1.本发明涉及锁相环电路结构技术领域，特别是涉及一种电荷泵锁相环。
背景技术：2.锁相环是soc芯片的关键组成部分，主要作用是提供满足不同子系统要求的时钟。比如说应用于低频率双倍速率同步动态随机存储器(double data rate，ddr)中。锁相环的性能决定整个系统的工作稳定性和各项指标的好坏。因此，锁相环需要快速且正确响应不可预测的相位波动和瞬态过冲，对快速锁定的锁相环的研究是非常有必要的。
3.因此，提供一种具有锁定速度快、灵活性强、节省功耗等优点的锁相环，成为本领域亟待解决的一个技术问题。
技术实现要素：4.针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种电荷泵锁相环。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种电荷泵锁相环，包括：鉴频鉴相器模块、电荷泵模块、延迟模块、滤波器模块、压腔振荡器模块、频率检测模块和分频器模块；
7.所述鉴频鉴相器模块的第一输出端分别与所述电荷泵模块的第一输入端和所述延迟模块的第一输入端连接；所述鉴频鉴相器模块的第二输出端分别与所述电荷泵模块的第二输入端和所述延迟模块的第二输入端连接；所述延迟模块的第一输出端与所述电荷泵模块的第三输入端连接；所述延迟模块的第二输出端与所述电荷泵模块的第四输入端连接；所述电荷泵模块的输出端与所述滤波器模块的输入端连接；所述滤波器模块的输出端与所述压腔振荡器模块的输入端连接；所述压腔振荡器模块的输出端分别与所述频率检测模块的输入端和所述分频器模块的输入端连接；所述频率检测模块的输出端与所述电荷泵模块的第五输入端连接；所述分频器模块的输出端与所述鉴频鉴相器模块的第二输入端连接；所述鉴频鉴相器模块的第一输入端为信号接收端。
8.优选地，所述电荷泵模块包括：第一电荷泵单元、第二电荷泵单元和第三电荷泵单元；
9.所述鉴频鉴相器模块的第一输出端与所述第一电荷泵单元的第一输入端连接；所述鉴频鉴相器模块的第二输出端与所述第一电荷泵单元的第二输入端连接；所述延迟模块的第一输出端与所述第二电荷泵模块的第一输入端连接；所述延迟模块的第二输出端与所述第二电荷泵模块的第二输入端连接；所述频率检测模块的输出端与所述第三电荷泵模块的输入端连接；所述第一电荷泵单元的输出端、所述第二电荷泵单元的输出端和所述第三电荷泵单元的输出端均与所述滤波器模块的输入端连接。
10.优选地，所述第一电荷泵单元和所述第二电荷泵单元均包括依次串联的pmos管、第一开关、第二开关和nmos管；
11.所述鉴频鉴相器模块的第一输出端与所述第一电荷泵单元中的第一开关连接；所
述鉴频鉴相器模块的第二输出端与所述第一电荷泵单元中的第二开关连接；
12.所述延迟模块的第一输出端与所述第二电荷泵单元中的第一开关连接；所述延迟模块的第二输出端与所述第二电荷泵单元中的第二开关连接。
13.优选地，所述第三电荷泵单元包块依次串联的nmos管、第三开关、第四开关和nmos管；
14.所述频率检测模块的输出端与所述第三开关连接。
15.优选地，所述延迟模块包括第一延迟单元和第二延迟单元；
16.所述第一延迟单元的输入端与所述鉴频鉴相器模块的第一输出端连接；所述第一延迟单元的输出端与所述第二电荷泵单元的第一输入端连接；所述第二延迟单元的输入端与所述鉴频鉴相器模块的第二输出端连接；所述第二延迟单元的输出端与所述第二电荷泵单元的第二输入端连接。
17.优选地，所述第一延迟单元和所述第二延迟单元均包括延迟子单元和与门。
18.优选地，在所述第一延迟单元中，所述延迟子单元的输入端和所述与门的第一输入端均与所述鉴频鉴相器模块的第一输出端连接，所述延迟子单元的输出端与所述与门的第二输入端连接，所述与门的输出端与所述第二电荷泵单元的第一输入端连接；
19.优选地，在所述第二延迟单元中，所述延迟子单元的输入端和所述与门的第一输入端均与所述鉴频鉴相器模块的第二输出端连接，所述延迟子单元的输出端与所述与门的第二输入端连接，所述与门的输出端与所述第二电荷泵单元的第二输入端连接。
20.优选地，所述频率检测模块包括：第一触发器、第一反相器、第二触发器、第二反相器和延迟链；
21.所述第一触发器的输入端与所述压腔振荡器模块的输出端连接；所述第一触发器的输出端与所述第一反相器的输入端连接；所述第一反相器的输出端与所述第二触发器的第一输入端连接；所述第二触发器的输出端与所述第二反相器的输入端连接；所述第二反相器的输出端与所述电荷泵模块的第五输入端连接；所述延迟链的输入端与所述第一触发器的输出端连接；所述延迟链的输出端与所述第二触发器的第二输入端连接。
22.优选地，所述滤波器模块包括：第一电容、电阻和第二电容；
23.所述电阻的一端和所述第二电容的一端均与所述电荷泵模块的输出端连接；所述电阻的另一端与所述第一电容的一端连接；所述第二电容的另一端和所述第一电容的另一端均接地。
24.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
25.本发明提供的电荷泵锁相环，在锁定过程中，采用鉴频鉴相器模块鉴别参考信号和反馈信号间的相位误差，再通过这一相位误差信息控制电荷泵模块的充放电，进而控制输出信号，将输出信号输入至压腔振荡器模块后，实现信号输出频率的控制，进而能够有效加快误差信息对电荷泵充放电的控制，更快调整压腔振荡器模块的输出频率，加速反馈信号和参考信号间相位或者频率的误差消除速度，加速电荷泵锁相环的锁定过程。并且，通过调整延迟模块和频率检测模块中的延迟信号，能够极大地提高该电荷泵锁相环的灵活性和可配置性，同时节省了功耗，避免了不必要的功耗浪费。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
27.图1为本发明提供的电荷泵锁相环的结构示意图；
28.图2为本发明实施例提供的频率检测模块的结构示意图；
29.图3为本发明实施例提供的锁定时间仿真图；
30.图4为本发明实施例提供的vctrl分析图。
31.符号说明：
32.1鉴频鉴相器模块，2电荷泵模块，2-1第一电荷泵单元，2-2第二电荷泵单元，2-3第三电荷泵单元，3延迟模块，3-1第一延迟单元，3-2第二延迟单元，4滤波器模块，5压腔振荡器模块，6频率检测模块，6-1第一触发器，6-2第一反相器，6-3第二触发器，6-4第二反相器，6-5延迟链，7分频器模块。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
34.本发明的目的是提供一种具有锁定速度快、灵活性强、节省功耗等优点的电荷泵锁相环，以能够有效加快误差信息对电荷泵充放电的控制，更快调整vco的输出频率，加速反馈信号和参考信号的相位或者频率的误差消除，加速电荷泵锁相环的锁定过程。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
36.如图1所示，本发明提供的电荷泵锁相环，包括：鉴频鉴相器模块1、电荷泵模块2、延迟模块3、滤波器模块4、压腔振荡器模块5、频率检测模块6和分频器模块7。
37.鉴频鉴相器模块1的第一输出端分别与电荷泵模块2的第一输入端和延迟模块3的第一输入端连接。鉴频鉴相器模块1的第二输出端分别与电荷泵模块2的第二输入端和延迟模块3的第二输入端连接。延迟模块3的第一输出端与电荷泵模块2的第三输入端连接。延迟模块3的第二输出端与电荷泵模块2的第四输入端连接。电荷泵模块2的输出端与滤波器模块4的输入端连接。滤波器模块4的输出端与压腔振荡器模块5的输入端连接。压腔振荡器模块5的输出端分别与频率检测模块6的输入端和分频器模块7的输入端连接。频率检测模块6的输出端与电荷泵模块2的第五输入端连接。分频器模块7的输出端与鉴频鉴相器模块1的第二输入端连接。鉴频鉴相器模块1的第一输入端为信号接收端。
38.其中，电荷泵模块2包括：第一电荷泵单元2-1、第二电荷泵单元2-2和第三电荷泵单元2-3。
39.鉴频鉴相器模块1的第一输出端与第一电荷泵单元2-1的第一输入端连接。鉴频鉴相器模块1的第二输出端与第一电荷泵单元2-1的第二输入端连接。延迟模块3的第一输出
端与第二电荷泵模块2的第一输入端连接。延迟模块3的第二输出端与第二电荷泵模块2的第二输入端连接。频率检测模块6的输出端与第三电荷泵模块2的输入端连接。第一电荷泵单元2-1的输出端、第二电荷泵单元2-2的输出端和第三电荷泵单元2-3的输出端均与滤波器模块4的输入端连接。
40.为了实现放电时间的精确控制，上述三个电荷泵单元的控制原理基本相同，但是第三电荷泵单元2-3的结构和第一电荷泵单元2-1、第二电荷泵单元2-2的不同，具体的：第一电荷泵单元2-1和第二电荷泵单元2-2均包括依次串联的pmos管、第一开关、第二开关和nmos管。鉴频鉴相器模块1的第一输出端与第一电荷泵单元2-1中的第一开关连接。鉴频鉴相器模块1的第二输出端与第一电荷泵单元2-1中的第二开关连接。延迟模块3的第一输出端与第二电荷泵单元2-2中的第一开关连接。延迟模块3的第二输出端与第二电荷泵单元2-2中的第二开关连接。第三电荷泵单元2-3包块依次串联的nmos管、第三开关、第四开关和nmos管。频率检测模块6的输出端与第三开关连接。
41.其中，第一电荷泵单元2-1、第二电荷泵单元2-2采用漏极开关电荷泵，上下两路开关分别是pmos和nmos，pmos开关的控制信号为低时，开关闭合，pmos开关的控制信号为高时，开关断开。nmos开关的控制信号为高时，开关闭合，nmos开关的控制信号为低时，开关断开。与第一电荷泵单元2-1和第二电荷泵单元2-2不同的是，第三电荷泵单元2-3采用nmos开关型电荷泵，上下两路开关都是nmos，开关的控制信号若为高电平，则开关闭合，若为低电平，则断开。
42.为了能够实现锁相环的精确控制，本发明采用的延迟模块3包括第一延迟单元3-1和第二延迟单元3-2。
43.第一延迟单元3-1的输入端与鉴频鉴相器模块1的第一输出端连接。第一延迟单元3-1的输出端与第二电荷泵单元2-2的第一输入端连接。第二延迟单元3-2的输入端与鉴频鉴相器模块1的第二输出端连接。第二延迟单元3-2的输出端与第二电荷泵单元2-2的第二输入端连接。
44.其中，第一延迟单元3-1和第二延迟单元3-2均包括延迟子单元和与门。在第一延迟单元3-1中，延迟子单元的输入端和与门的第一输入端均与鉴频鉴相器模块1的第一输出端连接，延迟子单元的输出端与与门的第二输入端连接，与门的输出端与第二电荷泵单元2-2的第一输入端连接。在第二延迟单元3-2中，延迟子单元的输入端和与门的第一输入端均与鉴频鉴相器模块1的第二输出端连接，延迟子单元的输出端与与门的第二输入端连接，与门的输出端与第二电荷泵单元2-2的第二输入端连接。
45.进一步，如图2所示，本发明提供的频率检测模块6包括：第一触发器6-1、第一反相器6-2、第二触发器6-3、第二反相器6-4和延迟链6-5。
46.第一触发器6-1的输入端与压腔振荡器模块5的输出端连接。第一触发器6-1的输出端与第一反相器6-2的输入端连接。第一反相器6-2的输出端与第二触发器6-3的第一输入端连接。第二触发器6-3的输出端与第二反相器6-4的输入端连接。第二反相器6-4的输出端与电荷泵模块2的第五输入端连接。延迟链6-5的输入端与第一触发器6-1的输出端连接。延迟链6-5的输出端与第二触发器6-3的第二输入端连接。
47.上述结构的频率检测模块6的作用是检测压腔振荡器模块5的输出频率clk
out
与延迟链6-5频率的差值，使第三电荷泵单元2-3从上电一直工作，加快输出信号vctrl的上升，
直到压腔振荡器模块5的输出频率上升到是延迟链6-5频率的2倍，断开第三电荷泵单元2-3，以加速锁相环的锁定速度。
48.频率检测模块6的输入为信号clk
out
，输出为信号f
out
。第一触发器6-1的输入d和clk分别接第一触发器6-1的输出qn和压腔振荡器模块5的输出clk
out
，此时，第一触发器6-1的另一个输出q的频率为clk
out
频率的一半。q经过第一反相器6-2和延迟链6-5后分别输出信号clk_1和clk_2，信号clk_1和clk_2分别接第二触发器6-3的输入d和clk，第一触发器6-1的输出q接第二反相器6-4之后输出f
out
。
49.基于这一结构，频率检测模块6的工作原理如下：
50.延迟链6-5作为频率检测模块6中的关键部分，它的延迟对应的频率与输入信号clk
out
的大小相比较，可以将工作过程分为两部分。第一部分是锁相环电路刚启动时，由于输出信号vctrl上升得不够快，输出信号vctrl较小，导致压腔振荡器模块5的频率较小，此时，输入信号clk
out
的频率小于延迟链6-5的频率，输入信号clk
out
的频率经过第一触发器6-1之后，第一触发器6-1的输出q的频率为clk
out
频率的一半，信号q分别经过第一反相器6-2和延迟链6-5后产生信号clk_1和clk_2，信号clk_1和clk_2作为第二触发器6-3的输入d和clk，因为第二触发器6-3的采样信号clk_2在上升沿采样到的clk_1的信号，总是为低电平，因此第二触发器6-3的输出q总是保持低电平，q经过第二反相器6-4之后输出f
out
，f
out
总是保持高电平。由于f
out
一直保持高电平，第三电荷泵单元2-3的开关s5在高电平的控制下，一直处于闭合状态，此时信号i
cp3
对信号i
cp
充电，信号i
cp
增大后，经过滤波器模块4后输出信号vctrl上升，压腔振荡器模块5的输出频率clk
out
增大。直到压腔振荡器模块5的输出频率clk
out
增大到延迟链6-5对应的频率的2倍时，频率检测模块6的工作状态进入到第二部分。
51.第二部分如下：当压腔振荡器模块5的输出频率clk
out
增大到延迟链6-5对应的频率的2倍时，信号clk_1和clk_2作为第二触发器6-3的输入d和clk，因为第二触发器6-3的采样信号clk_2在上升沿采样到的clk_1的信号，总是为高电平，因此第二触发器6-3的输出q总是保持高电平，q经过第二反相器6-4之后输出f
out
，f
out
总是保持低电平。由于f
out
一直保持低电平，第三电荷泵单元2-3的开关s5在低电平的控制下，一直处于断开状态，第三电荷泵单元2-3此时停止工作。
52.从上述频率检测模块6的工作原理中可以看出，该模块具有很大的灵活性，根据延迟连延迟的大小，可以控制第三电荷泵单元2-3的工作时间，从而调整锁定时间。
53.进一步，所采用的滤波器模块4包括：第一电容、电阻和第二电容。
54.电阻的一端和第二电容的一端均与电荷泵模块2的输出端连接。电阻的另一端与第一电容的一端连接。第二电容的另一端和第一电容的另一端均接地。
55.基于上述描述，本发明将第一电荷泵单元2-1作为细调电荷泵，在锁相环未完成锁定工作之前，一直处于工作状态。其中，如图1所示，第一电荷泵单元2-1的输入为up信号和dn信号，输出为i
cp1
信号。up信号和dn信号分别控制第一电荷泵单元2-1的第一开关s1和第二开关s2的断开与闭合，进而控制充放电的时间，若第一开关s1闭合第二开关s2断开第一电荷泵单元2-1的通过充电电流源i
up
对i
cp1
充电，从而i
cp1
上升。若第一开关s1断开第二开关s2闭合，第一电荷泵单元2-1通过放电电流源i
dn
对i
cp1
放电，从而i
cp1
下降。
56.将第二电荷泵单元2-2作为粗调电荷泵，如图1所示，只有在f
div
信号和f
ref
信号的频率或者相位误差大于延迟τe时，第二电荷泵单元2-2工作，直到信号f
div
和f
ref
的误差小于
τe后，第二电荷泵单元2-2停止工作。第二电荷泵单元2-2的输入信号为upn和dnn,输出信号为i
cp2
。upn和dnn的产生是up和dn信号经过延迟模块3产生的，延迟模块3的作用是分别对up和dn信号经过τe的延迟后输出upn和dnn，upn和dnn用于控制粗调电荷开关，起到粗调电荷泵和细调电荷泵在相位误差大于τe的情况下同时工作的作用，从而加速锁定过程。
57.在设置过程中，使第三电荷泵单元2-3开启的时间与锁相环电路同步，直到压腔震荡器模块的输出频率clk
out
升高到频率检测模块6中的延迟链6-5对应的频率的两倍时，该第三电荷泵单元2-3停止工作。第三电荷泵单元2-3的输入为频率检测模块6的输出信号f
out
，输出信号f
out
控制开关开关s5(即第三开关)的断开或者闭合，开关s6(即第四开关)一直处于断开的状态，输出为i
cp3
信号。
58.第三电荷泵单元2-3的作用是在锁相环电路刚开始工作时，能够将开关s5闭合，使得信号i
cp3
与信号i
cp1
、i
cp2
一起形成i
cp
，进而增大信号i
cp
，信号i
cp
经过滤波器模块4后，输出信号vctrl增大，进而压腔震荡器模块的输出频率clk
out
增大，最终结果是由于第三电荷泵单元2-3的作用，可以迅速将输出信号vctrl调整到一定的值，减小输出信号vctrl增长的时间，加速锁定过程。同时由于频率检测模块6中的延时链，可以通过调整延时的大小，来调整第三电荷泵单元2-3的工作时间，以选择加速锁定的快慢程度，增加了整体电路的灵活性。
59.基于此，得到的锁相环的工作原理为：
60.鉴频鉴相器模块1鉴别信号f
div
和信号f
ref
的频率和相位的误差，输出up和dn，以分别控制开关s1和开关s2的断开与闭合，进而控制充放电的时间，若开关s1闭合开关s2断开，第一电荷泵单元2-1通过充电电流源i
up
对i
cp1
充电，从而i
cp1
上升。若开关s1断开开关s2闭合，第一电荷泵单元2-1通过放电电流源i
dn
对i
cp1
放电，从而i
cp1
下降。第一电荷泵单元2-1输出i
cp1
。三个电荷泵的工作原理相同，依次类推即可。
61.同时，upn和dnn分别控制第二电荷泵单元2-2的开关s3、开关s4的断开与闭合，进而控制充放电的时间，第二电荷泵单元2-2输出i
cp2
。第三电荷泵单元2-3的开关s6一直保持断开的状态，第三电荷泵单元2-3的开关s5断开或者闭合状态由频率检测模块6的输出f
out
控制，第三电荷泵单元2-3输出i
cp3
。i
cp1
，i
cp2
和i
cp3
相加输出为i
cp
。i
cp
作为滤波器模块4的输入，生成滤波器模块4的输出vctrl，输出vctrl控制压腔振荡器模块5的输出clk
out
，输出clk
out
分别输入到频率检测模块6和分频器模块7，频率检测模块6输出f
out
，信号f
out
输入到第三电荷泵单元2-3的开关s5，分频器模块7输出信号f
div
。f
div
和f
ref
两个信号再次通过上述过程，进行相位误差的鉴别与调整，直到f
div
和f
ref
两个信号的频率和相位误差消除或者存在固定相位误差，比如100ps时，此锁相环工作完成。
62.此锁相环设计中的三个电荷泵模块原理相同，但作用和输入信号不同，再次不再进行赘述。其中，采用本发明提供的电荷泵锁相环进行的实验结果如图3和图4所示。
63.从如图3和图4的仿真结果来看，信号vctrl开始变得稳定的时间在4us，锁定时间在4us，并且信号vctrl在0.5us内上升得较快，达到了该电荷泵所描述的vctrl在电荷泵上电初期级上升较快，且锁定时间较短的效果。
64.基于上述描述，本发明提供的电荷泵锁相环相对于现有技术还具有以下优点：
65.1、本发明设计的电荷泵锁相环与传统的锁相环电路相比，增加了粗调电荷泵(即第二电荷泵单元)以及第三电荷泵单元，这两个电荷泵单元的输出i
cp2
和i
cp3
注入到i
cp
中，在i
cp1
的基础上增大或者减小了i
cp
，经过滤波器模块后，产生的输出信号也增加或者减小，压
腔振荡器模块的输出频率也相应增加或者减小，大大加快了输入信号之间的频率或相位误差调整的过程，进而加快电荷泵锁相环的频率锁定过程。
66.2、本发明设计的电荷泵锁相环，第二电荷泵单元的工作时间长短由延迟模块中的延迟τe决定，只有当输入间的相位误差大于延迟τe时，第二电荷泵单元才工作，以能够通过增大或者减小延迟τe来相应减小或者增大第二电荷泵单元的工作时间。第三电荷泵单元的工作时间长短由延迟链的延迟大小决定，可以通过增大或者减小延迟链的延迟来相应减小或者增大第三电荷泵单元的工作时间。所以第二、三电荷泵单元的工作状态可以通过调整延迟τe和延迟链灵活地控制，极大地提高了该电荷泵锁相环的灵活性和可配置性，同时节省了功耗，避免了不必要的功耗浪费。
67.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
68.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
技术特征：1.一种电荷泵锁相环，其特征在于，包括：鉴频鉴相器模块、电荷泵模块、延迟模块、滤波器模块、压腔振荡器模块、频率检测模块和分频器模块；所述鉴频鉴相器模块的第一输出端分别与所述电荷泵模块的第一输入端和所述延迟模块的第一输入端连接；所述鉴频鉴相器模块的第二输出端分别与所述电荷泵模块的第二输入端和所述延迟模块的第二输入端连接；所述延迟模块的第一输出端与所述电荷泵模块的第三输入端连接；所述延迟模块的第二输出端与所述电荷泵模块的第四输入端连接；所述电荷泵模块的输出端与所述滤波器模块的输入端连接；所述滤波器模块的输出端与所述压腔振荡器模块的输入端连接；所述压腔振荡器模块的输出端分别与所述频率检测模块的输入端和所述分频器模块的输入端连接；所述频率检测模块的输出端与所述电荷泵模块的第五输入端连接；所述分频器模块的输出端与所述鉴频鉴相器模块的第二输入端连接；所述鉴频鉴相器模块的第一输入端为信号接收端。2.根据权利要求1所述的电荷泵锁相环，其特征在于，所述电荷泵模块包括：第一电荷泵单元、第二电荷泵单元和第三电荷泵单元；所述鉴频鉴相器模块的第一输出端与所述第一电荷泵单元的第一输入端连接；所述鉴频鉴相器模块的第二输出端与所述第一电荷泵单元的第二输入端连接；所述延迟模块的第一输出端与所述第二电荷泵模块的第一输入端连接；所述延迟模块的第二输出端与所述第二电荷泵模块的第二输入端连接；所述频率检测模块的输出端与所述第三电荷泵模块的输入端连接；所述第一电荷泵单元的输出端、所述第二电荷泵单元的输出端和所述第三电荷泵单元的输出端均与所述滤波器模块的输入端连接。3.根据权利要求2所述的电荷泵锁相环，其特征在于，所述第一电荷泵单元和所述第二电荷泵单元均包括依次串联的pmos管、第一开关、第二开关和nmos管；所述鉴频鉴相器模块的第一输出端与所述第一电荷泵单元中的第一开关连接；所述鉴频鉴相器模块的第二输出端与所述第一电荷泵单元中的第二开关连接；所述延迟模块的第一输出端与所述第二电荷泵单元中的第一开关连接；所述延迟模块的第二输出端与所述第二电荷泵单元中的第二开关连接。4.根据权利要求2所述的电荷泵锁相环，其特征在于，所述第三电荷泵单元包块依次串联的nmos管、第三开关、第四开关和nmos管；所述频率检测模块的输出端与所述第三开关连接。5.根据权利要求2所述的电荷泵锁相环，其特征在于，所述延迟模块包括第一延迟单元和第二延迟单元；所述第一延迟单元的输入端与所述鉴频鉴相器模块的第一输出端连接；所述第一延迟单元的输出端与所述第二电荷泵单元的第一输入端连接；所述第二延迟单元的输入端与所述鉴频鉴相器模块的第二输出端连接；所述第二延迟单元的输出端与所述第二电荷泵单元的第二输入端连接。6.根据权利要求5所述的电荷泵锁相环，其特征在于，所述第一延迟单元和所述第二延迟单元均包括延迟子单元和与门。7.根据权利要求6所述的电荷泵锁相环，其特征在于，在所述第一延迟单元中，所述延迟子单元的输入端和所述与门的第一输入端均与所述鉴频鉴相器模块的第一输出端连接，所述延迟子单元的输出端与所述与门的第二输入端连接，所述与门的输出端与所述第二电
荷泵单元的第一输入端连接。8.根据权利要求6所述的电荷泵锁相环，其特征在于，在所述第二延迟单元中，所述延迟子单元的输入端和所述与门的第一输入端均与所述鉴频鉴相器模块的第二输出端连接，所述延迟子单元的输出端与所述与门的第二输入端连接，所述与门的输出端与所述第二电荷泵单元的第二输入端连接。9.根据权利要求1所述的电荷泵锁相环，其特征在于，所述频率检测模块包括：第一触发器、第一反相器、第二触发器、第二反相器和延迟链；所述第一触发器的输入端与所述压腔振荡器模块的输出端连接；所述第一触发器的输出端与所述第一反相器的输入端连接；所述第一反相器的输出端与所述第二触发器的第一输入端连接；所述第二触发器的输出端与所述第二反相器的输入端连接；所述第二反相器的输出端与所述电荷泵模块的第五输入端连接；所述延迟链的输入端与所述第一触发器的输出端连接；所述延迟链的输出端与所述第二触发器的第二输入端连接。10.根据权利要求1所述的电荷泵锁相环，其特征在于，所述滤波器模块包括：第一电容、电阻和第二电容；所述电阻的一端和所述第二电容的一端均与所述电荷泵模块的输出端连接；所述电阻的另一端与所述第一电容的一端连接；所述第二电容的另一端和所述第一电容的另一端均接地。
技术总结本发明涉及一种电荷泵锁相环，属于锁相环电路结构技术领域。本发明提供的电荷泵锁相环，在锁定过程中，采用鉴频鉴相器模块鉴别参考信号和反馈信号间的相位误差，再通过这一相位误差信息控制电荷泵模块的充放电，进而控制输出信号，将输出信号输入至压腔振荡器模块后，实现信号输出频率的控制，进而能够有效加快误差信息对电荷泵充放电的控制，更快调整压腔振荡器模块的输出频率，加速反馈信号和参考信号间相位或者频率的误差消除速度，加速电荷泵锁相环的锁定过程。并且，通过可以通过调整延迟模块和频率检测模块中的延迟信号，能够极大地提高该电荷泵锁相环的灵活性和可配置性，同时节省了功耗，避免了不必要的功耗浪费。避免了不必要的功耗浪费。避免了不必要的功耗浪费。
技术研发人员：周玉梅 何远慧 乔树山 尚德龙
受保护的技术使用者：中科南京智能技术研究院
技术研发日：2022.04.12
技术公布日：2022/7/5
