速度的影响,进一步提高所述调频连续波信号的稳定速度,如图11所示,所述鉴频鉴相器还包括:
第二控制元件SW2,所述第二控制元件SW2与所述第二延时元件900并联;
其中,所述第二控制元件SW2用于在所述信号无用时间段的至少部分时间段,将所述第二延时元件900短路,使得所述与门700输出的信号直接输入所述第一触发器500和所述第二触发器600的复位端Reset,从而在所述信号无用时间段的至少部分时间段内,减小额外注入的电荷,减小该额外注入的电荷对所述调频连续波信号在无用时间段的稳定速度的影响,在所述信号有用时间段,使得所述与门700输出的信号经所述第二延时元件900后输入所述第一触发器500和所述第二触发器600的复位端Reset,从而降低鉴频鉴相器输出信号的杂散信号,提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度。
需要说明的是,在本申请的一个实施例中,所述第二控制元件SW2与所述第一控制元件SW1的类型相同,在本申请的其他实施例中,所述第二控制元件SW2与所述第一控制元件SW1的类型也可以不相同,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
可选的,在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述第一控制元件SW1和所述第二控制元件SW2类型相同,以使得所述第一控制元件SW1和第二控制元件SW2可以由同一控制信号(例如,SW1控制信号)统一控制,在本申请其他实施例中,所述第一控制元件SW1和所述第二控制元件SW2也可以由两个控制信号分别控制,本申请对此不做限定,具体视情况而定。
具体的,在本申请实施例中,在所述信号无用时间段的至少部分时间段,将所述第一延时元件800和所述第二延时元件900均短路,使得所述第一触发器500输出的信号直接输入所述与门700的第一输入端,所述与门700输出的信号直接输入所述第一触发器500和所述第二触发器600的复位端Reset,从而在所述信号无用时间段的至少部分时间段内,减小额外注入的电荷,进而减小该额外注入的电荷对所述调频连续波信号在无用时间段的稳定速度的影响,提高调频连续波的稳定速度,在所述信号有用时间段,将所述第一延时元件800和所述第二延时元件900均接入,使得所述第一触发器500输出的信号经所述第一延时元件800后输入所述与门700的第一输入端,再依次经所述与门700和所述第二延时元件900后,输入所述第一触发器500和所述第二触发器600的复位端Reset,从而降低鉴频鉴相器输出信号的杂散信号,以降低所述调频连续波信号在信号有用时间段的杂散信号,提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度。
由此可见,本申请实施例提供的鉴频鉴相器能够使得FMCW信号既能满足锁相环应用时所要求的快速稳定,又具有较小的杂散信号,提高所述调频连续波信号的质量。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述信号有用时间段位于下降沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段和等待时间阶段。下面以所述鉴频鉴相器在所述下降沿时间阶段中的全部时间段内的杂散信号,小于所述鉴频鉴相器在所述上升沿时间阶段中的全部时间段内或/和所述等待时间阶段中全部时间段内的杂散信号为例,进行说明。
具体的,在上述实施例中,在上升沿时间阶段或/和等待时间阶段,所述第一控制元件SW1导通,将所述第一延时元件800短路,使得所述第一触发器500输出的信号直接输入所述与门700的第一输入端,从而在所述信号无用时间段的至少部分时间段内,减小额外注入的电荷,进而减小该额外注入的电荷对所述调频连续波信号在无用时间段的稳定速度的影响,在下降沿时间阶段,所述第一控制元件SW1截止,使得所述第一触发器500输出的信号经所述第一延时元件800后输入所述与门700的第一输入端,从而降低杂散信号,提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度。
在本申请的另一个实施例中,所述信号有用时间段位于上升沿时间阶段,所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段和等待时间阶段。下面以所述鉴频鉴相器在所述上升沿时间阶段中的全部时间段的杂散信号,小于所述鉴频鉴相器在所述下降沿时间阶段中的全部时间段或/和所述等待时间阶段的杂散信号为例,进行说明。
具体的,在上述实施例中,在下降沿时间阶段或/和等待时间阶段,所述第一控制元件SW1导通,将所述第一延时元件800短路,使得所述第一触发器500输出的信号直接输入所述与门700的第一输入端,从而在所述信号无用时间段的至少部分时间段内,减小额外注入的电荷,进而减小该额外注入的电荷对所述调频连续波信号在无用时间段的稳定速度,在上升沿时间阶段,所述第一控制元件SW1截止,使得所述第一触发器500输出的信号经所述第一延时元件800后输入所述与门的第一输入端,从而降低鉴频鉴相器的杂散信号,以降低所述调频连续波信号在信号有用时间段的杂散信号,提高调频连续波信号在信号有用时间段的线性度。
相应的,本申请实施例中还提供了一种锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;在所述信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号具有第一杂散信号;在所述信号无用时间段内,所述调频连续波信号具有第二杂散信号;其中,所述第一杂散信号小于所述第二杂散信号。
因此,本申请实施例中所提供的锁相环产生的所述调频连续波信号在所述信号有用时间段的至少部分时间段的第一杂散信号小于所述调频连续波信号在所述信号无用时间段的第二杂散信号,以在所述信号有用时间段,减小所述调频连续波信号的杂散信号,从而提高所述调频连续波信号的线性度,在所述信号无用时间段,不减小所述调频连续波信号的杂散信号,以避免所述延时单元的引入影响所述调频连续波信号的稳定速度,从而使得所述调频连续波信号既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度,提高所述调频连续波信号的质量。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述信号周期具有上升沿时间阶段、下降沿时间阶段和等待时间阶段;其中,所述信号有用时间段位于上升沿时间阶段中。
在本申请的另一个实施例中,所述信号周期具有上升沿时间阶段、下降沿时间阶段和等待时间阶段;其中,所述信号有用时间段位于下降沿时间阶段中。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,当所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述上升沿时间阶段和所述等待时间阶段;其中,所述调频连续波信号在所述上升沿时间阶段中或/和所述等待时间阶段的杂散信号,大于所述调频连续波信号在所述下降沿时间阶段的至少部分时间段杂散信号。
在本申请的另一个实施例中,当所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述下降沿时间阶段和所述等待时间阶段;其中,所述调频连续波信号在所述下降沿时间阶段或/和所述等待时间阶段的杂散信号,大于所述调频连续波信号在所述上升沿时间阶段的至少部分时间段的杂散信号。本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
因此,本申请实施例中所提供的锁相环所产生的调频连续波信号既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度。
如图12所示,本申请还提供了一种锁相环,包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器(即low pass filter,简称LPF)、振荡器(即voltage controlled oscillator,VCO)和分频器(即Divider);
所述鉴频鉴相器的第一输入端为所述锁相环的输入端,所述鉴频鉴相器的第二输入端与所述分频器的输出端电连接,所述鉴频鉴相器的输出端与所述电荷泵的输入端电连接,所述电荷泵的输出端与所述环路滤波器的输入端电连接,所述环路滤波器的输出端与所述振荡器的输入端电连接,所述振荡器的输出端与所述分频器的输入端电连接。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述电荷泵为上述任一实施例中所提供的电荷泵,在本申请的另一个实施例中,所述鉴频鉴相器为上述任一实施例中所提供的鉴频鉴相器,在本申请的又一个实施例中,述电荷泵为上述任一实施例中所提供的电荷泵,且所述鉴频鉴相器为上述任一实施例中所提供的鉴频鉴相器,以使得所述锁相环输出的调频连续波信号既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度,提高所述调频连续波信号的质量。
具体工作时,fref为锁相环的输入信号,fdiv为锁相环的反馈信号,fout为锁相环的输出信号,鉴频鉴相器和电荷泵一起负责将fref与fdiv的相位差转换为电流信号输出给环路滤波器;环路滤波器将电流信号转换为电压信号并滤除高频信号输出给振荡器;振荡器将电压信号转换为相位信号输出;分频器根据预设的频率比N,对振荡器输出的相位信号进行分频,则当锁相环锁定时有:fout=fref·N,其中,可以通过改变不同的N值得到不同的fout。需要说明的是,本申请中锁相环可以随时间按照一定的规律改变N值,以得到相应的FMCW信号。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,如果所述电荷泵为上述任一实施例中所提供的电荷泵,所述电荷泵包括:电流产生支路、充电电流支路和放电电流支路,其中,所述充电电流支路包括并联的第一充电电流支路和第二充电电流支路,所述放电电流支路包括并联的第一放电电流支路和第二放电电流支路。
具体工作时,当所述第一充电电流支路201、所述第二充电电流支路202和所述第一放电电流支路301工作,且所述第二放电电流支路302不工作时,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流,以提高上升沿时间阶段内的调频连续波信号的频率的变化率。在本申请实施例中,如果所述信号有用时间段位于上升沿时间阶段中,则提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以增大所述锁相环能够支持的最大扫频斜率,如果所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段,则提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以使所述上升沿能够快速稳定,以便快速产生下降沿。
当所述第一放电电流支路301、所述第二放电电流支路302和所述第一充电电流支路201工作,且所述第二充电电流支路202不工作时,所述电荷泵的充电电流小于电荷泵的放电电流,以提高下降沿时间阶段内的调频连续波信号的频率的变化率。在本实施例中,如果所述信号有用时间段位于下降沿时间阶段中,则提高所述信号有用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以增大所述锁相环能够支持的最大扫频斜率,如果所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段,则提高所述信号无用时间段内的调频连续波信号的频率的变化率,以使所述下降沿能够快速稳定,以便快速产生下一个上升沿。
在上述任一实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,所述锁相环还包括:控制器,所述控制器用于输出第一使能信号和第二使能信号,所述第一使能信号用于在所述下降沿时间阶段,控制所述第二充电电流支路202不工作,以使得在所述下降沿时间阶段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流,所述第二使能信号用于在所述上升沿时间阶段,控制所述第二放电电流支路302不工作,以使得在所述上升沿时间阶段内,所述电荷泵充电电流大于所述电荷泵的放电电流。
具体的,如图13所示,在本申请的一个实施例中,所述控制器包括扫频控制模块1和处理单元2,其中,所述扫频控制模块1根据所述电荷泵的应用场景确定何时切换所述第二充电电流支路202和所述第二放电电流支路302的工作状态,然后通知所述处理单元2(如CPU(Central Processing Unit,中央处理器)或者SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口))产生第一使能信号(例如,Idn2_EN控制信号)和第二使能信号(例如,Iup2_ENB控制信号),用于在所述上升沿时间阶段,控制所述放电控制元件3021以控制所述第五三极管M5截止,控制所述充电控制元件2021以控制所述第八三极管M8在所述下降沿时间阶段导通,从而使得在所述上升沿时间阶段,电荷泵的充电电流大于电荷泵的放电电流,并在所述下降沿时间阶段,控制所述放电控制元件3021以控制所述第五三极管M5导通,控制所述充电控制元件2021以控制所述第八三极管M8在所述下降沿时间阶段截止,从而使得在所述下降沿时间阶段,电荷泵的放电电流大于电荷泵的充电电流。
需要说明的是,本申请实施例中,所述扫频控制模块1可以通过控制分频器的分频比N,知道何时产生相应的使能信号,并将其通过处理单元2发出相应的指令。
在上述实施例的基础上,在本申请的一个实施例中,继续如图13所示,如果所述鉴频鉴相器为上述任一实施例中所提供的鉴频鉴相器,所述控制器还用于向所述鉴频鉴相器的第一控制元件SW1输出控制信号(例如SW1控制信号),用于在所述信号有用时间段内断开第一控制元件SW1,使得所述第一触发器500输出的信号经所述第一延时元件800后输入所述与门700的第一输入端,用于在所述信号无用时间段内闭合所述第一控制元件SW1,使得所述第一触发器500输出的信号直接输入所述与门700的第一输入端。
此外,本申请实施例还提供了一种电子装置,如图14所示,包括信号接收模块10、信号发射模块20和时钟源30,其中,所述信号发射模块20用于基于所述时钟源30中锁相环所提供的参考频率经发射天线发射电磁波信号;所述信号接收模块10利用接收天线接收被目标物体所反射形成的回波,并基于所述时钟源30中锁相环所提供的参考频率进行下变频处理,生成并输出中频信号;其中,所述锁相环为上述任一实施例所提供的锁相环。
可选的,在本申请的一个实施例中,所述调频连续波信号为毫米波信号,以使得所述电子装置可应用于自动驾驶、工业自动化、智能家电以及安检等领域中。
如图15所示,在本申请的一个具体实施例中,该电子装置还包括模数转换模块40和信号处理模块50,其中,所述信号发射模块20基于时钟源30中锁相环所提供的参考频率经发射天线发射电磁波信号;信号接收模块10利用接收天线接收被目标物体所反射形成的回波,并基于时钟源30中锁相环所提供的参考频率进行下变频处理,进而生成并输出中频信号至模数转换模块40,经所述模数转换模块40处理后传输给信号处理模块50,利用信号处理模块50对该模数转换模块40所输出的数字信号进行信号处理,进而实现对目标物的测距、测速、成像等操作。但本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
可选的,在本申请的一个实施例中,所述电子装置为SoC(即System on Chip)雷达芯片,例如雷达芯片或集成有天线的AiP毫米波雷达芯片等,在本申请的其他实施例中,所述电子装置还可以为其他类型的雷达系统,但本申请对此并不做限定,具体视情况而定。
综上可知,本申请实施例所提供的锁相环和电子装置中,所述锁相环输出的调频连续波信号可以既具有较小的杂散信号,又具有较快的稳定速度,从而在应用于雷达系统时,提高雷达系统的性能。
此外,本申请实施例还提供了一种设备,可包括设备本体和设置于所述设备本体上的电子器件;其中,所述设备本体可为交通工具(如各种类型的汽车、滑板车、平衡车、自行车、船舶、地铁、火车、高铁等)、智能设备(如手机、空调、拐杖、摄像头等)、安防设备(如地铁安检、机场安检等)、交通辅助设备(如道闸)、工业自动化设备及各种照明设备等,所述电子器件可包括本申请上述任一实施例中所记载的电子装置等,以基于目标的距离、角度、运动速度、温度及图像等参数检测进行目标检测、防碰撞、目标跟踪等操作,也可进行通信信号的等发收操作。
本说明书中各个部分采用并列和递进相结合的方式描述,每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处,各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (31)
1.一种锁相环,其特征在于,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期具有上升沿时间阶段和下降沿时间阶段;
所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括所述下降沿时间阶段;或,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段;
在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流大于所述调频连续波信号对应的放电电流;和/或
在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流小于所述调频连续波信号对应的放电电流。
2.根据权利要求1所述的锁相环,其特征在于,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;
其中,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段,在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流大于所述调频连续波信号对应的放电电流;和/或
所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段,在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号对应的充电电流小于所述调频连续波信号对应的放电电流。
3.根据权利要求1或2所述的锁相环,其特征在于,所述信号周期还具有等待时间阶段,所述信号无用时间段还包括所述等待时间阶段。
4.一种电荷泵,其特征在于,应用于锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期具有上升沿时间阶段和下降沿时间阶段;
所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括所述下降沿时间阶段;或,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段;
在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流;和/或
在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流。
5.根据权利要求4所述的电荷泵,其特征在于,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;
所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括下降沿时间阶段,且在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流;和/或
所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中,所述信号无用时间段包括上升沿时间阶段,且在该信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流。
6.根据权利要求4所述的电荷泵,其特征在于,所述信号周期还具有等待时间阶段,所述信号无用时间段还包括所述等待时间阶段。
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的电荷泵,其特征在于,所述电荷泵包括:电流产生支路、充电电流支路和放电电流支路;
其中,所述充电电流支路包括并联的第一充电电流支路和第二充电电流支路,所述放电电流支路包括并联的第一放电电流支路和第二放电电流支路;
当所述第一充电电流支路、所述第二充电电流支路和所述第一放电电流支路均工作,且所述第二放电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流;以及
当所述第一放电电流支路、所述第二放电电流支路和所述第一充电电流支路工作,且所述第二充电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流。
8.根据权利要求7所述的电荷泵,其特征在于,所述第一充电电流支路具有第一充电电流,所述第二充电电流支路具有第二充电电流,所述第二充电电流不小于所述第一充电电流的1/N;以及
所述第一放电电流支路具有第一放电电流,所述第二放电电流支路具有第二放电电流,所述第二放电电流不小于所述第一放电电流的1/M;
其中,M和N为大于1的正整数。
9.根据权利要求8所述的电荷泵,其特征在于,所述第二充电电流的数值大于所述第一充电电流与所述第一放电电流之间的电流值的差值;以及
所述第二放电电流的数值大于所述第一充电电流与所述第一放电电流之间的电流值的差值。
10.根据权利要求8所述的电荷泵,其特征在于,N不小于10,M不小于10。
11.根据权利要求8所述的电荷泵,其特征在于,N和M相等。
12.根据权利要求7所述的电荷泵,其特征在于,所述电荷泵还包括:供电电压端和接地端;
其中,所述第一放电电流支路包括:串联在所述接地端与所述电荷泵的输出端之间的第一三极管和第二三极管;
所述第一充电电流支路包括:串联在所述供电电压端与所述电荷泵的输出端之间的第三三极管和第四三极管;
所述第二放电电流支路包括:串联在所述接地端与所述电荷泵的输出端之间的第五三极管和第六三极管、与所述第五三极管的控制端电连接的放电控制元件;所述放电控制元件用于控制所述第五三极管在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内截止,在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内导通;以及
所述第二充电电流支路包括:串联在所述供电电压端与所述电荷泵的输出端之间的第七三极管和第八三极管、所述第八三极管的控制端电连接的充电控制元件;所述充电控制元件用于控制所述第八三极管在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内导通,在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内截止。
13.根据权利要求12所述的电荷泵,其特征在于,
所述第一三极管的输出端与所述接地端电连接、输入端与所述第二三极管的输出端电连接、控制端输入第一控制信号,所述第二三极管的输入端与所述电荷泵的输出端电连接、控制端与所述电流产生支路的第一输出端电连接;
所述第三三极管的输出端与所述电荷泵的输出端电连接、输入端与所述第四三极管的输出端电连接、控制端与所述电流产生支路的第二输出端电连接;所述第四三极管的输入端与所述供电电压端电连接、控制端输入第二控制信号;
所述第五三极管的输出端与所述接地端电连接、输入端与所述第六三极管的输出端电连接、控制端与所述放电控制元件电连接;所述第六三极管的输入端与所述电荷泵的输出端电连接、控制端与所述第二三极管的控制端电连接,所述放电控制元件的输出端与所述第五三极管的控制端电连接、所述放电控制元件的第一输入端输入第一使能信号、所述放电控制元件的第二输入端输入第三控制信号;
所述第七三极管的输出端与所述电荷泵的输出端电连接、输入端与所述第八三极管的输出端电连接、控制端与所述第三三极管的控制端电连接;所述第八三极管的输入端与所述供电电压端电连接、控制端与所述充电控制元件电连接;所述充电控制元件的输出端与所述第八三极管的控制端电连接、所述充电控制元件的第一输入端输入第二使能信号、所述充电控制元件的第二输入端输入第四控制信号。
14.根据权利要求13所述的电荷泵,其特征在于,
所述放电控制元件包括与门电路,所述与门电路的输出端与所述第五三极管的控制端电连接、所述与门电路的第一输入端输入第一使能信号、所述与门电路的第二输入端输入所述第三控制信号,所述第三控制信号与所述第一控制信号相同;以及
所述充电控制元件包括或门电路,所述或门电路的输出端与所述第八三极管的控制端电连接、所述或门电路的第一输入端输入所述第二使能信号、所述或门电路的第二输入端输入所述第四控制信号,所述第四控制信号与所述第二控制信号相反。
15.根据权利要求13所述的电荷泵,其特征在于,
所述放电控制元件包括或非门电路,所述或非门电路的输出端与所述第五三极管的控制端电连接、所述或非门电路的第一输入端输入所述第一使能信号、所述或非门电路的第二输入端输入所述第三控制信号,所述第三控制信号与所述第一控制信号相反;以及
所述充电控制元件包括与非门电路,所述与非门电路的输出端与所述第八三极管的控制端电连接、所述与非门电路的第一输入端输入所述第二使能信号、所述与非门电路的第二输入端输入所述第四控制信号,所述第四控制信号与所述第二控制信号相同。
16.根据权利要求12所述的电荷泵,其特征在于,所述第一充电电流支路和所述第二充电电流支路包括的三极管为第一类型三极管;以及
所述第一放电电流支路和所述第二放电电流支路包括的三极管为第二类型三极管;
其中,所述第一类型三极管与所述第二类型三极管相异。
17.根据权利要求12所述的电荷泵,其特征在于,所述电流产生支路包括:位于所述供电电压端与所述接地端之间的第一电流产生支路和第二电流产生支路,所述第一电流产生支路用于为所述第二电流产生支路提供镜像电流;所述第二电流产生支路包括串联的第一子支路和第二子支路,所述第一子支路与所述第一放电电流支路组成电流镜,所述第二子支路与所述第一充电电流支路组成电流镜。
18.根据权利要求17所述的电荷泵,其特征在于,所述电荷泵还包括:
比较器,所述比较器的第一输入端与所述电荷泵的输入端电连接,第二输入端与所述第一子支路和所述第二子支路的公共端电连接,输出端与所述第三三极管的控制端电连接。
19.一种锁相环,其特征在于,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段;
在所述信号有用时间段中的至少部分时间段内,所述调频连续波信号具有第一杂散信号;在所述信号无用时间段,所述调频连续波信号具有第二杂散信号;
其中,所述第一杂散信号小于所述第二杂散信号。
20.根据权利要求19所述的锁相环,其特征在于,所述信号周期具有上升沿时间阶段、下降沿时间阶段和等待时间阶段;
其中,所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中或所述下降沿时间阶段中。
21.根据权利要求20所述的锁相环,其特征在于,当所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述上升沿时间阶段和所述等待时间阶段;
其中,所述调频连续波信号在所述上升沿时间阶段或/和所述等待时间阶段的杂散信号,大于所述调频连续波信号在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内的杂散信号。
22.根据权利要求20所述的锁相环,其特征在于,当所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述下降沿时间阶段和所述等待时间阶段;
其中,所述调频连续波信号在所述下降沿时间阶段或/和所述等待时间阶段的杂散信号,大于所述调频连续波信号在所述上升沿时间阶段的至少部分时间段的杂散信号。
23.一种鉴频鉴相器,其特征在于,应用于锁相环,所述锁相环用于产生调频连续波信号,所述调频连续波信号包括在时频域中连续的若干信号周期,所述信号周期包括信号有用时间段和信号无用时间段,所述信号周期具有上升沿时间阶段、下降沿时间阶段和等待时间阶段;
其中,所述信号有用时间段位于所述下降沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述上升沿时间阶段和所述等待时间阶段,且所述鉴频鉴相器在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内的杂散信号,小于所述鉴频鉴相器在所述上升沿时间阶段或/和所述等待时间阶段的杂散信号;或,
所述信号有用时间段位于所述上升沿时间阶段中时,所述信号无用时间段包括所述下降沿时间阶段和所述等待时间阶段,且所述鉴频鉴相器在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内的杂散信号,小于所述鉴频鉴相器在所述下降沿时间阶段或/和所述等待时间阶段的杂散信号。
24.根据权利要求23所述的鉴频鉴相器,其特征在于,包括:
第一触发器,所述第一触发器的第一输入端输入供电电压,第二输入端输入参考信号,输出端输出第一控制信号;
第二触发器,所述第二触发器的第一输入端输入供电电压,第二输入端输入反馈信号,输出端输出第二控制信号;
与门,所述与门的第一输入端与所述第一触发器的输出端电连接,第二输入端与所述第二触发器的输出端电连接,输出端与所述第一触发器和所述第二触发器的复位端电连接;
第一延时元件,所述第一延时元件的输入端与所述第一触发器的输出端电连接,输出端与所述与门的第一输入端电连接;以及
第一控制元件,所述第一控制元件与所述第一延时元件并联;
其中,所述第一控制元件用于在所述信号无用时间段内的至少部分时间段,将所述第一延时元件短路,使得所述第一触发器输出的信号直接输入所述与门的第一输入端,以及在所述信号有用时间段,使得所述第一触发器输出的信号经所述第一延时元件后输入所述与门的第一输入端。
25.根据权利要求24所述的鉴频鉴相器,其特征在于,还包括:
第二延时元件,所述第二延时元件的输入端与所述与门的输出端电连接,输出端与所述第一触发器和所述第二触发器的复位端电连接。
26.一种锁相环,其特征在于,包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、振荡器和分频器;
所述鉴频鉴相器的第一输入端为所述锁相环的输入端,所述鉴频鉴相器的第二输入端与所述分频器的输出端电连接,所述鉴频鉴相器的输出端与所述电荷泵的输入端电连接,所述电荷泵的输出端与所述环路滤波器的输入端电连接,所述环路滤波器的输出端与所述振荡器的输入端电连接,所述振荡器的输出端与所述分频器的输入端电连接;
其中,所述电荷泵为权利要求4-18任一项所述的电荷泵,和/或,所述鉴频鉴相器为权利要求23-25任一项所述的鉴频鉴相器。
27.根据权利要求26所述的锁相环,所述电荷泵包括:电流产生支路、充电电流支路和放电电流支路,其中,所述充电电流支路包括并联的第一充电电流支路和第二充电电流支路,所述放电电流支路包括并联的第一放电电流支路和第二放电电流支路;
当所述第一充电电流支路、所述第二充电电流支路和所述第一放电电流支路工作,且所述第二放电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流大于所述电荷泵的放电电流;以及;
当所述第一放电电流支路、所述第二放电电流支路和所述第一充电电流支路工作,且所述第二充电电流支路不工作时,所述电荷泵的充电电流小于所述电荷泵的放电电流。
28.根据权利要求27所述的锁相环,其特征在于,所述锁相环还包括:
控制器,所述控制器用于输出第一使能信号和第二使能信号,所述第一使能信号用于在所述下降沿时间阶段中的至少部分时间段内,控制所述第二充电电流支路不工作,所述第二使能信号用于在所述上升沿时间阶段中的至少部分时间段内,控制所述第二放电电流支路不工作。
29.一种电子装置,其特征在于,包括信号接收模块、信号发射模块和时钟源,其中,所述信号发射模块用于基于所述时钟源中锁相环所提供的参考频率经发射天线发射电磁波信号;所述信号接收模块利用接收天线接收被目标物体所反射形成的回波,并基于所述时钟源中锁相环所提供的参考频率进行下变频处理,生成并输出中频信号;
所述锁相环为权利要求1-3、19-22或26-28中任一项所提供的锁相环。
30.根据权利要求29所述的电子装置,其特征在于,所述调频连续波信号为毫米波信号,和/或
所述电子装置为AiP雷达芯片。
31.一种电子设备,包括设备本体和设置于所述设备本体上的电子器件;
其中,所述电子器件为如权利要求29或30所述的电子装置,用于进行目标检测或通信。
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