一种新型锁相环电荷泵的分析与设计

在分析传统电荷泵的一些不理想因素的基础上,提出一种新型的电路结构,以解决电荷泵的电流失配、电荷共享、电荷注入现象。本设计电路结构简单,电流匹配好,输出电压稳定。基于65nm CMOS工艺仿真结果表明:电荷泵充放电电流大小基本相等,环路稳定后输出电压Vc最大起伏为20μV。     

一种大电压输出摆幅低电流失配电荷泵的设计

在分析了基本锁相环电荷泵工作机制的基础上,提出一种新型的电荷泵结构,该电荷泵在非常宽的电压范围内具有很低的电流失配,解决了传统电荷泵结构所具有的电荷注入、时钟馈通和电荷共享等问题,并且非常容易实现电荷泵充放电电流的数字控制.基于SMIC 0.18 μm CMOSRF工艺库设计的实际电路,使用Cadence工具仿真结果表明,在电源电压2.0 V时,输出电压为0.3～1.63 V,充放电电流最大失配率小于0.1%,电流绝对值偏移率小于0.6%,说明这种新型电荷泵结构具有良好的性能.     

锁相环频率合成器中的电荷泵设计

用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计了一种电荷泵电路。传统的电荷泵电路中充放电电流有较大的电流失配,文章采用与电源无关的基准电流源电路,运用运算放大器和自偏置高摆幅共源共栅电流镜电路实现了充放电电流的高度匹配。仿真结果表明:电源电压1.8V时,电荷泵电流为0.5mA;在0.3V～1.6V输出电压范围内电流失配小于1μA,功耗为6.8mW。     

锁相环中电荷泵的分析与设计

用SMIC0.18μmCMOS工艺设计了一种改进型电荷泵电路。该电路基本思想是使用电流参考支路和运放来实现充放电电流的高度匹配,改进则基于重复利用运放的考虑。传统结构为了消除电荷共享效应需要一个单位增益运放,而这一设计省去这个运放,简化了设计,同时也能够达到充放电电流的良好匹配。芯片测试结果显示,输出电压在0.4～1.4V的范围内,电荷泵充放电电流约为1.1mA,失配小于2%。     

一种低功耗低电流失配可编程电荷泵

基于0.13 μm CMOS工艺,实现了一种适用于超宽带EOC-Tuner频率合成器的低功耗可编程电荷泵。通过延迟调节单元基本消除了电荷泵控制信号的延迟失配,采用辅助管降低电荷共享的影响,采用误差放大器实现电流精确匹配。后仿结果表明,电荷泵的标准电流为10~160 μA,电流变化步长为10 μA;当输出电流为160 μA时,电流失配低于0.6%,基本消除了电流失配;在0.3~1.2 V输出电压范围内,电流波动为6.4%,避免了沟道长度调制效应的不良影响;延迟失配和电荷共享导致的电流过冲低于20%;当锁相环环路锁定且电源电压为1.5 V时,电荷泵和鉴频鉴相器仅消耗电流197 μA。流片测试结果表明,锁相环输出信号频率为675 MHz时,电荷泵产生的参考杂散约为－64.81 dBc。     

低杂散锁相环中的电荷泵设计

用TSMC0.18μm CMOS工艺设计并实现了一种电荷泵电路，传统的电荷泵电路中充放电电流有较大的电流失配,电流失配导致相位偏差,从而引起杂散并降低了锁相环的锁定范围，文中采用与电源无关的基准电流源电路,运用运算放大器和自偏置高摆幅共源共栅电流镜电路实现了充放电电流的高度匹配,从而降低了杂散。测试结果表明：电源电压1.8V时,电荷泵电流为0.475mA,在0.3-1.6V输出电压范围内电流失配小于10mA,功耗为6.8mW。     

低杂散锁相环中的电荷泵设计

用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计并实现了一种电荷泵电路.传统的电荷泵电路中充放电电流有较大的电流失配,电流失配导致相位偏差,从而引起杂散并降低了锁相环的锁定范围.文中采用与电源无关的基准电流源电路,运用运算放大器和自偏置高摆幅共源共栅电流镜电路实现了充放电电流的高度匹配,从而降低了杂散.测试结果表明:电源电压1.8V时,电荷泵电流为0.475mA,在0.3～1.6V输出电压范围内电流失配小于10mA,功耗为6.8mW.     

一种高性能鉴频鉴相器的设计

分析了电荷泵型锁相环中鉴相器和电荷泵的非理想因素及优化设计方法。基于台积电公司(TSMC)0.35μm 2层多晶硅4层金属(2P4M)CMOS工艺,设计了一种低杂散的鉴频鉴相器结构,该结构通过"自举"的方法,用单位增益放大器使充放电前后开关管各节点处的电压保持不变,从而消除了电荷共享的影响,减小了鉴相器的输出杂散。仿真结果表明相比于传统鉴相器结构,该鉴频鉴相器有效抑制了电荷共享问题,电荷泵开关管开启时的充放电电流尖峰大大减小了,鉴相前后的电压波动小于200μV,脉冲尖峰仅为3.07 mV,有效降低了鉴频鉴相器的输出杂散。     

一种改进型的CMOS电荷泵锁相环电路

设计了一种宽频率范围的CMOS锁相环(PLL)电路,通过提高电荷泵电路的电流镜镜像精度和增加开关噪声抵消电路,有效地改善了传统电路中由于电流失配、电荷共享、时钟馈通等导致的相位偏差问题。另外,设计了一种倍频控制单元,通过编程锁频倍数和压控振荡器延迟单元的跨导,有效扩展了锁相环的锁频范围。该电路基于Dongbu HiTek 0.18μm CMOS工艺设计,仿真结果表明,在1.8 V的工作电压下,电荷泵电路输出电压在0.25~1.5 V变化时,电荷泵的充放电电流一致性保持很好,在100 MHz~2.2 GHz的输出频率内,频率捕获时间小于2μs,稳态相对相位误差小于0.6%。     

一种用于PLL的新型电荷泵结构

本文设计了一种适用于PLL的新型电荷泵电路,将MOS开关置于源极,抑制电荷共享和电荷注入,并且采用可调节共源共栅结构增大输出阻抗,用于抑制电流失配。同时该电路具有结构简单、功耗低、充放电速度快等特点。采用Charter 0．35μm CMOS工艺模型,Mentor Graphics公司的Eldo进行仿真,在电荷泵输出电压范围为0．5～2．8V内,充放电电流匹配良好。