一種基于CMOS工藝的電荷泵鎖相環(huán)芯片的設(shè)計(jì)

　　2.2 龜荷泵(CP)

　　在傳統(tǒng)的電荷泵模型中，將PMOS和NMOS看作開(kāi)關(guān)S1，S2，則鑒頻鑒相器(PFD)的數(shù)字信號(hào)輸出UP和DN可能為三種情況：

　　(1)狀態(tài)-1：UP=0，DN=1。這時(shí)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)，S2閉合，電容進(jìn)行放電，電壓OUT值降低；

　　(2)狀態(tài)0：UP=0，DN=0。這時(shí)開(kāi)關(guān)S1和S2都斷開(kāi)，電壓OUT保持為一個(gè)常量；

　　(3)狀態(tài)1；UP=1，DN=0。這時(shí)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)，電容進(jìn)行充電，電壓OUT值提高。

　　2.3 壓控振蕩器(VCO)

　　壓控振蕩器是鎖相環(huán)的重要組成部分，很大程度上決定著鎖相環(huán)的性能。它實(shí)現(xiàn)電壓一頻率的變換作用，其振蕩頻率受低通濾波器輸出電壓控制。本文研究的壓控振蕩器是利用電阻和電容，采用正反饋的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)一種差分環(huán)形壓控振蕩器。此差分環(huán)形壓控振蕩器由五級(jí)差分電路構(gòu)成，每一級(jí)的輸出V1，V2接到后一級(jí)的輸入 A，B，最后一級(jí)的輸出與第一級(jí)的輸入相連，其中兩個(gè)公共端子分別為E，C。前級(jí)偏置電路受CP輸出電壓的控制，產(chǎn)生兩路控制信號(hào)E，C，連接到壓控振蕩器的每個(gè)差分部分的控制端。這種VCO具有良好的線性調(diào)諧特性和高的輸出頻率穩(wěn)定度的特點(diǎn)。

　　振蕩器的核心部分由圖3所示差分電路構(gòu)成，PM1管為下端對(duì)稱部分提供偏置電流，PM2，PM3起反向作用，將NM1，NM2等效為電阻，則它與相應(yīng)的MOS電容連接的NM3，NM4構(gòu)成了RC延遲因子，且延遲時(shí)間直接受E，C電壓的控制。