一种差分控制电荷泵电路的制作方法

1.本实用新型涉及锁相环中电荷泵电路领域，特别涉及一种差分控制电荷泵电路。


背景技术：

2.基于锁相环的频率综合器电路被广泛使用在射频收发机通信系统中，电荷泵电路是其中最关键的模块之一，它的功能是将鉴频鉴相器输出的相差脉宽数字信号通过充放电电流转化为电流信号，然后通过环路滤波器变为电压信号，从而对压控振荡器的工作频率进行调整。因此，一旦电荷泵中的非理想因素使充电电流和放电电流之间存在不匹配，压控电压上就会产生抖动，导致压控振荡器输出频谱上产生杂散，从而造成对临近信道的干扰。同时，电荷泵的电源中包含一定的噪声干扰，对于传统单端电荷泵结构，电源上的共模噪声会影响开关mos管的工作状态，使得电荷泵输出存在一定的静态电流，而环路仅仅对差模信号起作用，对共模信号无能为力，这可能使得电荷泵不能正常工作,影响整个环路工作。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种差分控制电荷泵电路。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.本实用新型提出一种差分控制电荷泵电路，它具有共模噪声小，上下电流匹配性好，电路结构简单实用等特点。包括差分电荷泵核心电路、单位增益运放opa1和opa2、共模反馈电阻rb1和rb2、共模反馈运放opa_cmfb、补偿电容c1。电荷泵核心电路采用差分控制结构，目的是抑制电源上的共模噪声干扰；同时，电荷泵核心电路的电流管采用共源共栅结构，输出阻抗大，可以很好地克服沟道长度调制效应的影响，使充放电电流在宽输出电压范围内实现精确匹配。单位增益运放opa1和opa2、共模反馈电阻rb1和rb2、共模反馈运放opa_cmfb组成共模反馈网络的目的是定义输出静态工作点，抑制差分输出线上的共模干扰。由于差分输出线上的输出摆幅较大，共模反馈网络中的单位增益运放opa1和opa2和采用轨对轨输入运放结构，保证了共模反馈网络工作时稳定性。
附图说明
6.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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。
7.图1为本实用新型一种差分控制电荷泵电路结构示意图；
8.图2为所述差分电荷泵核心电路结构图；
9.图3为所述单位增益运放结构图；
10.图4为所述共模反馈运放opa_cmfb结构图。
具体实施方式
11.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
12.一种差分控制电荷泵电路，包括差分电荷泵核心电路、单位增益运放opa1和opa2、共模反馈电阻rb1和rb2、共模反馈运放opa_cmfb、补偿电容c1。其中，所述差分电荷泵核心电路的输入端分别接电荷泵逻辑控制信号up、dn、upb、和共模反馈信号vcm_ctrl所述差分电荷泵核心电路的差分输出端分别与所述单位增益运放opa1、opa2的同相输入端相连。所述单位增益运放opa1、opa2的反相输入端分别与各自的输出端及所述共模反馈电阻rb1和rb2的一端相连，所述共模反馈电阻rb1和rb2的另一端与所述共模反馈运放opa_cmfb的同向端相连；所述共模反馈运放opa_cmfb的反向端连接至共模参考电位vcm_ref。所述共模反馈运放opa_cmfb的输出端与所述补偿电容c1相连，将共模反馈电平反馈至所述差分电荷泵核心电路。
13.所述差分电荷泵核心电路中输入端分别接电荷泵逻辑控制信号up、dn、upb、dnb和共模反馈信号vcm_ctrl。所述差分电荷泵核心电路包括：电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、nmos管m1、nmos管m2、nmos管m3、nmos管m4、nmos管m5、nmos管m6、nmos管m7、nmos管m8、nmos管m9、nmos管m10、nmos管m11、nmos管m12、pmos管m13、pmos管m14、pmos管m15、pmos管m16、pmos管m17、pmos管m18、pmos管m19、pmos管m20。其中电阻r1的一端与输入端口icp、nmos管m1的栅极、nmos管m3的栅极、nmos管m5的栅极、nmos管m9的栅极相连。电阻r1的另一端与nmos管m1的漏极、nmos管m2的栅极、nmos管m4的栅极、nmos管m6的栅极、nmos管m10的栅极相连。电阻r2的一端与nmos管m3的漏极、pmos管m13的栅极、pmos管m14的栅极、pmos管m15的栅极相连。电阻r2的另一端与pmos管m16的栅极、pmos管m17的栅极、pmos管m20的栅极相连。电阻r3的一端与输入信号端vcm_ctrl、pmos管m18的栅极、pmos管m19的栅极、电阻r4的一端相连。电阻r3的另一端与pmos管m18的漏极、pmos管m14的漏极、nmos管m7的漏极，nnos管m11的漏极、输出端口out相连。电阻r4的另一端与pmos管m19的漏极、pmos管m15的漏极、nmos管m8的漏极、nmos管m12的漏极、输出端口outb相连。nmos管m1的源极与nmos管m2的漏极相连。nmos管m3的源极与nmos管m4的漏极相连。nmos管m5的源极与nmos管m6的漏极相连。nmos管m9的源极与nmos管m10的漏极相连。nmos管m2的源极与nmos管m4的源极、nmos管m6的源极、nmos管m10的源极以及外部地线vss相连。nmos管m5的漏极、nmos管m7的源极、nmos管m8的源极相连。nmos管m7的栅极与输入端口dnb相连。nmos管m8的栅极与输入端口dn相连。nmos管m9的漏极与nmos管m11的漏极、nmos管m12的漏极相连。nmos管m11的栅极与输入端口up相连。nmos管m12的栅极与输入端口upb相连。pmos管m13的源极与pmos管m16的漏极相连。pmos管m14的源极与pmos管m17的漏极相连。pmos管m15的源极与pmos管m20的漏极相连。pmos管m16的源极与pmos管m17的源极、pmos管m18的源极、pmos管m19的源极、pmos管m20的源极、外部电源vdd相连。
14.所述单位增益运放opa1和opa2的结构均为轨对轨输入结构，在整个电荷泵环路中作为缓冲级起隔离作用。
15.所述单位增益运放a1包括：电阻r5、nmos管m21、nmos管m22、nmos管m23、nmos管
m24、nmos管m25、nmos管m26、nmos管m27、nmos管m28、pmos管m29、pmos管m30、pmos管m31、pmos管m32、pmos管m33、pmos管m34、pmos管m35、pmos管m36。其中电阻r5的一端与nmos管m27的漏极、nmos管m31的漏极相连。电阻r5的另一端与nmos管m24的漏极、pmos管m36的漏极、输出端口vout相连。nmos管m21的栅极与nmos管m24的栅极、输入端口vnbias相连。nmos管m21的源极与nmos管m22的源极、nmos管m23的源极、nmos管m24的源极、外部地线vss相连。nmos管m21的漏极与nmos管m25的源极、nmos管m26的源极相连。nmos管m25的栅极与pmos管m29的栅极、输入端口inn相连。nmos管m25的漏极与pmos管m35的漏极、pmos管m32的源极相连。nmos管m26的栅极与nmos管m30的栅极、输入端口inp相连。nmos管m26的漏极与pmos管m31的源极、pmos管m34的漏极相连。pmos管m29的漏极与nmos管m23的漏极、pmos管m28的源极相连。pmos管m29的源极与pmos管m30的源极、pmos管m33的漏极相连。pmos管m30的漏极与nmos管m22的漏极、nmos管m27的源极相连。pmos管m33的栅极与pmos管m34的栅极、pmos管m35的栅极、输入端口vpbias相连。pmos管m33的源极与pmos管m34的源极、pmos管m35的源极、pmos管m36的源极、外部电源vdd相连。nmos管m22的栅极与nmos管m23的栅极、nmos管m28的漏极相连。nmos管m27的栅极与nmos管m28的栅极相连。pmos管m31的栅极与pmos管m32的栅极、输入端口vpcas相连。
16.所述共模反馈运放opa_cmfb包括：nmos管m37、nmos管m38、nmos管m39、pmos管m40、pmos管m41。nmos管m39的栅极与输入端口vbias相连，nmos管m39的源极与外部地线vss相连。nmos管m39的漏极与nmos管m37的源极、nmos管m38的源极相连。nmos管m37的栅极与输入端口inp相连，nmos管m37的漏极与pmos管m40的漏极、pmos管m40的栅极、pmos管m41的栅极相连。nmos管m38的栅极与输入端口inn相连，nmos管m38的漏极与pmos管m41的漏极、输出端口vout相连。pmos管m40的源极与pmos管m41的源极、外部电源vdd相连。
17.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。