基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路，包括：电压电压转换电路、模数转换电路和精度可调判断电路。本发明专利技术利用两个电压电压转换电路，在保证锁相环环路正常工作的条件下，将控制电压这一敏感信号引出，进而利用模数转换电路对控制电压进行量化，通过判断电路中触发器与逻辑门电路，在相邻两个时间窗口对量化结果进行比较，判断电路锁定。锁定检测精度可调，提高了控制电压波动判别容限，避免受辐照影响锁定状态误判为非锁定状态。判为非锁定状态。判为非锁定状态。

【技术实现步骤摘要】
基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路


[0001]本专利技术属于集成电路领域，更为具体地讲，涉及一种基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路设计。

技术介绍

[0002]锁相环频率综合器是高速串口通信和射频无线收发器中重要的单元模块，传统的模拟锁相环频率综合器电路，主要包括鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频器等基本模块。随着半导体工艺近二十年的飞速发展，具有高集成度、低功耗、高性能等优势的锁相环成为全集成CMOS无线收发机中本振信号的主流选择。
[0003]随着半导体器件集成度不断提高，大规模集成电路越来越多地应用在航天器上。空间辐射环境中的带电粒子和电子在集成电路中产生的电离总剂量效应，严重影响航天器的可靠性及在轨寿命。
[0004]压控振荡器VCO的谐振腔中的振荡信号摆幅较大，且振荡频率较高。由于有寄生电容的存在，使得振荡信号串扰到控制电压上；且辐射导致的单粒子效应和总剂量效应加剧了控制电压波动，以致出现非锁定误判。为了避免出现锁定检测误判，本专利技术提出了一种精度可调的锁定检测电路。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路，可以保证环路性能的条件下，提高判别容限，避免由于辐照效应、高频串扰导致控制电压波动出现误判。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路，包括：电压电压转换电路A、电压电压转换电路B、模数转换电路和判断电路；
[0008]电荷泵锁相环中环路滤波器处的控制电压作为锁定检测电路的输入，其分别连接到电压电压转换电路A与电压电压转换电路B的输入，其中电压电压转换电路B输出端连接压控振荡器的输入；电压电压转换电路A输出端连接模数转换电路输入，模数转换电路对控制电压进行量化，通过判断电路中触发器与逻辑门电路，在相邻两个时间窗口对量化结果进行比较，判断电路锁定状态。
[0009]进一步的，电压电压转换电路A和B，均为一个单位增益放大器。
[0010]进一步的，所述电压电压转换电路A和B的电路结构相同，均包括：晶体管PM1、PM2、NM1以及NM2；
[0011]晶体管PM1和PM2为PMOS晶体管，NM1、NM2为NMOS晶体管；其中晶体管PM1、PM2构成电流镜结构作为输出负载，晶体管NM1、NM2构成差分输入对管，差分输入分别接在其栅端；将晶体管NM2的漏端与栅端相连接，实现放大器的单位增益接法。
[0012]进一步的，模数转换电路产生12位量化值D0、D1、D2
…
D11。
[0013]进一步的，所述判断电路包括：12组D触发器与同或门，每一组D触发器和同或门输出一位逻辑值。
[0014]进一步的，判断电路连接关系如下：D触发器的输入端D与输出端Q作为同或门的输入，根据同或门的逻辑表，当D与Q逻辑值相同时，输出逻辑值为1；当D与Q逻辑值相同时，输出逻辑值为0；模数转换电路12位量化值D0、D1、D2
…
D11分别接在D触发器的D端，由同一时钟进行触发。
[0015]进一步的，判断电路的精度可调。
[0016]进一步的，模数转换电路12位量化值中D0为最高权重位，D11为最低权重位，对应同或门逻辑输出值为A0至A11，其中A0为最高权重位，A11最低权重位；根据不同环境条件，通过定义A0至A11中保持不变的位数来定义精度。
[0017]进一步的，判断电路锁定状态，具体为：
[0018]当设置精度为8位时，相邻两个时钟沿触发后，如果A0至A7逻辑值保持不变，即认为锁定，此时精度误差为电源电压1/28；当设置精度为5位时，相邻两个时钟沿触发后，如果A0至A4逻辑值保持不变，即认为锁定，此时精度误差为电源电压1/25。
[0019]本专利技术与现有技术相比带来的有益效果为：
[0020]由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，通过在环路中模数转换电路、电压电压转换电路以及精度可调判断电路，可以在保证环路性能的条件下，保证锁定检测的精度，避免了由于振荡信号串扰以及辐照效应造成的控制电压波动，以致出现模拟锁定检测电路误判。
附图说明
[0021]图1是本专利技术一种基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路原理框图；
[0022]图2是图1电压电压转换电路一种具体实施方式的示意图；
[0023]图3是图1锁相环锁定过程控制电压变化示意图；
[0024]图4是利用模数转换电路精度调整控制电压判别容限示意图；
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0026]本专利技术公开了一种基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路，利用两个电压电压转换电路，在保证锁相环环路正常工作的条件下，将控制电压这一敏感信号引出，进而利用模数转换电路对控制电压进行量化，通过判断电路中触发器与逻辑门电路，在相邻两个时间窗口对量化结果进行比较，判断电路锁定。锁定检测精度可调，提高了控制电压波动判别容限，避免受辐照影响锁定状态误判为非锁定状态。
[0027]具体的，如图1所示，本专利技术提出的一种基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路，包括：电压电压转换电路A、电压电压转换电路B、模数转换电路和判断电路；
[0028]电荷泵锁相环中环路滤波器处的控制电压作为锁定检测电路的输入，其分别连接
到电压电压转换电路A与电压电压转换电路B的输入，其中电压电压转换电路B输出端连接压控振荡器的输入；电压电压转换电路A输出端连接模数转换电路输入，模数转换电路对控制电压进行量化，通过判断电路中触发器与逻辑门电路，在相邻两个时间窗口对量化结果进行比较，判断电路中高电平的个数与位置决定了锁定检测的精度与检测状态。由于锁定检测精度可调，提高了控制电压波动判别容限，避免锁定状态误判为非锁定状态。
[0029]电压电压转换电路A和B，均为一个单位增益放大器。
[0030]模数转换电路产生12位量化值D0、D1、D2
…
D11。
[0031]如图2所示，所述电压电压转换电路A和B的电路结构相同，均包括：晶体管PM1、PM2、NM1以及NM2；
[0032]晶体管PM1和PM2为PMOS晶体管，NM1、NM2为NMOS晶体管；其中晶体管PM1、PM2构成电流镜结构作为输出负载，晶体管NM1、NM2构成差分输入对管，差分输入分别接在其栅端；将晶体管NM2的漏端与栅端相连接，实现放大器的单位增益接法。
[0033]如图1所示，所述判断电路包括：12组D触发器与同或门，每一组D触发器和同或门输出一位逻辑值。
[0034]判断电路连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路，其特征在于：包括：电压电压转换电路A、电压电压转换电路B、模数转换电路和判断电路；电荷泵锁相环中环路滤波器处的控制电压作为锁定检测电路的输入，其分别连接到电压电压转换电路A与电压电压转换电路B的输入，其中电压电压转换电路B输出端连接压控振荡器的输入；电压电压转换电路A输出端连接模数转换电路输入，模数转换电路对控制电压进行量化，通过判断电路中触发器与逻辑门电路，在相邻两个时间窗口对量化结果进行比较，判断电路锁定状态。2.根据权利要求1所述的基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路，其特征在于：电压电压转换电路A和B，均为一个单位增益放大器。3.根据权利要求1或2所述的基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路，其特征在于：所述电压电压转换电路A和B的电路结构相同，均包括：晶体管PM1、PM2、NM1以及NM2；晶体管PM1和PM2为PMOS晶体管，NM1、NM2为NMOS晶体管；其中晶体管PM1、PM2构成电流镜结构作为输出负载，晶体管NM1、NM2构成差分输入对管，差分输入分别接在其栅端；将晶体管NM2的漏端与栅端相连接，实现放大器的单位增益接法。4.根据权利要求1所述的基于模数转换电路的抗辐照电荷泵锁相环锁定检测电路，其特征在于：模数转换电路产生12位量化值D0、D1、D2
…
D11。5.根据权利要求4所述的基于模数转换电路的抗辐...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华波，陈雷，郭睿，杨铭谦，徐瀚铭，靳翔，郭琨，李智，单程奕，檀政旭，
申请(专利权)人：北京微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：