CN114301451A - 锁相环电路、控制方法、电荷泵及芯片 - Google Patents

锁相环电路、控制方法、电荷泵及芯片 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种锁相环电路、控制方法、电荷泵及芯片，所述锁相环电路，包括鉴频鉴相器，用于接收参考时钟信号及分频器的输出信号，生成充放电控制信号；电荷泵模块，用于确定充电或者放电，并确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，根据确定的充电或者放电以及电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流；环路滤波器，用于对充电电流或者放电电流进行滤波，得到控制电压信号；压控振荡器，用于生成预设频率的锁相环输出信号；分频器，用于对锁相环输出信号进行分频，将分频后的信号作为输出信号，输入至鉴频鉴相器。本发明提供的锁相环电路，可以极大的降低锁相环中杂散。

Description

锁相环电路、控制方法、电荷泵及芯片
技术领域
本发明涉及锁相环技术领域，尤其涉及一种锁相环电路、控制方法、电荷泵及芯片。
背景技术
锁相环是将由压控振荡器产生的输出分频信号与一个输入参考信号在相位和频率上实现同步的电路。在同步状态时，振荡器的输出信号和输入参考信号之间的相位差为0或一个固定的常数。如果两者之间的相位差发生变化，锁相环中存在一个反馈控制机制来调节振荡器的输出，使得相位差减小，并最终达到锁定状态。在这个电路中，输出信号的相位实际上锁定到输入参考信号的相位上，这也是该电路被称为锁相环的原因。现有锁相环电路中杂散较高，较高的杂散会严重影响锁相环的使用效果。
发明内容
基于此，本发明提供一种锁相环电路，包括鉴频鉴相器、电荷泵模块、环路滤波器、压控振荡器及分频器，所述电荷泵模块包括电荷泵比例单元及电荷泵积分单元；
所述鉴频鉴相器，用于接收参考时钟信号及所述分频器的输出信号，根据所述参考时钟信号及所述分频器的输出信号，生成充放电控制信号；
所述电荷泵模块，用于接收所述充放电控制信号，根据所述充放电控制信号确定充电或者放电，还用于根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流；
所述环路滤波器，用于对所述充电电流或者放电电流进行滤波，得到控制电压信号；
所述压控振荡器，用于根据所述控制电压信号生成预设频率的锁相环输出信号；
所述分频器，用于对所述锁相环输出信号进行分频，将分频后的信号作为输出信号，输入至所述鉴频鉴相器。
可选的，所述电荷泵模块还包括动态单元匹配模块，所述动态单元匹配模块用于，根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小。
可选的，所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元均包括若干个电流镜单元；
所述动态单元匹配模块还用于，根据所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，确定所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，并根据所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中的电流镜单元进行导通。
可选的，所述电荷泵比例单元，用于根据确定的充电或者放电，以及电荷泵比例单元中电流镜单元的导通个数，生成对应的充电电流或者放电电流；所述电荷泵积分单元，用于根据确定的充电或者放电，以及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，生成对应的充电电流或者放电电流。
可选的，所述电荷泵比例单元包括第一充电单元和第一放电单元，所述第一充电单元包括第一P型场效应管，所述第一放电单元包括第一N型场效应管；所述第一P型场效应管的栅极用于接收第一偏置电压，所述第一P型场效应管的源极接电源，所述第一P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第一N型场效应管的栅极用于接收第二偏置电压，所述第一N型场效应管的源极接地，所述第一N型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
可选的，所述电荷泵积分单元包括第二充单元和第二放电单元，所述第二充电单元包括第二P型场效应管，所述第二放电单元包括第二N型场效应管；所述第二P型场效应管栅极用于接收第一偏置电压，所述第二P型场效应管的源极接电源，所述第二P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第二N型场效应管的栅极用于接收第二偏置电压，所述第二N型场效应管的源极接地，所述第二N型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
可选的，所述第一充电单元、所述第一放电单元、所述第二充单元和所述第二放电单元分别包括若干个电流镜单元；所述动态单元匹配模块包括第一动态单元匹配器和第二动态单元匹配器；
所述第一动态单元匹配器，用于所述根据环路滤波器中电容的大小，确定所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元的导通个数，并根据第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行导通；
所述第二动态单元匹配器，用于根据所述环路滤波器中电容的大小，确定所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元的导通个数，并根据第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行导通。
可选的，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行导通，具体包括，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行随机导通；分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行导通，具体包括，分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行随机导通。
可选的，所述电荷泵模块还包括第一开关、第二开关、第三开关及第四开关；所述第一开关的一端接所述第一动态单元匹配器，所述第一开关的另一端接第二开关的一端以及压控振荡器，所述第二开关的另一端接第二动态单元匹配器，所述第三开关的一端接所述第一动态单元匹配器，所述第三开关的另一端接所述第四开关的一端以及压控振荡器，所述第四开关的另一端接所述第二动态单元匹配器。
可选的，所述环路滤波器包括积分电容Ci、比例电容Cp、电阻Rp以及缓冲器BUF，所述比例电容Cp的一端接所述第一开关的另一端，所述比例电容Cp的另一端和所述积分电容Ci的一端接地，所述积分电容的另一端接所述第三开关的另一端及缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端接所述电阻Rp一端，所述电阻Rp的另一端接所述比例电容Cp的一端。
本发明还提供了一种锁相环控制方法，包括以下步骤：
获取参考时钟信号及分频信号，根据所述参考时钟信号及所述分频信号的相位差，生成充放电控制信号；
根据所述充放电控制信号确定充电或者放电，根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵积分单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流；
对所述充电电流或者放电电流进行滤波，得到控制电压信号；
根据所述控制电压信号生成预设频率的锁相环输出信号；
对所述锁相环输出信号进行分频，得到所述分频信号。
本发明还提供了一种电荷泵，所述电荷泵包括电荷泵比例单元及电荷泵积分单元，所述电荷，用于接收所述充放电控制信号，根据所述充放电控制信号确定充电或者放电，还用于确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流。
本发明还提供了一种芯片，包括上述任一技术方案所述的锁相环电路或电荷泵。
本发明的有益效果在于：通过鉴频鉴相器根据参考时钟信号及分频器的输出信号，生成充放电控制信号，通过电荷泵模块，接收所述充放电控制信号，根据充放电控制信号确定充电或者放电，根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流；通过环路滤波器，对充电电流或者放电电流进行滤波，得到控制电压信号；通过压控振荡器，生成预设频率的锁相环输出信号；通过分频器，对所述锁相环输出信号进行分频，将分频后的信号作为输出信号，输入至所述鉴频鉴相器；在实现锁相环功能的同时，优化了电荷泵中的电流失配，极大的降低了锁相环中杂散。
附图说明
图1为本发明第一实施例的锁相环电路的电路框图；
图2为本发明第一实施例的锁相环电路的电路原理图；
图3为本发明第一实施例的电荷泵模块的原理框图；
图4为本发明第一实施例的电荷泵模块的电路原理图；
图5为本发明第二实施例的锁相环控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
图1是本发明第一实施例的锁相环电路的电路框图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的电路并不以图1所示的电路原理图为限。如图1所示，该锁相环电路包括鉴频鉴相器PFD、电荷泵模块CP、环路滤波器LPF、压控振荡器VCO及分频器DIV，所述电荷泵模块CP包括电荷泵比例单元CPP及电荷泵积分单元CPI；
所述鉴频鉴相器PFD，用于接收参考时钟信号及所述分频器DIV的输出信号，根据所述参考时钟信号及所述分频器DIV的输出信号，生成充放电控制信号；
所述电荷泵模块CP，用于接收所述充放电控制信号，根据所述充放电控制信号确定充电或者放电，还用于根据所述环路滤波器LPF中电容的大小，确定电荷泵比例单元CPP与电荷泵积分单元CPI的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵积分单元CPP与电荷泵积分单元CPI的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流；
所述环路滤波器LPF，用于对所述充电电流或者放电电流进行滤波，得到控制电压信号；
所述压控振荡器VCO，用于根据所述控制电压信号生成预设频率的锁相环输出信号；
所述分频器DIV，用于对所述锁相环输出信号进行分频，将分频后的信号作为输出信号，输入至所述鉴频鉴相器PFD。
需要说明的是，本发明实施例，通过鉴频鉴相器根据参考时钟信号及分频器的输出信号的相位差，生成充放电控制信号，通过动态单元匹配模块，根据环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，并根据电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，分别对电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中的电流镜单元进行导通，通过环路滤波器对充电电流或者放电电流进行滤波，得到控制电压信号，通过压控振荡器根据控制电压信号生成预设频率的锁相环输出信号；在实现锁相环功能的同时，优化了电荷泵中的电流失配，极大的降低了锁相环中杂散。
作为一种实施方式，锁相环电路包括鉴频鉴相器PFD、电荷泵模块CP、环路滤波器LPF、压控振荡器VCO和分频器DIV；鉴频鉴相器用于检测输入参考时钟clkin和分频后的反馈时钟clkdiv之间的相位差，输出控制信号UP和DN，控制信号UP控制电荷泵比例单元CPP与电荷泵积分单元CPI充电，控制信号DN控制电荷泵比例单元CPP与电荷泵积分单元CPI放电；电荷泵比例单元CPP与电荷泵积分单元CPI的输出电流分别为Icpp和Icpi，Icpp和Icpi经过环路滤波器LPF后得到压控振荡器VCO的控制电压Vc，Vc会对压控振荡器VCO输出时钟频率进行调整，电流经过分频器DIV分频之后回到鉴频鉴相器PFD，至此形成反馈环路。
在一些实施例中，所述环路滤波器包括积分电容Ci、比例电容Cp、电阻Rp以及缓冲器BUF，所述比例电容Cp的一端接所述第一开关的另一端，所述比例电容Cp的另一端和所述积分电容Ci的一端接地，所述积分电容的另一端接所述第三开关的另一端及缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端接所述电阻Rp一端，所述电阻Rp的另一端接所述比例电容Cp的一端。
作为一种实施方式，所述锁相环电路的电路原理图，如图2所示，图2中clkin为输入参考时钟，clkdiv为分频后的反馈时钟，环路滤波器LPF包括积分电容Ci、比例电容Cp、电阻Rp以及缓冲器BUF，其中，LPF的传递函数为
Figure BDA0003450456240000071
Figure BDA0003450456240000072
锁相环电路的环路增益近似为
Figure BDA0003450456240000073
环路增益的零点为
Figure BDA0003450456240000074
环路增益的次极点为
Figure BDA0003450456240000075
锁相环电路的环路相位裕度PM为
Figure BDA0003450456240000076
其中，Kvco为压控振荡器的增益，N为分频系数，Icp为单位电流，其等于电荷泵积分单元CPI的电流大小，B为电荷泵比例单元CPP的电流与电荷泵积分单元CPI的电流大小的比值。由上述公式可知，相位裕度与B*Ci、Cp的比值相关，若要求PM＝60°，只需B*Ci为Cp的13倍，也就意味着通过设置电流系数B可以减小对电容Ci的大小要求，从而实现小面积低成本的LPF片上集成。
此外，由于在先进尺寸工艺下，MOM电容、MIM电容的单位面积容值变小，在片上实现大电容通常需要依靠MOS电容实现，所以减小电容Ci可以有效减小MOS管栅端漏电导致的锁相环环路周期性扰动，从而抑制杂散。
作为一种实施方式，锁相环电路的环路单位增益带宽为
Figure BDA0003450456240000081
自然频率
Figure BDA0003450456240000082
阻尼因子
Figure BDA0003450456240000083
对于用锁相环电路，考虑输入参考来自高精度晶振，其相位噪声性能很好，此时环路带宽设计应是尽量接近输入参考的1/20，这样对环形振荡器VCO的相位噪声抑制效果最好。
在一些实施例中，所述电荷泵模块还包括动态单元匹配模块，所述动态单元匹配模块用于，根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小。
作为一种实施方式，所述电荷泵模块的原理框图，如图3所示。图3中的电荷泵模块包括电荷泵比例单元301、电荷泵积分单元302与动态单元匹配模块303。
在一些实施例中，所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元均包括若干个电流镜单元；
所述动态单元匹配模块还用于，根据所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，确定所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，并根据所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中的电流镜单元进行导通。
作为一种实施方式，根据所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中的电流镜单元进行随机导通；既可以消除电荷泵比例单元和电荷泵积分单元，自身充电电流和放电电流之间的失配，还可以消除电荷泵积分单元和电荷泵比例单元之间电流比例的失配。
作为一种实施方式，所述电荷泵模块的电路原理图，如图4所示。图2中的电荷泵比例单元CPP和电荷泵积分单元CPI两个电路，在图4中合并在了一起，以便进行匹配和逻辑控制。
在一些实施例中，所述电荷泵比例单元，用于根据确定的充电或者放电，以及电荷泵比例单元中电流镜单元的导通个数，生成对应的充电电流或者放电电流；所述电荷泵积分单元，用于根据确定的充电或者放电，以及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，生成对应的充电电流或者放电电流。
作为一种实施方式，电荷泵模块包括P型场效应管PM1～PMK以及N型场效应管，其中，K＝B+1，B为电荷泵比例单元CPP的电流与电荷泵积分单元CPI的电流大小的比值。需要说明的是，K还可以为B+1的整数倍，此时，电荷泵比例单元中电流镜单元的导通个数与电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数之比为B。
在一些实施例中，所述电荷泵比例单元包括第一充电单元和第一放电单元，所述第一充电单元包括第一P型场效应管，所述第一放电单元包括第一N型场效应管；所述第一P型场效应管的栅极用于接收第一偏置电压，所述第一P型场效应管的源极接电源，所述第一P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第一N型场效应管的栅极用于接收第二偏置电压，所述第一N型场效应管的源极接地，所述第一N型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
作为一种实施方式，所述电荷泵比例单元包括第一充电单元和第一放电单元，所述第一充电单元中的电流镜单元包括第一P型场效应管，所述第一放电单元包括第一N型场效应管；所述第一P型场效应管的栅极接P型偏置电压，所述第一P型场效应管的源极接电源，所述第一P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第一N型场效应管的栅极接N型偏置电压，所述第一N型场效应管的源极接地，所述第一P型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
作为一种示例，P型场效应管PM1～PMK栅端都接P型偏置电压Vbiasp，源端都接电源电压VDD，漏端则接到动态单元匹配模块的相应接口；N场效应管NM1～NMK栅端都接电流镜偏置电压Vbiasn，源端都接地，漏端则接到动态单元匹配模块相应接口。
在一些实施例中，所述电荷泵积分单元包括第二充单元和第二放电单元，所述第二充电单元包括第二P型场效应管，所述第二放电单元包括第二N型场效应管；所述第二P型场效应管栅极用于接收第一偏置电压，所述第二P型场效应管的源极接电源，所述第二P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第二N型场效应管的栅极用于接收第二偏置电压，所述第二N型场效应管的源极接地，所述第二N型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
作为一种实施方式，所述电荷泵积分单元包括第二充单元和第二放电单元，所述第二充电单元中的电流镜单元包括第二P型场效应管，所述第二放电单元包括第二N型场效应管；所述第二P型场效应管栅极接P型偏置电压，所述第二P型场效应管的源极接电源，所述第二P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第二N型场效应管的栅极接N型偏置电压，所述第二N型场效应管的源极接地，所述第二P型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
在一些实施例中，所述第一充电单元、所述第一放电单元、所述第二充单元和所述第二放电单元分别包括若干个电流镜单元；所述动态单元匹配模块包括第一动态单元匹配器和第二动态单元匹配器；
所述第一动态单元匹配器，用于所述根据环路滤波器中电容的大小，确定所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元的导通个数，并根据第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行导通；
所述第二动态单元匹配器，用于根据所述环路滤波器中电容的大小，确定所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元的导通个数，并根据第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行导通。
作为一种示例，第一充电单元、所述第一放电单元、所述第二充单元和所述第二放电单元中的若干个电流镜单元分别组成了电流镜，每个电流镜单元为电流镜的一个输出支路。
在一些实施例中，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行导通，具体包括，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行随机导通；分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行导通，具体包括，分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行随机导通。
作为一种实施方式，第一动态单元匹配器(DEM logic1)接收来自P场效应管PM1～PMK的电流，输入时钟clkin控制第一动态单元匹配器内部逻辑作随机选择，产生两路电流，大小为B*Icp和Icp，分别从第一开关SW1和第三开关SW3流入，第一开关SW1和第三开关SW3受鉴频鉴相器PFD输出信号UP控制；第二动态单元匹配器接收来自N场效应管NM1～NMK的电流，输入时钟clkin控制第二动态单元匹配器内部逻辑作随机选择，产生两路电流，大小为B*Icp和Icp，分别从第二开关SW2和第四SW4下端流出，开关受鉴频鉴相器PFD输出信号DN控制；第一开关SW1另一端和第二开关SW2一端相连，得到输出Icpp给到环路滤波器LPF，第三开关SW3另一端和SW4一端相连，得到输出Icpi给到环路滤波器LPF。
作为一种示例，P型场效应管尺寸都相同，对应输出电流均相同，即IP1＝IP2＝…＝IPK，同样的N型场效应管尺寸都相同，对应对应输出电流均相同，即IN1＝IN2＝…＝INK，并且均与单位电流相同。
在一些实施例中，所述电荷泵模块还包括第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4；所述第一开关SW1的一端接所述第一动态单元匹配器，所述第一开关SW1的另一端接第二开关SW2的一端以及压控振荡器，所述第二开关SW2的另一端接第二动态单元匹配器，所述第三开关SW3的一端接所述第一动态单元匹配器，所述第三开关SW3的另一端接所述第四开关SW4的一端以及压控振荡器，所述第四开关SW4的另一端接所述第二动态单元匹配器。
本发明实施例提供的锁相环电路，使用双路径结构，将电荷泵比例单元CPP和电荷泵积分单元CPI的输出电流设置成一定比例，通过环路滤波器LPF实现两路电流到压控振荡器VCO输入电压的转换，此锁相环电路的环路，可通过设置电荷泵比例单元CPP和电荷泵积分单元CPI的电流比例实现环路滤波器LPF中电容大小的等效缩减；基于双路径结构，使用动态单元匹配，既可以消除电荷泵比例单元CPP和电荷泵积分单元CPI，自身充电电流Iup和放电电流Idn之间的失配，还可以消除电荷泵积分单元CPI和电荷泵比例单元CPP之间电流比例的失配，有效地抑制杂散。
本发明第二实施例的锁相环控制方法的流程示意图，如图5所示，该锁相环控制方法，包括以下步骤：
S501，获取参考时钟信号及分频信号，根据所述参考时钟信号及所述分频信号，生成充放电控制信号；
S502，根据所述充放电控制信号确定充电或者放电，根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵积分单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流；
S503，对所述充电电流或者放电电流进行滤波，得到控制电压信号；
S504，根据所述控制电压信号生成预设频率的锁相环输出信号；
S505，对所述锁相环输出信号进行分频，得到所述分频信号。
本发明第三实施例提供了一种电荷泵，所述电荷泵包括电荷泵比例单元及电荷泵积分单元，所述电荷泵，用于接收所述充放电控制信号，根据所述充放电控制信号确定充电或者放电，还用于确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流。其中，当电荷泵应用于锁相环电路时，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，具体为，根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小。
作为一种实施方式，上述电荷泵还包括动态单元匹配模块，所述动态单元匹配模块用于，根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小。
作为一种实施方式，上述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元均包括若干个电流镜单元；
所述动态单元匹配模块还用于，根据所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，确定所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，并根据所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中的电流镜单元进行导通。
作为一种实施方式，上述电荷泵比例单元，用于根据确定的充电或者放电，以及电荷泵比例单元中电流镜单元的导通个数，生成对应的充电电流或者放电电流；所述电荷泵积分单元，用于根据确定的充电或者放电，以及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，生成对应的充电电流或者放电电流。
作为一种实施方式，上述电荷泵比例单元包括第一充电单元和第一放电单元，所述第一充电单元包括第一P型场效应管，所述第一放电单元包括第一N型场效应管；所述第一P型场效应管的栅极用于接收第一偏置电压，所述第一P型场效应管的源极接电源，所述第一P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第一N型场效应管的栅极用于接收第二偏置电压，所述第一N型场效应管的源极接地，所述第一N型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
作为一种实施方式，上述电荷泵积分单元包括第二充单元和第二放电单元，所述第二充电单元包括第二P型场效应管，所述第二放电单元包括第二N型场效应管；所述第二P型场效应管栅极用于接收第一偏置电压，所述第二P型场效应管的源极接电源，所述第二P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第二N型场效应管的栅极用于接收第二偏置电压，所述第二N型场效应管的源极接地，所述第二N型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
作为一种实施方式，所述第一充电单元、所述第一放电单元、所述第二充单元和所述第二放电单元分别包括若干个电流镜单元；所述动态单元匹配模块包括第一动态单元匹配器和第二动态单元匹配器；
所述第一动态单元匹配器，用于所述根据环路滤波器中电容的大小，确定所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元的导通个数，并根据第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行导通；
所述第二动态单元匹配器，用于根据所述环路滤波器中电容的大小，确定所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元的导通个数，并根据第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行导通。
作为一种实施方式，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行导通，具体包括，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行随机导通；分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行导通，具体包括，分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行随机导通。
本发明实施例提供的电荷泵，根据充放电控制信号确定充电或者放电，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流，既可以消除电荷泵比例单元和电荷泵积分单元，自身充电电流和放电电流之间的失配，还可以消除电荷泵积分单元和电荷泵比例单元之间电流比例的失配，从而有效地抑制杂散。
本发明第四实施例提供了一种芯片，包括上述任一实施例所述的锁相环电路或电荷泵。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种锁相环电路，其特征在于，包括鉴频鉴相器、电荷泵模块、环路滤波器、压控振荡器及分频器，所述电荷泵模块包括电荷泵比例单元及电荷泵积分单元；
所述鉴频鉴相器，用于接收参考时钟信号及所述分频器的输出信号，根据所述参考时钟信号及所述分频器的输出信号，生成充放电控制信号；
所述电荷泵模块，用于接收所述充放电控制信号，根据所述充放电控制信号确定充电或者放电，还用于根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流；
所述环路滤波器，用于对所述充电电流或者放电电流进行滤波，得到控制电压信号；
所述压控振荡器，用于根据所述控制电压信号生成预设频率的锁相环输出信号；
所述分频器，用于对所述锁相环输出信号进行分频，将分频后的信号作为输出信号，输入至所述鉴频鉴相器。
2.根据权利要求1所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵模块还包括动态单元匹配模块，所述动态单元匹配模块用于，根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小。
3.根据权利要求2所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元均包括若干个电流镜单元；
所述动态单元匹配模块还用于，根据所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，确定所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，并根据所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述电荷泵比例单元及电荷泵积分单元中的电流镜单元进行导通。
4.根据权利要求3所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵比例单元，用于根据确定的充电或者放电，以及电荷泵比例单元中电流镜单元的导通个数，生成对应的充电电流或者放电电流；所述电荷泵积分单元，用于根据确定的充电或者放电，以及电荷泵积分单元中电流镜单元的导通个数，生成对应的充电电流或者放电电流。
5.根据权利要求2所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵比例单元包括第一充电单元和第一放电单元，所述第一充电单元包括第一P型场效应管，所述第一放电单元包括第一N型场效应管；所述第一P型场效应管的栅极用于接收第一偏置电压，所述第一P型场效应管的源极接电源，所述第一P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第一N型场效应管的栅极用于接收第二偏置电压，所述第一N型场效应管的源极接地，所述第一N型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
6.根据权利要求2或5所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵积分单元包括第二充单元和第二放电单元，所述第二充电单元包括第二P型场效应管，所述第二放电单元包括第二N型场效应管；所述第二P型场效应管栅极用于接收第一偏置电压，所述第二P型场效应管的源极接电源，所述第二P型场效应管的漏极接所述动态单元匹配模块；所述第二N型场效应管的栅极用于接收第二偏置电压，所述第二N型场效应管的源极接地，所述第二N型场效应管的漏极接动态单元匹配模块。
7.根据权利要求6所述的锁相环电路，其特征在于，所述第一充电单元、所述第一放电单元、所述第二充单元和所述第二放电单元分别包括若干个电流镜单元；所述动态单元匹配模块包括第一动态单元匹配器和第二动态单元匹配器；
所述第一动态单元匹配器，用于所述根据环路滤波器中电容的大小，确定所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元的导通个数，并根据第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行导通；
所述第二动态单元匹配器，用于根据所述环路滤波器中电容的大小，确定所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元的导通个数，并根据第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元的导通个数，分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行导通。
8.根据权利要求7所述的锁相环电路，其特征在于，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行导通，具体包括，分别对所述第一充电单元及第二充电单元中电流镜单元进行随机导通；分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行导通，具体包括，分别对所述第一放电单元及第二放电单元中电流镜单元进行随机导通。
9.根据权利要求7所述的锁相环电路，其特征在于，所述电荷泵模块还包括第一开关、第二开关、第三开关及第四开关；所述第一开关的一端接所述第一动态单元匹配器，所述第一开关的另一端接第二开关的一端以及压控振荡器，所述第二开关的另一端接第二动态单元匹配器，所述第三开关的一端接所述第一动态单元匹配器，所述第三开关的另一端接所述第四开关的一端以及压控振荡器，所述第四开关的另一端接所述第二动态单元匹配器。
10.根据权利要求8所述的锁相环电路，其特征在于，所述环路滤波器包括积分电容Ci、比例电容Cp、电阻Rp以及缓冲器BUF，所述比例电容Cp的一端接所述第一开关的另一端，所述比例电容Cp的另一端和所述积分电容Ci的一端接地，所述积分电容的另一端接所述第三开关的另一端及缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端接所述电阻Rp一端，所述电阻Rp的另一端接所述比例电容Cp的一端。
11.一种锁相环控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取参考时钟信号及分频信号，根据所述参考时钟信号及所述分频信号，生成充放电控制信号；
根据所述充放电控制信号确定充电或者放电，根据所述环路滤波器中电容的大小，确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵积分单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流；
对所述充电电流或者放电电流进行滤波，得到控制电压信号；
根据所述控制电压信号生成预设频率的锁相环输出信号；
对所述锁相环输出信号进行分频，得到所述分频信号。
12.一种电荷泵，其特征在于，所述电荷泵包括电荷泵比例单元及电荷泵积分单元，所述电荷泵，用于接收所述充放电控制信号，根据所述充放电控制信号确定充电或者放电，还用于确定电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，并根据确定的充电或者放电以及所述电荷泵比例单元与电荷泵积分单元的电流大小，生成对应的充电电流或者放电电流。
13.一种芯片，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的锁相环电路或如权利要求12所述的电荷泵。
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