DE112018005269T5

DE112018005269T5 - Differenzladungspumpe

Info

Publication number: DE112018005269T5
Application number: DE112018005269.9T
Authority: DE
Inventors: James Strom; Grant Kesselring; Ann Chen Wu; Scott Trcka
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-11-09
Publication date: 2020-06-18
Also published as: US10644709B2; GB2582517A; JP2021504998A; US20190165795A1; US20190305782A1; JP7194486B2; GB2582517B; GB202008939D0; US10361707B2; WO2019106464A1; CN111279598A

Abstract

Ein System und eine Vorrichtung betreffen eine Differenzladungspumpenschaltung zur Verwendung in einer Phasenregelkreisschaltung (PLL-Schaltung). Eine Differenzladungspumpenschaltung kann einen Referenzstrom, zwei Messverstärker, einen Gleichtaktsteuerverstärker und eine H-Brückenschaltung beinhalten. Die H-Brückenschaltung ist mit dem Referenzstrom und dem Gleichtaktsteuerverstärker verbunden. Der Referenzstrom steuert einen ersten Abschnitt der H-Brückenschaltung an, und der Gleichtaktsteuerverstärker steuert einen zweiten Abschnitt der H-Brückenschaltung. Die H-Brückenschaltung beinhaltet außerdem erste und zweite Knoten. Bei den Knoten handelt es sich um Eingänge in einen der Messverstärker. Die Differenzladungspumpenschaltung ist so eingerichtet, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist. Die Differenzladungspumpenschaltung kann außerdem einen Transistor beinhalten, dessen Gate mit einem Ausgang eines Messverstärkers verbunden ist. Die Spannung am ersten Knoten kann durch den Messverstärker und den Transistor gesteuert werden.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Differenzladungspumpe zur Verwendung in einer elektronischen Schaltung wie zum Beispiel einer Phasenregelkreisschaltung (PLL-Schaltung) (PLL = phase-locked loop).
Bei einem Computer oder einem anderen elektronischen System werden Taktsignale verwendet, um den Datenfluss und dessen Ablauf zwischen sequenziellen Speicherelementen wie zum Beispiel Registern oder Kippschaltungen (latches) in einer integrierten Schaltung (integrated circuit, IC) zu steuern. Eine Taktschaltung, die einen PLL beinhaltet, kann exakte Phasenbeziehungen zwischen einem Referenztaktsignal und einem verteilten Taktsignal aufrechterhalten, das die Abfolge bei Digitallogik oder anderen Schaltungselementen steuert. Exakte Taktphasenbeziehungen können hilfreich sein, um bekannte und effiziente zeitliche Beziehungen zwischen sequenziellen Logikelementen zu erreichen.
Eine PLL-Schaltung erkennt Phasendifferenzen zwischen einem Referenztaktsignal und einem verteilten Taktsignal und erzeugt auf der Grundlage dieser Phasendifferenzen Steuersignale. Die Steuersignale können verwendet werden, um die zeitliche Steuerung und/oder Frequenz einer Takterzeugungsschaltung wie zum Beispiel eines spannungsgesteuerten Oszillators (voltage-controlled oscillator, VCO) anzupassen, dessen Ausgang auf eine Mehrzahl von Logik- oder anderen Schaltungselementen verteilt werden kann. Ein derartiger Takt kann bei zahlreichen Elementen in einer integrierten Schaltung verwendet werden, darunter bei einem Mikroprozessor, einer Speichersteuereinheit, einer Grafiksteuereinheit und anderen.
KURZDARSTELLUNG
Hierin beschriebene Ausführungsformen beinhalten Schaltungen und Systeme, die eine Differenzladungspumpe betreffen. Ausführungsformen beinhalten eine Differenzladungspumpenschaltung, die einen Referenzstrom beinhaltet, einen Mess-Operationsverstärker, einen Steuer-Operationsverstärker und eine H-Brückenschaltung beinhaltet, die mit dem Referenzstrom und dem Steuer-Operationsverstärker verbunden ist. Der Referenzstrom steuert einen ersten Abschnitt der H-Brückenschaltung an, und der Steuer-Operationsverstärker steuert einen zweiten Abschnitt der H-Brückenschaltung. Die H-Brückenschaltung beinhaltet einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten. Beim ersten und beim zweiten Knoten handelt es sich um Eingänge in den Mess-Operationsverstärker, und die Schaltung ist so eingerichtet, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist. Ausführungsformen beinhalten ferner ein System, das einen Phasendetektor beinhaltet, der so eingerichtet ist, dass ein erstes Ausgangssignal erzeugt wird, das im Zusammenhang mit einer Phasendifferenz zwischen einem empfangenen Referenzsignal und einem empfangenen Rückkopplungssignal steht, eine Filterschaltung und einen durchstimmbaren Oszillator, der so eingerichtet ist, dass ein zweites Ausgangssignal erzeugt wird. Das durch den Phasendetektor empfangene Rückkopplungssignal beruht auf dem zweiten Ausgangssignal. Das System beinhaltet ferner eine Differenzladungspumpenschaltung, die so eingerichtet ist, dass an der Filterschaltung ein erstes Signal erzeugt wird, das auf dem ersten Ausgangssignal beruht. Die Differenzladungspumpenschaltung beinhaltet einen Referenzstrom, einen Mess-Operationsverstärker, einen Steuer-Operationsverstärker und eine H-Brückenschaltung, die mit dem Referenzstrom und dem Steuer-Operationsverstärker verbunden ist. Der Referenzstrom steuert einen ersten Abschnitt der H-Brückenschaltung an, und der Steuer-Operationsverstärker steuert einen zweiten Abschnitt der H-Brückenschaltung. Die H-Brückenschaltung beinhaltet einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten. Beim ersten und beim zweiten Knoten handelt es sich um Eingänge in den Mess-Operationsverstärker. Die Schaltung ist so eingerichtet, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist.
Ausführungsformen beinhalten ferner eine Differenzladungspumpenschaltung, die einen Mess-Operationsverstärker und einen Steuer-Operationsverstärker beinhaltet. Die H-Brückenschaltung beinhaltet einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten. Beim ersten und beim zweiten Knoten handelt es sich um Eingänge in den Mess-Operationsverstärker. Die Differenzladungspumpenschaltung ist so eingerichtet, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist. Die H-Brückenschaltung beinhaltet ferner einen ersten Transistor, der mit dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten verbunden ist. Der erste Transistor enthält ein Gate, das mit dem Ausgang des Mess-Operationsverstärkers verbunden ist. Die Spannung am ersten Knoten wird durch den Mess-Operationsverstärker und den ersten Transistor gesteuert.
Ausführungsformen beinhalten ferner eine Differenzladungspumpenschaltung, die eine erste unabhängige Stromquelle, eine zweite unabhängige Stromquelle und eine H-Brückenschaltung beinhaltet, die mit der ersten und der zweiten unabhängigen Stromquelle verbunden ist. Die erste unabhängige Stromquelle steuert einen ersten Abschnitt der H-Brückenschaltung an, und die zweite unabhängige Stromquelle steuert einen zweiten Abschnitt der H-Brückenschaltung an.
Ausführungsformen beinhalten ferner eine Phasenregelkreisschaltung, die einen Phasendetektor beinhaltet, der so eingerichtet ist, dass ein erstes Ausgangssignal erzeugt wird, das im Zusammenhang mit einer Phasendifferenz zwischen einem empfangenen Referenzsignal und einem empfangenen Rückkopplungssignal steht, eine Filterschaltung und einen durchstimmbaren Oszillator, der so eingerichtet ist, dass ein zweites Ausgangssignal erzeugt wird. Das durch den Phasendetektor empfangene Rückkopplungssignal beruht auf dem zweiten Ausgangssignal. Die Phasenregelkreisschaltung beinhaltet ferner eine Differenzladungspumpenschaltung, die so eingerichtet ist, dass an der Filterschaltung ein erstes Signal erzeugt wird, das auf dem ersten Ausgangssignal beruht. Die Differenzladungspumpenschaltung beinhaltet einen Mess-Operationsverstärker und einen Steuer-Operationsverstärker. Die H-Brückenschaltung beinhaltet einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten. Beim ersten und zweiten Knoten handelt es sich um Eingänge in den Mess-Operationsverstärker. Die Differenzladungspumpenschaltung ist so eingerichtet, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist. Die H-Brückenschaltung beinhaltet ferner einen ersten Transistor, der mit dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten verbunden ist. Der erste Transistor enthält ein Gate, das mit dem Ausgang des Mess-Operationsverstärkers verbunden ist. Die Spannung am ersten Knoten wird durch den Mess-Operationsverstärker und den ersten Transistor gesteuert.
Figurenliste
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei:

1 eine beispielhafte PLL-Schaltung gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht.
2 eine Differenzladungspumpenschaltung gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht.
3 eine Messverstärkerschaltung gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht.
4 eine weitere Differenzladungspumpenschaltung gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht.
5 beispielhafte Spannungswerte an unterschiedlichen Knoten bei der Differenzladungspumpenschaltung von 4 gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht.
6 beispielhaften Strom zwischen Transistoren bei der Differenzladungspumpenschaltung der 2 und 4 gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine Differenzladungspumpe kann in einer PLL-Schaltung verwendet werden. Die Differenzladungspumpe kann verwendet werden, um die Steuerung des Betriebs des durchstimmbaren Oszillators auf der Grundlage eines Unterschieds zwischen einem Referenzsignal und einem Rückkopplungssignal im PLL zu ermöglichen. Eine derartige Differenzladungspumpe kann eine H-Brückenschaltung beinhalten, die als Teil des Ladungsbetriebs Strom über alternative Pfade treibt. Aber unter bestimmten Umständen kann eine Verwendung der H-Brückenschaltung zum Treiben von Strom über alternative Pfade zu einer Spannungsungleichheit zwischen alternativen Knoten auf den alternativen Pfaden führen. Dies kann zur Zunahme von Ladungsaufteilung und kurzzeitigen Signalschwankungen (Jitter) in der PLL-Schaltung führen. Um dieses Problem zu reduzieren, kann die Spannung an einem der Knoten so gesteuert werden, dass sie der Spannung am alternativen Knoten entspricht, wodurch Ladungsaufteilung und Jitter verringert und der Betrieb der Differenzladungspumpe und des PLL verbessert werden.
1 ist ein Blockschema, das eine Phasenregelkreisschaltung (PLL-Schaltung) veranschaulicht. Die PLL-Schaltung 100 beinhaltet allgemein einen Phasendetektor 110, eine Ladungspumpe 120, ein Schleifenfilter 130, einen durchstimmbaren Oszillator 140, einen Vorwärtsteiler 150 und einen Rückkopplungsteiler 160. Der Phasendetektor 110 kann eine beliebige geeignete Realisierungsform aufweisen wie zum Beispiel als analoger Phasendetektor, digitaler Phasendetektor usw. Der Phasendetektor 110 dient allgemein zum Erzeugen eines Phasendifferenzsignals, das eine Phasendifferenz zwischen einem Referenzsignal 102 und einem Rückkopplungssignal 162 wiedergibt. Das Rückkopplungssignal 162 beruht auf einem Ausgangssignal des durchstimmbaren Oszillators 140.
Die Signalausgabe durch den Phasendetektor 110 beinhaltet einen Bestandteil eines Erhöhungssignals (INC) 112, der durch den Phasendetektor 110 auf einer ersten Verbindung (wie zum Beispiel einem leitfähigen Draht oder einer leitfähigen Leiterbahn) mit der Ladungspumpe 120 ausgegeben wird, und einen Bestandteil eines Verringerungssignals (DEC) 114, der auf einer zweiten Verbindung mit der Ladungspumpe 120 ausgegeben wird. In einigen Fällen kann es sich bei den Signalen INC 112 und DEC 114 um Impulse handeln, deren Breiten auf der ermittelten Phasendifferenz beruhen. Wenn zum Beispiel das Rückkopplungssignal 162 eine höhere Frequenz als das Referenzsignal 102 aufweist, erzeugt der Phasendetektor 110 einen Impuls an DEC 114 (steuert z.B. die Leitung während eines Zeitraums mit „High“ an), während INC 112 auf einer feststehenden Spannung (z.B. Masse oder einer anderen „Low“-Spannung) gehalten wird.
Die Impulse des Signals DEC 114 wirken sich auf den Betrieb der Ladungspumpe 120 aus, die wiederum die Frequenz des durchstimmbaren Oszillators 140 verringert, wodurch die Ausgangsfrequenz in Richtung der Frequenz des Referenzsignals 102 verringert wird. Bei anderen Realisierungsformen des Phasendetektors 110 können sich die Impulse der Signale INC 112 und DEC 114 zumindest teilweise überlappen. Zum Beispiel können der Impuls bzw. die Impulse des Signals INC 112 zeitgleich mit dem Impuls bzw. den Impulsen des Signals DEC 114 sein, aber der Impuls bzw. die Impulse des Signals INC 112 können eine kürzere Dauer und/oder eine geringere Anzahl aufweisen, um die Ausgangsfrequenz des durchstimmbaren Oszillators 140 zu verringern.
Die Ladungspumpe 120 empfängt die Signale INC 112 und DEC 114 und gibt über das Schleifenfilter 130 ein Signal aus, das den Betrieb des durchstimmbaren Oszillators 140 steuern kann. Die Signalausgabe durch die Ladungspumpe 120 beinhaltet einen Bestandteil FILT 122 und einen Bestandteil FILTN 124. Bei einigen Ausführungsformen stellt der Bestandteil FILTN 124 eine im Wesentlichen invertierte Kopie des Bestandteils FILT 122 dar. Die Bestandteile FILT und FILTN können alternativ als Bestandteile OUT und OUTN bezeichnet sein. Die Ladungspumpe 120 kann über eine beliebige geeignete Komponente wie zum Beispiel einen leitfähigen Draht oder eine leitfähige Leiterbahn mit dem Schleifenfilter 130 verbunden sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Ladungspumpe 120 über eine durchgehende Leitung mit dem durchstimmbaren Oszillator 140 verbunden sein, und das Schleifenfilter 130 kann von der Leitung abzweigen, die die Ladungspumpe 120 mit dem durchstimmbaren Oszillator 140 verbindet.
Das Schleifenfilter 130 kann eine beliebige Anzahl von Elementen beinhalten, die ausgewählt sind, um die Dynamik der Steuerschleife (in diesem Fall der PLL-Schaltung 100) zu steuern. Bei einigen Ausführungsformen handelt es sich beim Schleifenfilter 130 um ein Tiefpassfilter, das ein kapazitives Element aufweist. Bei einigen Ausführungsformen kann das Schleifenfilter gleichwertige Elemente, Hochpassfilterelemente usw. beinhalten.
Der durchstimmbare Oszillator 140 erzeugt auf der Grundlage des vom Schleifenfilter 130 empfangenen Signals ein Ausgangssignal. Der durchstimmbare Oszillator 140 kann eine beliebige geeignete Realisierungsform wie zum Beispiel als spannungsgesteuerter Oszillator (VCO), numerisch gesteuerter Oszillator (numerically controlled oscillator, NCO) und so weiter aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen wird das Ausgangssignal vom durchstimmbaren Oszillator 140 über einen Vorwärtsteiler 150 und einen Rückkopplungsteiler 160 verarbeitet. Bei anderen Ausführungsformen handelt es sich beim Rückkopplungssignal 162 um das Ausgangssignal vom durchstimmbaren Oszillator 140.
Obwohl die PLL-Schaltung 100 in 1 veranschaulicht ist, wird ein Fachmann erkennen, dass die Ladungspumpe 120 und zugehörige Schaltungen auf verschiedene andere analoge und/oder digitale Steuerschleifenschaltungen anwendbar sind. Wenn die Ladungspumpe 120 als Teil einer PLL-Schaltung verwendet wird, kann sich die PLL-Schaltung auf einer integrierten Schaltungseinheit (IC-Einheit) befinden. Wie oben erörtert kann die PLL-Schaltung als Takt für einen Mikroprozessor, eine Speichersteuereinheit, eine Grafiksteuereinheit oder eine beliebige andere Komponente fungieren. Die PLL-Schaltung kann sich auf demselben IC wie die Einheit befinden, für die sie als Takt fungiert, sie kann sie auf einem anderen IC befinden, oder sie kann über mehrere ICs verteilt sein.
2 veranschaulicht eine beispielhafte Ladungspumpenschaltung 200. Die Ladungspumpe 200 stellt eine mögliche Konfiguration der in 1 beschriebenen Ladungspumpe 120 dar. Die Knoten OUT und OUTN bei der Differenzladungspumpe 200 können als Steuerspannungen für den durchstimmbaren Oszillator verwendet werden. Zum Beispiel kann OUT gleichwertig mit dem Signal FILT 122 in 1 sein, und OUTN kann gleichwertig mit dem Signal FILTN 124 in 1 sein. Bei einer Ausführungsform kann OUTN die Invertierung von OUT sein.
Die Differenzladungspumpe 200 beinhaltet ferner eine H-Brücke 230, die eine Anzahl von Transistoren beinhaltet, die dazu dienen, den Strom in das Schleifenfilter 250 und aus diesem heraus zu schalten, um die Frequenz des durchstimmbaren Oszillators zu steuern. Diese Transistoren sind als p-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (p-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistors, PFET) bzw. n-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (n-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistors, NFET) veranschaulicht und beschrieben, es kann aber eine beliebige Art von Transistor oder Schalteinheit verwendet werden.
Die Differenzladungspumpe 200 kann ferner Knoten SENSE und SENSEN beinhalten, wobei SENSEN die Invertierung von SENSE ist. Um Ladungsteilung und somit Rauschen und Jitter in der Schaltung zu minimieren, kann ein Paar aus Mess-Operationsverstärkern (Op-Verst.) OPSEN 204 und OPSENN 206 verwendet werden, um an den Knoten SENSE und SENSEN dieselben Spannungen wie an den Knoten OUT und OUTN zu erzwingen. Eine beispielhafte Schaltung, die die Verstärker OPSEN 204 und OPSENN 206 betrifft, wird ausführlicher in Bezug auf 3 erörtert.
Ein Vorspannen der Knoten SENSE und SENSEN, sodass die Spannungen mit denen an den Knoten OUT und OUTN übereinstimmen, verringert das Rauschen an den Knoten OUT und OUTN während des Betriebs der Transistoren in der H-Brücke. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Ladungspumpe 200 viele H-Brücken-Einheiten parallel zu den Knoten SENSE/SENSEN und OUT/OUTN beinhalten, um unterschiedliche Beträge des Ladungspumpenstroms zu erhalten. Der Gesamtstrom bei OUT/OUTN und SENSE/SENSEN kann je nach Realisierungsform und anderen Faktoren variieren, bei einigen Ausführungsformen liegt der Strom jedoch im Bereich von 0,4 bis 0,8 mA.
Im Zuge einer ausführlicheren Beschreibung von 2 beinhaltet eine Schaltung 210 vier Transistoren. Die Transistoren mitteln die Eingangssignale 212 und 214, um eine Gleichtaktspannungsquelle VCM zu erzeugen. Obwohl in den Figuren nicht dargestellt, kann das Eingangssignal 212 bei einer Ausführungsform mit dem Knoten OUTN verbunden sein, und das Eingangssignal 214 kann mit dem Knoten OUT verbunden sein. Ferner können die NFET-Transistoren in der Schaltung 210 mit einer Spannungsquelle verbunden sein, und die PFET-Transistoren können mit Masse verbunden sein. Die Gleichtaktspannungsquelle VCM ist mit dem Eingang eines Verstärkers OPCM 202 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers OPCM 202 ist mit den Gates der Transistoren T11 und T12 verbunden. Spannungsquellen VR 222 und VR 224 sind mit dem Transistor T11 bzw. T12 verbunden. Bei Elementen, die in den Zeichnungen und in der Beschreibung mit „VR“ bezeichnet sind, handelt es sich um Spannungsquellen, die manchmal auch mit der Abkürzung „VDD“ bezeichnet sind. Bei Elementen, die in den Figuren und in der Beschreibung mit „GA“ bezeichnet sind, handelt es sich um Masseanschlüsse, die manchmal auch mit der Abkürzung „GND“ bezeichnet sind. Die H-Brücke 230 dient dazu, den Strom auf der Grundlage zum Beispiel der Rückkopplung vom Phasendetektor 110 zu steuern, was in Bezug auf 1 erörtert wurde.
Auf der rechten Seite von 1 beginnend ist der Transistor T11 mit den Transistoren T9 und T8 verbunden. Der Transistor T9 ist mit dem Knoten SENSE verbunden. Der Transistor T8 ist mit dem Knoten OUT verbunden. Die Transistoren T10 und T7 sind mit dem Transistor T4 verbunden. Das Signal INC ist an das Gate des Transistors T9 angelegt. Das Signal INCN ist an das Gate des Transistors T8 angelegt. Das Signal DEC ist an das Gate des Transistors T7 angelegt. Das Signal DECN ist an das Gate des Transistors T10 angelegt. Bei den Signalen INC und DEC kann es sich zum Beispiel um die unter Bezugnahme auf 1 erörterten Signale handeln. Bei einer Ausführungsform kann es sich bei dem Signal INCN um die die Invertierung des Signals INC handeln, und bei dem Signal DECN kann es sich um die Invertierung des Signals DEC handeln. Obwohl in den Figuren nicht veranschaulicht, können Inverter enthalten sein, um aus dem Signal INC das Signal INCN und aus dem Signal DEC das Signal DECN zu erzeugen.
Während des Betriebs der Schaltung fließt Strom von Knoten 260 zum Knoten 262 und vom Knoten 264 zum Knoten 266. Der Pfad durch die H-Brücke 230 wird auf der Grundlage der Signale INC und DEC ausgewählt. Zum Beispiel wird bei einer PLL-Schaltung wie zum Beispiel der in 1 veranschaulichten PLL-Schaltung 100 angenommen, dass das Referenzsignal 102 mit dem Rückkopplungssignal 162 übereinstimmt. Dies bedeutet, dass die Frequenz des durchstimmbaren Oszillators 140 unverändert bleiben kann. Da der Phasendetektor 110 die Spannung am Schleifenfilter 130 nicht ändern muss, können die Signale INC 112 und DEC 114 auf einem logischen „Low“ („0“) gehalten werden, während die Invertierungen INCN und DECN „High“ („1“) sind.
Bei der in 2 veranschaulichten Schaltung ist der PFET-Transistor T9 leitend (da der Wert von INC am Gate des PFET-Transistors T9 „Low“ ist), während der PFET-Transistor T8 nicht leitend ist (da der Wert von INCN am Gate des PFET-Transistors T8 „High“ ist). In ähnlicher Weise ist der NFET-Transistor T10 leitend (da der Wert von DECN „High“ ist), während der NFET-Transistor T7 nicht leitend ist (da der Wert von DEC „Low“ ist). Bei diesem Szenario sind die Transistoren T2 und T1 entlang der linken Seite der H-Brücke 230 ebenfalls leitend, während die Transistoren T3 und T5 nicht leitend sind.
Wenn sich das Referenzsignal zum PLL (z.B. das Referenzsignal 102) vom Rückkopplungssignal (z.B. vom Rückkopplungssignal 162) unterscheidet, ändert der PLL die Spannung am Schleifenfilter 130, um die Signale zusammenzuführen. Beispielsweise wird angenommen, dass die Frequenz des Rückkopplungssignals 162 in 1 niedriger als die Frequenz des Referenzsignals 102 ist. Die PLL-Schaltung erhöht die Frequenz des durchstimmbaren Oszillators 140, um dies auszugleichen. Bei diesem Szenario sendet der Phasendetektor 110 ein logisches „High“-Signal INC an die Ladungspumpe 120 und ein logisches „Low“-Signal DEC.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 bedeutet dies, dass INC „High“ ist, INCN „Low“ ist, DEC „Low“ ist und DECN „High“ ist. Somit ist PFET-Transistor T8 leitend (da INCN „Low“ ist), während NFET-Transistor T7 nicht leitend ist (da DEC ebenfalls „Low“ ist). Dies erhöht die Spannung am Knoten OUT. Auf der linken Seite der H-Brücke ist PFET-Transistor T3 nicht leitend (da DECN „High“ ist), während NFET-Transistor T5 leitend ist (INC ist ebenfalls „High“). Dies verringert die Spannung am Knoten OUTN. Diese Änderung bei der Spannungsdifferenz zwischen OUT und OUTN ändert die Spannung des durchstimmbaren Oszillators über das Schleifenfilter 250.
Dieses Umschalten durch die H-Brücke kann jedoch zu einer Spannungsdifferenz zwischen den Knoten SENSE und OUT und SENSEN und OUTN führen, die in der Schaltung eine unerwünschte Ladungsteilung zwischen den Knoten und Jitter verursachen kann. Um dies abzumildern, kann der Spannungswert am Knoten SENSE so vorgespannt werden, dass er mit dem Spannungswert am Knoten OUT übereinstimmt, und der Spannungswert am Knoten SENSEN kann so vorgespannt werden, dass er mit dem Spannungswert am Knoten OUTN übereinstimmt. Ein Weg, um dies zu erreichen, besteht in der Verwendung von Messverstärkern OPSEN 204 und OPSENN 206. Die Messverstärker OPSEN 204 und OPSENN 206 spannen die Knoten SENSE und SENSEN so vor, dass die Spannungen den Knoten OUT und OUTN folgen. Dies verringert Spannungsdifferenzen beim Umschalten von Pfaden an der H-Brücke und mildert Ladungsteilung und Jitter ab.
Der Knoten OUT ist mit dem Schleifenfilter 250 verbunden. Das Schleifenfilter 250 beinhaltet zwei Kondensatoren, 254 und 256, und einen Widerstand 252. Unter Bezugnahme auf die linke Seite von 2 ähnelt die Konfiguration der oben erörterten Konfiguration auf der rechten Seite. Der Transistor T12 ist mit den Transistoren T2 und T3 verbunden. Der Transistor T2 ist mit dem Knoten SENSEN verbunden. Der Transistor T3 ist mit dem Knoten OUTN verbunden. Die Transistoren T1 und T5 sind mit dem Transistor T6 verbunden. Das Signal INC ist an das Gate des Transistors T5 angelegt. Das Signal INCN ist an das Gate des Transistors T1 angelegt. Das Signal DEC ist an das Gate des Transistors T2 angelegt. Das Signal DECN ist an das Gate des Transistors angelegt. Bei den Signalen INC und DEC kann es sich zum Beispiel um die unter Bezugnahme auf 1 erörterten Signale handeln. Bei einer Ausführungsform kann es sich bei dem Signal INCN um die die Invertierung des Signals INC handeln, und bei dem Signal DECN kann es sich um die Invertierung des Signals DEC handeln.
Wie oben erörtert kann die H-Brückenschaltung so arbeiten, das je nach den Werten von INC, INCN, DEC und DECN Pfade zwischen den Transistoren T1, T2, T3 und T5 umgeschaltet werden. Der Messverstärker OPSENN 206 kann verwendet werden, um den Knoten SENSEN so vorzuspannen, dass die Spannung mit der Spannung des Knotens OUTN übereinstimmt. Unter Bezugnahme auf den unteren Teil von 2 werden ein Referenzstrom 270 und eine Spannungsquelle VR 226 an die Gates der Transistoren T14, T6 und T4 angelegt. Der Referenzstrom 270 kann als Stromversorgung fungieren. Die Transistoren T14 und T4 sind mit Masse GA 280 verbunden.
3 veranschaulicht eine Messverstärkerschaltung 300, die der in 2 beschriebenen Ausführungsformen entspricht. Wie in Bezug auf 2 erörtert, kann die in 3 veranschaulichte Schaltung verwendet werden, um die Knoten SENSE und SENSEN der Differenzladungspumpe 200 so vorzuspannen, dass sie mit der Spannung der Knoten OUT und OUTN übereinstimmen. Dadurch werden Ladungsteilung und Rauschen verringert. Die Verstärkerschaltung 300 beinhaltet einen Op-Verst. 302, bei dem es sich um einen beliebigen geeigneten Operationsverstärker handeln kann. Zum Beispiel kann es sich bei dem Op-Verst. 302 um einen Operationsverstärker mit breitem Gleichtakteingangsbereich handeln.
Die Verstärkerschaltung 300 beinhaltet ferner eine Spannungsquelle VR 310, die Transistoren 322 und 324, eine Masse 362, einen Widerstand 312, einen Kondensator 314 und eine weitere Masse 364. Die Transistoren 322 und 324 können für Transistoren bei der Differenzladungspumpe 200 von 2 stehen. Beispielsweise könnte es sich bei Transistor 322 um den Transistor T2 bei der Differenzladungspumpe 200 handeln, und bei Transistor 324 könnte es sich um den Transistor T1 handeln. Alternativ könnte es sich bei Transistor 322 um den Transistor T9 handeln, und bei Transistor 324 könnte es sich um den Transistor T4 handeln. Dies sind lediglich Beispiele, und andere Transistorkonfigurationen sind ebenfalls möglich.
Obwohl die Differenzladungspumpe 200 und die Verstärkerschaltung 300 gut funktionieren, um Rauschen und Jitter zu verringern, hat diese Schaltungsausführung einige Nachteile. Da die Spannung in den Knoten OUT/OUTN von 0 bis zur Spannung der Spannungsquelle (z.B. 0 bis 1,2 V) reichen kann, sind die Transistoren 322 und 324 relativ groß, um die Knoten SENSE und SENSEN so vorzuspannen, dass sie mit der Spannung der Knoten OUT und OUTN übereinstimmen. Aber unter bestimmten Umständen, wenn beispielsweise die Spannung an den Knoten OUT und OUTN ca. die Hälfte der Spannung der Spannungsquelle beträgt (z.B. 0,6 V), fließt ein relativ hoher Strom zwischen der Spannungsquelle VR 310 und Masse GA 362. Dieser Vorstrom kann als „Durchlassstrom“ bezeichnet werden und kann zwischen Transistor 322 und 324 fließen. Die Schaltung leitet diesen Strom ab, wodurch Probleme im Zusammenhang mit Eigenerwärmung und Elektromigration entstehen und die Einhaltung von Anforderungen hinsichtlich Eigenerwärmung und Elektromigration erschwert wird. Ferner erhöhen die großen Transistoren 322 und 324 die Verstärkung der Schaltung und erschweren den Aufbau einer stabilen Rückkopplungsschleife noch mehr.
4 veranschaulicht eine weitere Ladungspumpenschaltung 400. Bei der Gestaltung der Differenzladungspumpe 400 bleiben die Funktionsvorteile der in 2 veranschaulichten Schaltung 200 erhalten, während einige der oben erörterten Nachteile verringert werden. Ein Ladungspumpenreferenzstrom 470 liefert ein Viertel des Stroms in der H-Brücke 420 mit dem Transistor T12. Der Gleichtaktsteuer-Op-Verst. OPCM 402 liefert ein weiteres Viertel des Stroms in der H-Brücke 420 mit dem Transistor T11. Die Messverstärker OPSEN 404 und OPSENN 406 steuern schließlich die verbleibenden Abschnitte der H-Brücke 420 an.
In der Differenzladungspumpe 400 müssen die Verstärker OPSEN 404 und OPSENN 406 die Knoten SENSE und SENSEN nicht direkt vorspannen, damit mit der Spannung der Knoten OUT und OUTN übereinstimmen. Stattdessen wird die Spannung am Knoten SENSEN über den Verstärker OPSENN 406, der das Gate des Transistors T6 ansteuert, so gesteuert, dass sie mit der Spannung am Knoten OUTN übereinstimmt. Wie oben erörtert ist der Ladungspumpenreferenzstrom 470 mit der linken Seite der H-Brücke 420 verbunden. Während des Betriebs des PLL nähert sich der Strom sowohl am Transistor T12 als auch am Transistor T6 dem Ladungspumpenreferenzstrom 470. Der Verstärker OPSENN 406 nutzt den Referenzstrom zum Steuern der Spannung an SENSEN, indem das Gate des Transistors T6 angesteuert wird. Dadurch wird erzwungen, dass der Knoten SENSEN mit dem Knoten OUTN übereinstimmt. Um zu erzwingen, dass der Knoten SENSEN mit dem Knoten OUT übereinstimmt, steuert der Verstärker OPSEN 404 das Gate des Transistors T4 an. Dieser nutzt den Strom vom Verstärker OPCM 402, der die rechte Seite der H-Brücke 420 ansteuert, um die Spannungen an den Knoten SENSE und OUT in Übereinstimmung zu bringen.
Unter einigen Umständen kann der Strom von OPCM 402 möglicherweise nicht mit dem Ladungspumpenreferenzstrom 470 in Übereinstimmung gebracht werden, und somit stimmt der Strom auf der linken Seite der H-Brücke möglicherweise nicht mit dem Strom auf der rechten Seite der H-Brücke überein. Aber der Betrieb des PLL zwingt den OPCM 402, eine Übereinstimmung mit dem Strom von der Ladungspumpenreferenz 470 herzustellen. Wenn der Strom auf der rechten Seite der H-Brücke nicht mit dem Strom auf der linken Seite der H-Brücke übereinstimmt, kann der PLL möglicherweise keine Synchronisierung erreichen, da die Spannung an OUT nicht mit der Spannung an OUTN übereinstimmt. Während des Betriebs der PLL-Schaltung verschiebt sie den Gleichtaktsteuerverstärker OPCM 402 so, dass derselbe Strom wie auf der linken Seite die rechte Seite der H-Brücke ansteuert, sodass die Spannungen an OUT und OUTN übereinstimmen und der PLL eine Synchronisierung erreichen kann.
Bei dieser Ausführungsform spannen die Verstärker OPSEN 404 und OPSENN 406 die Knoten SENSE und SENSEN nicht direkt vor, sondern steuern stattdessen lediglich die Gates der Transistoren T4 und T6 an. Infolgedessen kann die Ausgabe der Verstärker OPSEN 404 und OPSENN 406 niedriger als in der Schaltung der Differenzladungspumpe 200 sein. Ferner können die Transistoren T2, T1, T9 und T10 kleiner als in der Schaltung der Differenzladungspumpe 200 sein, sodass der übermäßige Strom zwischen Transistoren erheblich verringert wird. Dies verringert Probleme im Zusammenhang mit Eigenerwärmung und Elektromigration in der Schaltung der Differenzladungspumpe 200 wie oben in Bezug auf 3 erörtert, während die Funktionsvorteile aufrechterhalten werden.
Unter Bezugnahme auf die Einzelheiten von 4 beinhaltet eine Differenzladungspumpe 400 wie die in 2 veranschaulichte Differenzladungspumpe 200 eine Schaltung 410 mit vier Transistoren. Die Transistoren mitteln die Eingangssignale 412 und 414, um eine Gleichtaktspannungsquelle VCM zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform kann ein Eingangssignal 412 mit dem Knoten OUTN verbunden sein, und ein Eingangssignal 414 kann mit dem Knoten OUT verbunden sein. Ferner können die NFET-Transistoren in der Schaltung 410 mit einer Spannungsquelle verbunden sein, und die PFET-Transistoren können mit Masse verbunden sein. Die Gleichtaktspannungsquelle VCM ist mit dem Eingang eines Verstärkers OPCM 402 verbunden. Aber im Gegensatz zur Differenzladungspumpe 200 ist bei der Differenzladungspumpe 400 die Spannungsquelle VR 422 nur mit der linken Seite der H-Brücke 420 über den Transistor T12 verbunden. Auf der rechten Seite der H-Brücke 420 ist der Ausgang des Verstärkers OPCM 402 an das Gate des Transistors T11 angelegt. Bei dieser Konfiguration liefert der Referenzstrom 470 ein Viertel des Stroms in der H-Brücke 420, während der Verstärker OPCM 402 ein weiteres Viertel des Stroms in der H-Brücke 420 liefert.
Unter Bezugnahme auf den unteren Teil von 4 ist der Transistor T11 bei der Differenzladungspumpe 400 mit den Transistoren T9 und T8 verbunden. Der Transistor T9 ist mit dem Knoten SENSE verbunden. Der Transistor T8 ist mit dem Knoten OUT verbunden. Die Transistoren T10 und T7 sind mit dem Transistor T4 verbunden. Das Signal INC ist an das Gate des Transistors T9 angelegt. Das Signal INCN ist an das Gate des Transistors T8 angelegt. Das Signal DEC ist an das Gate des Transistors T7 angelegt. Das Signal DECN ist an das Gate des Transistors T10 angelegt. Bei den Signalen INC und DEC kann es sich zum Beispiel um die unter Bezugnahme auf 1 erörterten Signale handeln. Bei einer Ausführungsform kann es sich bei dem Signal INCN um die die Invertierung des Signals INC handeln, und bei dem Signal DECN kann es sich um die Invertierung des Signals DEC handeln.
Bei einer Ausführungsform dient die H-Brücke dazu, auf der Grundlage der Signale INC, INCN, DEC und DECN Strom zwischen alternativen Pfaden umzuschalten und einen durchstimmbaren Oszillator zu steuern, wobei dies in derselben Weise wie bei der in 2 veranschaulichten H-Brücke in Bezug auf die Differenzladungspumpe 200 geschieht. Da der Umschaltvorgang der H-Pumpe in der Ladungspumpe 400 mit dem Umschaltvorgang in der Ladungspumpe 200 identisch ist, werden die Einzelheiten nicht wiederholt.
Der Knoten OUT ist mit einem Eingang des Messverstärkers OPSEN 404 verbunden. Der Knoten SENSE ist mit einem weiteren Eingang des Verstärkers OPSEN 404 verbunden. Aber bei der Ladungspumpe 400 ist der Ausgang des Verstärkers OPSEN 404 nicht auf den Knoten SENSE rückgekoppelt. Stattdessen ist der Ausgang des Verstärkers OPSEN 404 an das Gate des Transistors T4 angelegt. Der Verstärker OPSEN 404 muss den Knoten SENSE nicht direkt vorspannen, damit er mit der Spannung des Knotens OUT übereinstimmt, und daher muss der Ausgang des Verstärkers OPSEN 404 nicht mit dem Knoten SENSE verbunden sein. Dadurch können die Transistoren, zum Beispiel die Transistoren T9 und T10, bei der Differenzladungspumpe 400 kleiner als bei der Differenzladungspumpe 200 sein, wodurch die Impedanz und der übermäßige Stromfluss verringert werden. Der Verstärker OPSEN 404 steuert die Spannung des Knotens SENSE durch Ansteuern des Gates von Transistor T4.
Wie bei der Differenzladungspumpe 200 ist der Knoten OUT bei der Differenzladungspumpe 400 mit dem Schleifenfilter 450 verbunden. Das Schleifenfilter 450 beinhaltet zwei Kondensatoren, 454 und 456, und einen Widerstand 452. Unter Bezugnahme auf die linke Seite von 4 ist der Transistor T12 mit den Transistoren T2 und T3 verbunden. Der Transistor T2 ist mit dem Knoten SENSEN verbunden. Der Transistor T3 ist mit dem Knoten OUTN verbunden. Die Transistoren T1 und T5 sind mit dem Transistor T6 verbunden. Das Signal INC ist an das Gate des Transistors T5 angelegt. Das Signal INCN ist an das Gate des Transistors T1 angelegt. Das Signal DEC ist an das Gate des Transistors T2 angelegt. Das Signal DECN ist an das Gate des Transistors T3 angelegt. Bei den Signalen INC und DEC kann es sich zum Beispiel um die unter Bezugnahme auf 1 erörterten Signale handeln. Bei einer Ausführungsform kann es sich bei dem Signal INCN um die die Invertierung des Signals INC handeln, und bei dem Signal DECN kann es sich um die Invertierung des Signals DEC handeln.
Wie auf der rechten Seite der H-Brücke ist der Knoten OUTN auf der linken Seite mit einem Eingang des Verstärkers OPSENN 406 verbunden. Der Knoten SENSEN ist mit einem weiteren Eingang des Verstärkers OPSENN 406 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers OPSENN 406 ist nicht auf den Knoten SENSEN rückgekoppelt. Stattdessen ist der Ausgang des Verstärkers OPSENN 406 an das Gate des Transistors T6 angelegt. Der Verstärker OPSENN 406 muss den Knoten SENSEN nicht vorspannen, damit er mit der Spannung des Knotens OUTN übereinstimmt, und daher muss der Ausgang des Verstärkers OPSENN 406 nicht mit dem Knoten SENSEN verbunden sein. Dadurch können die Transistoren, zum Beispiel die Transistoren T2 und T1, bei der Differenzladungspumpe 400 kleiner als bei der Differenzladungspumpe 200 sein, wodurch die Impedanz und der übermäßige Stromfluss verringert werden. Der Verstärker OPSENN 406 steuert die Spannung des Knotens SENSE durch Ansteuern des Gates von Transistor T4.
5 ist ein Diagramm, das die Spannung an den Knoten SENSE, SENSEN, OUT und OUTN bei der Differenzladungspumpe 400 von 4 veranschaulicht. Wie oben erörtert ist die Differenzladungspumpe 400 in der Lage, eine Übereinstimmung der Spannung des Knotens SENSE mit der des Knotens OUT sowie des Knotens SENSEN mit der des Knotens OUTN herbeizuführen, ohne die Verstärker OPSEN 404 und OPSENN 406 zu verwenden, um die Spannung an den Knoten SENSE und SENSEN direkt vorzuspannen. Das Ergebnis dessen ist in 5 zu sehen, die zeigt, dass bei einer Vielfalt unterschiedlicher Spannungen der Knoten OUT und OUTN die Spannung am Knoten SENSE nahezu mit der Spannung am Knoten OUT übereinstimmt und die Spannung am Knoten SENSEN nahezu mit der Spannung am Knoten OUTN übereinstimmt.
6 ist ein Diagramm, das den Stromfluss über vergleichbare Paare von Transistoren bei der in 2 veranschaulichten Differenzladungspumpe 200 und der in 4 veranschaulichten Differenzladungspumpe 400 bei einer Vielfalt von Spannungswerten für die Knoten OUT und OUTN zeigt. Zum Beispiel könnte die Veranschaulichung von 6 für den Stromfluss zwischen den Transistoren T1 und T2 oder T10 und T9 gelten.
6 veranschaulicht, dass der Stromfluss drastisch verringert ist. Wenn zum Beispiel die Spannung an den Knoten OUT und OUTN jeweils 500 mV beträgt, beträgt der Stromfluss zwischen den Transistoren bei der Differenzladungspumpe 200 mehr als 2 mA, während der Stromfluss zwischen einem vergleichbaren Paar von Transistoren bei der Differenzladungspumpe 400 weniger als 0,01 mA beträgt. Wenn weiterhin beispielhaft die OUT-Spannung 750 mV beträgt und die OUTN-Spannung 250 mV beträgt, beträgt der Stromfluss zwischen den Transistoren bei der Differenzladungspumpe 200 ca. 2 mA, während der Stromfluss zwischen den vergleichbaren Transistoren bei der Differenzladungspumpe 400 ca. 0,005 mA beträgt.
Die Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen der Veranschaulichung dienen, sind jedoch nicht als vollständig oder auf die Erfindung in der offenbarten Form beschränkt gedacht. Für den Fachmann sind viele Modifikationen und Variationen denkbar, ohne dass diese eine Abweichung vom Schutzbereich der beschriebenen Ausführungsformen darstellen würden. Die hierin verwendete Terminologie wurde gewählt, um die Grundgedanken der Ausführungsformen, die praktische Anwendung bzw. die technische Verbesserung gegenüber den auf dem Markt vorgefundenen Technologien auf bestmögliche Weise zu erläutern bzw. anderen mit entsprechenden Fachkenntnissen das Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen zu ermöglichen.
Im Vorstehenden wird Bezug auf in dieser Offenbarung vorgestellte Ausführungsformen genommen. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf bestimmte beschriebene Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen ist eine beliebige Kombination der Merkmale und Elemente unabhängig davon denkbar, ob sie mit unterschiedlichen Ausführungsformen im Zusammenhang stehen, um die Erfindung zu realisieren und in die Praxis umzusetzen. Obwohl hierin offenbarte Ausführungsformen möglicherweise Vorteile gegenüber anderen möglichen Lösungen oder gegenüber dem Stand der Technik erzielen, schränkt des Weiteren eine angegebene Ausführungsform den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung unabhängig davon nicht ein, ob ein bestimmter Vorteil durch eine angegebene Ausführungsform erzielt wird. Daher tragen die vorstehenden Aspekte, Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile lediglich einen veranschaulichenden Charakter und sind nicht als Elemente oder Einschränkungen der beigefügten Ansprüche gedacht, ausgenommen in Fällen, in denen dies in einem Anspruch bzw. in Ansprüchen ausdrücklich angegeben ist. Ebenso ist der Bezug auf „die Erfindung“ nicht als Verallgemeinerung eines hierin offenbarten Erfindungsgegenstands auszulegen und nicht als Element oder Einschränkung der beigefügten Ansprüche anzusehen, ausgenommen in Fällen, in denen dies in einem Anspruch bzw. in Ansprüchen ausdrücklich angegeben ist.
Die Flussdiagramme und Blockschemata in den Figuren veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und Wirkungsweise möglicher Realisierungsformen von Systemen und Vorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Bei einigen alternativen Realisierungsformen können die im Block angegebenen Funktionen in einer anderen als in der Reihenfolge ausgeführt werden, die in den Figuren angegeben ist. Beispielsweise können zwei hintereinander aufgeführte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können je nach der mit den Blöcken verbundenen Funktionalität manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden.
Obwohl das Vorstehende auf Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet ist, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung entwickelt werden, ohne von deren grundlegendem Schutzbereich abzuweichen, wobei deren Schutzbereich durch die nachfolgenden Ansprüche festgelegt ist.

Claims

Differenzladungspumpenschaltung, die aufweist: einen Referenzstrom; einen Mess-Operationsverstärker; einen Steuer-Operationsverstärker; und eine H-Brückenschaltung, die mit dem Referenzstrom und dem Steuer-Operationsverstärker verbunden ist, wobei der Referenzstrom einen ersten Abschnitt der H-Brückenschaltung ansteuert und der Steuer-Operationsverstärker einen zweiten Abschnitt der H-Brückenschaltung steuert, wobei die H-Brückenschaltung aufweist: einen ersten Knoten; und einen zweiten Knoten, wobei es sich beim ersten und beim zweiten Knoten um Eingänge in den Mess-Operationsverstärker handelt und wobei die Schaltung so eingerichtet ist, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: einen ersten Transistor, wobei der erste Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des Mess-Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten Knoten durch den Mess-Operationsverstärker und den ersten Transistor gesteuert wird.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 1, wobei die H-Brückenschaltung ferner aufweist: einen zweiten Mess-Operationsverstärker; einen ersten inversen Knoten, wobei es sich bei der Spannung am ersten inversen Knoten um die Invertierung der Spannung am ersten Knoten handelt; und einen zweiten inversen Knoten, wobei es sich bei der Spannung am zweiten inversen Knoten um die Invertierung der Spannung am zweiten Knoten handelt, wobei es sich beim ersten inversen Knoten und beim zweiten inversen Knoten um Eingänge in den zweiten Mess-Operationsverstärker handelt und wobei die Differenzladungspumpenschaltung so eingerichtet ist, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten inversen Knoten eine Spannung am ersten inversen Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten inversen Knoten ist.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 3, die ferner aufweist: einen ersten Transistor, wobei der erste Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des Mess-Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten Knoten durch den Mess-Operationsverstärker und den ersten Transistor gesteuert wird; und einen zweiten Transistor, wobei der zweite Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des zweiten Mess-Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten inversen Knoten durch den zweiten Mess-Operationsverstärker und den zweiten Transistor gesteuert wird.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Knoten und der zweite Knoten jeweils mit einem jeweiligen Eingang des Mess-Operationsverstärkers verbunden sind.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 1, die ferner einen zweiten Mess-Operationsverstärker aufweist, wobei der Mess-Operationsverstärker und der zweite Mess-Operationsverstärker einen dritten Abschnitt der H-Brückenschaltung steuern.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 1, die ferner einen zweiten Mess-Operationsverstärker aufweist, wobei es sich bei dem Mess-Operationsverstärker um einen Messverstärker handelt, wobei es sich beim zweiten Mess-Operationsverstärker um einen Messverstärker handelt und wobei es sich beim Steuer-Operationsverstärker um einen Gleichtaktsteuerverstärker handelt.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 1, wobei die Differenzladungspumpe in einer Phasenregelkreisschaltung verwendet wird und wobei die H-Brückenschaltung verwendet wird, um einen durchstimmbaren Oszillator zu steuern.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 8, wobei der zweite Knoten mit einer Filterschaltung als Teil der Phasenregelkreisschaltung verbunden ist.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 1, wobei die Schaltung so eingerichtet ist, dass der Steuer-Operationsverstärker so gesteuert wird, dass während zumindest eines Teils des Betriebs der Schaltung der Strom im zweiten Abschnitt der H-Brückenschaltung im Wesentlichen gleich dem Strom im ersten Abschnitt der H-Brückenschaltung ist.
System, das aufweist: einen Phasendetektor, der so eingerichtet ist, dass ein erstes Ausgangssignal im Zusammenhang mit einer Phasendifferenz zwischen einem empfangenen Referenzsignal und einem empfangenen Rückkopplungssignal erzeugt wird; eine Filterschaltung; einen durchstimmbaren Oszillator, der so eingerichtet ist, dass ein zweites Ausgangssignal erzeugt wird, wobei das durch den Phasendetektor empfangene Rückkopplungssignal auf dem zweiten Ausgangssignal beruht; und eine Differenzladungspumpenschaltung, die so eingerichtet ist, dass an der Filterschaltung ein erstes Signal erzeugt wird, das auf dem ersten Ausgangssignal beruht, wobei die Differenzladungspumpenschaltung aufweist: einen Referenzstrom; einen Mess-Operationsverstärker; einen Steuer-Operationsverstärker; und eine H-Brückenschaltung, die mit dem Referenzstrom und dem Steuer-Operationsverstärker verbunden ist, wobei der Referenzstrom einen ersten Abschnitt der H-Brückenschaltung ansteuert und der Steuer-Operationsverstärker einen zweiten Abschnitt der H-Brückenschaltung steuert, wobei die H-Brückenschaltung aufweist: einen ersten Knoten; und einen zweiten Knoten, wobei es sich beim ersten und beim zweiten Knoten um Eingänge in den Mess-Operationsverstärker handelt und wobei die Schaltung so eingerichtet ist, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Differenzladungspumpenschaltung ferner aufweist: einen ersten Transistor, wobei der erste Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des Mess-Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten Knoten durch den Mess-Operationsverstärker und den ersten Transistor gesteuert wird.
System nach Anspruch 11, wobei die H-Brückenschaltung ferner aufweist: einen zweiten Mess-Operationsverstärker; einen ersten inversen Knoten, wobei es sich bei der Spannung am ersten inversen Knoten um die Invertierung der Spannung am ersten Knoten handelt; und einen zweiten inversen Knoten, wobei es sich bei der Spannung am zweiten inversen Knoten um die Invertierung der Spannung am zweiten Knoten handelt, wobei es sich beim ersten inversen Knoten und beim zweiten inversen Knoten um Eingänge in den zweiten Mess-Operationsverstärker handelt und wobei die Differenzladungspumpenschaltung so eingerichtet ist, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten inversen Knoten eine Spannung am ersten inversen Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten inversen Knoten ist.
System nach Anspruch 13, wobei die Differenzladungspumpenschaltung ferner aufweist: einen ersten Transistor, wobei der erste Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des Mess-Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten Knoten durch den Mess-Operationsverstärker und den ersten Transistor gesteuert wird; und einen zweiten Transistor, wobei der zweite Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des zweiten Mess-Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten inversen Knoten durch den zweiten Mess-Operationsverstärker und den zweiten Transistor gesteuert wird.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 11, wobei der erste Knoten und der zweite Knoten jeweils mit einem jeweiligen Eingang des Mess-Operationsverstärkers verbunden sind.
System nach Anspruch 11, das ferner einen zweiten Mess-Operationsverstärker aufweist, wobei der Mess-Operationsverstärker und der zweite Mess-Operationsverstärker einen dritten Abschnitt der H-Brückenschaltung steuern.
System nach Anspruch 11, das ferner einen zweiten Mess-Operationsverstärker aufweist, wobei es sich bei dem Mess-Operationsverstärker um einen Messverstärker handelt, wobei es sich beim zweiten Mess-Operationsverstärker um einen Messverstärker handelt und wobei es sich beim Steuer-Operationsverstärker um einen Gleichtaktsteuerverstärker handelt.
System nach Anspruch 11, wobei die H-Brückenschaltung verwendet wird, um den durchstimmbaren Oszillator zu steuern.
System nach Anspruch 18, wobei der zweite Knoten mit der Filterschaltung verbunden ist.
System nach Anspruch 11, wobei die Ladungspumpenschaltung so eingerichtet ist, dass der Steuer-Operationsverstärker so gesteuert wird, dass während zumindest eines Teils des Betriebs der Schaltung der Strom im zweiten Abschnitt der H-Brückenschaltung im Wesentlichen gleich dem Strom im ersten Abschnitt der H-Brückenschaltung ist.
Differenzladungspumpenschaltung, die aufweist: einen Mess-Operationsverstärker; und eine H-Brückenschaltung, die aufweist: einen ersten Knoten; einen zweiten Knoten, wobei es sich beim ersten und beim zweiten Knoten um Eingänge in den Mess-Operationsverstärker handelt und wobei die Differenzladungspumpenschaltung so eingerichtet ist, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist; und einen ersten Transistor, der mit dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten verbunden, wobei der erste Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des Mess-Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten Knoten durch den Mess-Operationsverstärker und den ersten Transistor gesteuert wird.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 21, wobei die H-Brückenschaltung ferner aufweist: einen zweiten Operationsverstärker; einen ersten inversen Knoten, wobei es sich bei der Spannung am ersten inversen Knoten um die Invertierung der Spannung am ersten Knoten handelt; einen zweiten inversen Knoten, wobei es sich bei der Spannung am zweiten inversen Knoten um die Invertierung der Spannung am zweiten Knoten handelt, wobei es sich beim ersten inversen Knoten und beim zweiten inversen Knoten um Eingänge in den zweiten Operationsverstärker handelt und wobei die Differenzladungspumpenschaltung so eingerichtet ist, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten inversen Knoten eine Spannung am ersten inversen Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten inversen Knoten ist; und einen zweiten Transistor, wobei der zweite Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des zweiten Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten inversen Knoten durch den zweiten Operationsverstärker und den zweiten Transistor gesteuert wird.
Differenzladungspumpenschaltung, die aufweist: eine erste unabhängige Stromquelle; eine zweite unabhängige Stromquelle; und eine H-Brückenschaltung, die mit der ersten und der zweiten unabhängigen Stromquelle verbunden ist, wobei die erste unabhängige Stromquelle einen ersten Abschnitt der H-Brückenschaltung ansteuert und die zweite unabhängige Stromquelle einen zweiten Abschnitt der H-Brückenschaltung ansteuert.
Differenzladungspumpenschaltung nach Anspruch 23, wobei die Schaltung ferner aufweist: einen Mess-Operationsverstärker; wobei die H-Brückenschaltung ferner aufweist: einen ersten Knoten; einen zweiten Knoten, wobei es sich beim ersten und beim zweiten Knoten um Eingänge in den Mess-Operationsverstärker handelt und wobei die Schaltung so eingerichtet ist, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist; und einen ersten Transistor, der mit dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten verbunden, wobei der erste Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des Mess-Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten Knoten durch den Mess-Operationsverstärker und den ersten Transistor gesteuert wird.
Phasenregelkreisschaltung, die aufweist: einen Phasendetektor, der so eingerichtet ist, dass ein erstes Ausgangssignal im Zusammenhang mit einer Phasendifferenz zwischen einem empfangenen Referenzsignal und einem empfangenen Rückkopplungssignal erzeugt wird; eine Filterschaltung; einen durchstimmbaren Oszillator, der so eingerichtet ist, dass ein zweites Ausgangssignal erzeugt wird, wobei das durch den Phasendetektor empfangene Rückkopplungssignal auf dem zweiten Ausgangssignal beruht; und eine Differenzladungspumpenschaltung, die so eingerichtet ist, dass an der Filterschaltung ein erstes Signal erzeugt wird, das auf dem ersten Ausgangssignal beruht, wobei die Differenzladungspumpenschaltung aufweist: einen Mess-Operationsverstärker; und eine H-Brückenschaltung, die aufweist: einen ersten Knoten; einen zweiten Knoten, wobei es sich beim ersten und beim zweiten Knoten um Eingänge in den Mess-Operationsverstärker handelt und wobei die Differenzladungspumpenschaltung so eingerichtet ist, dass bei einer Mehrzahl von Spannungen am zweiten Knoten eine Spannung am ersten Knoten so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Spannung am zweiten Knoten ist; und einen ersten Transistor, der mit dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten verbunden, wobei der erste Transistor ein Gate aufweist, das mit einem Ausgang des Mess-Operationsverstärkers verbunden ist, wobei die Spannung am ersten Knoten durch den Mess-Operationsverstärker und den ersten Transistor gesteuert wird.