【技术实现步骤摘要】
本申请涉及pll，特别涉及一种宽动态范围高性能低相位噪声pll。
技术介绍
1、pll(锁相环，phase-locked loop)是一种通过反馈控制实现频率和相位同步的技术，它能够将输入的参考时钟信号进行倍频、分频或相位调整，以输出一个稳定且精确的时钟信号。在mcu中，时钟信号是系统工作的基础，它决定了mcu的运算速度、外设的工作频率以及系统的整体性能。因此，pll在mcu中扮演着至关重要的角色，它能够为mcu提供一个稳定、精确的时钟源。
2、高性能电子系统中对宽动态范围频率合成的需求，尤其是在通讯、信号处理以及微控制器(mcu)等应用场景中。mcu需要精准的频率控制以支持高速处理器的时钟管理，同时兼顾低功耗、宽频率范围调节、以及低相位噪声的要求。
3、但传统的pll设计中，通常难以在宽频率调节范围与低功耗、低相位噪声之间取得平衡。现有技术常见的问题包括：频率调节范围有限、相位噪声较高、功耗较大、动态响应较差。尤其是在需要同时支持高频段和低频段信号时，传统pll难以实现高灵活性和低功耗的兼容。
技术实现思路
1、本申请为解决现有的pll设计中频率调节范围有限、相位噪声较高、功耗较大、动态响应较差，难以实现高灵活性和低功耗的兼容的问题，提供一种宽动态范围高性能低相位噪声pll，包括：高速环路和低速环路，所述高速环路与所述低速环路并联；
2、所述低速环路包括第二分频器，所述第二分频器被配置为接收参考信号，对所述参考信号进行分频处理后输出低频电压信号
3、所述高速环路包括：鉴相器、电荷泵、环路滤波器、第一分频器和环形压控振荡器；
4、所述鉴相器的输出端连接所述电荷泵的输入端，所述电荷泵的输出端连接所述环路滤波器的输入端，所述环路滤波器的输出端连接所述环形压控振荡器的输入端；
5、所述鉴相器被配置为：接收所述参考信号和反馈信号，根据所述参考信号和反馈信号的相位差，输出控制信号至所述电荷泵，所述控制信号为包含相位误差信息的电压信号；
6、所述电荷泵被配置为：接收所述控制信号，并根据所述控制信号控制电流的流向和大小，输出电流脉冲至所述环路滤波器；
7、所述环路滤波器被配置为：接收所述电流脉冲，对所述电流脉冲进行滤波处理后输出控制电压信号至所述环形压控振荡器；
8、所述第一分频器的输入端连接所述环形压控振荡器的输出端，所述第一分频器的输出端连接所述鉴相器的输入端；
9、所述第一分频器被配置为：接受所述高频反馈信号，对所述高频反馈信号进行分频处理，得到低频率的所述反馈信号，将所述反馈信号输出至所述鉴相器；
10、所述环形压控振荡器包括：输入电压转换电路、4-tap延时单元和输出电压转换电路；
11、所述输入电压转换电路的输入端连接所述环路滤波器的输出端，所述输入电压转换电路的输出端连接所述4-tap延时单元的输入端，所述4-tap延时单元的输出端连接所述输出电压转换电路的输入端；
12、所述输入电压转换电路被配置为：接收所述控制电压信号，并将所述控制电压信号转换为两路信号，将所述两路信号输出至所述4-tap延时单元；
13、所述4-tap延时单元被配置为：接收所述两路信号，根据所述两路信号调节延时，输出对应频率的cml信号至所述输出电压转换电路；
14、所述输出电压转换电路被配置为：接收所述cml信号，将所述cml信号转换为cmos信号后进行高频反馈信号电压输出。
15、在一种可行的实现方式中，所述第一分频器的分频比覆盖范围为：9～767，所述第一分频器的步进为1。
16、在一种可行的实现方式中，所述第二分频器分频比覆盖范围为：2～15，所述第二分频器的步进为1。
17、在一种可行的实现方式中，所述鉴相器包括：两个d触发器和多级延时单元；
18、两个所述d触发器的输入端分别连接所述参考时钟的输出端和反馈时钟的输出端；
19、两个所述d触发器的输出端均连接所述多级延时单元的输入端，所述多级延时单元的输出端连接所述电荷泵的输入端；
20、两个所述d触发器被配置为：分别接收所述参考信号和反馈信号，处理得到初始控制信号，将所述初始控制信号输出至所述多级延时单元和所述电荷泵；
21、所述多级延时单元被配置为：接收所述初始控制信号后进行延时处理，以避免所述鉴相器发生死区效应。
22、在一种可行的实现方式中，所述控制信号中包括：高频误差分量和低频控制电压分量；
23、所述环路滤波器还被配置为：去除所述电流脉冲中的所述高频误差分量，保留所述低频控制电压分量。
24、在一种可行的实现方式中，所述两路信号包括：第一路信号和第二路信号；
25、所述第一路信号被配置为：调整所述4-tap延时单元的负载电阻值以调整所述延时单元的延时时间；
26、所述第二路信号被配置为：调整所述4-tap延时单元的尾电流源的电流大小以调整所述延时单元的延时时间。
27、在一种可行的实现方式中，所述电荷泵包括：电流镜和cmos开关；
28、所述cmos开关的输入端连接两个所述d触发器输出端；
29、所述电流镜被配置为：根据预设参数提供不同大小电流源，根据所述cmos开关的开启或闭合的开闭调节所述电流，将所述电流输出至所述环路滤波器；
30、所述cmos开关被配置为：接收所述控制信号，并根据所述控制信号打开或关闭所述电流路径，形成所述电流脉冲，将所述电流脉冲输出至所述环路滤波器。
31、在一种可行的实现方式中，所述电荷泵还包括：满摆幅运算放大器；
32、所述满摆幅运算放大器的输入正端连接所述电流镜的输出端，所述摆幅运算放大器的输出端连接所述满摆幅运算放大器的输入负端，所述摆幅运算放大器的输出端还连接两个所述cmos开关的源级，所述满摆幅运算放大器被配置为：减小所述电流失配。
33、在一种可行的实现方式中，所述输出电压转换电路包括五管运算放大器和多级缓冲器；
34、所述五管运算放大器被配置为：对所述延时单元的输出差分信号进行放大处理；
35、所述多级缓冲器将被配置为：对所述五管运算放大器输出信号由cml信号转成cmos信号。
36、在一种可行的实现方式中，所述电荷泵的电流为3-bit可调，所述电流范围40ua到320ua；所述环路滤波器为二阶无源低通滤波器，所述环路滤波器的电阻为3-bit可调，所述环路滤波器的电容为2-bit可调。
37、本申请提供的宽动态范围高性能低相位噪声pll，通过优化环路滤波器的设计和参数选择，以及采用高性能的环形压控振荡器，可以降低pll的相位噪声，提高输出信号的纯净度和稳定性。能够实现超大频率调节范围，从而提升系统的灵活性，能够适应不同的频率需求和工作场景。pll的环路参数具备多档位调节功能，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.宽动态范围高性能低相位噪声PLL，其特征在于，包括：高速环路和低速环路，所述高速环路与所述低速环路并联；
2.根据权利要求1所述的宽动态范围高性能低相位噪声PLL，其特征在于，所述第一分频器的分频比覆盖范围为：9～767，所述第一分频器的步进为1。
3.根据权利要求1所述的宽动态范围高性能低相位噪声PLL，其特征在于，所述第二分频器分频比覆盖范围为：2～15，所述第二分频器的步进为1。
4.根据权利要求1所述的宽动态范围高性能低相位噪声PLL，其特征在于，所述鉴相器包括：两个D触发器和多级延时单元；
5.根据权利要求2所述的宽动态范围高性能低相位噪声PLL，其特征在于，所述控制信号中包括：高频误差分量和低频控制电压分量；
6.根据权利要求1所述的宽动态范围高性能低相位噪声PLL，其特征在于，所述两路信号包括：第一路信号和第二路信号；
7.根据权利要求4所述的宽动态范围高性能低相位噪声PLL，其特征在于，所述电荷泵包括：电流镜和CMOS开关；
8.根据权利要求5所述的宽动态范围高性能低相位噪声P
9.根据权利要求1所述的宽动态范围高性能低相位噪声PLL，其特征在于，所述输出电压转换电路包括五管运算放大器和多级缓冲器；
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的宽动态范围高性能低相位噪声PLL，其特征在于，所述电荷泵的电流为3-bit可调，所述电流范围40uA到320uA；所述环路滤波器为二阶无源低通滤波器，所述环路滤波器的电阻为3-bit可调，所述环路滤波器的电容为2-bit可调。
...【技术特征摘要】
1.宽动态范围高性能低相位噪声pll，其特征在于，包括：高速环路和低速环路，所述高速环路与所述低速环路并联；
2.根据权利要求1所述的宽动态范围高性能低相位噪声pll，其特征在于，所述第一分频器的分频比覆盖范围为：9～767，所述第一分频器的步进为1。
3.根据权利要求1所述的宽动态范围高性能低相位噪声pll，其特征在于，所述第二分频器分频比覆盖范围为：2～15，所述第二分频器的步进为1。
4.根据权利要求1所述的宽动态范围高性能低相位噪声pll，其特征在于，所述鉴相器包括：两个d触发器和多级延时单元；
5.根据权利要求2所述的宽动态范围高性能低相位噪声pll，其特征在于，所述控制信号中包括：高频误差分量和低频控制电压分量；
6.根据权利要求1所述的宽动态范围高性...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜源，徐永烨，孙华波，王艺泽，惠一恒，杜力，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。