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1、(10)申请公布号 CN 102480291 A (43)申请公布日 2012.05.30 C N 1 0 2 4 8 0 2 9 1 A *CN102480291A* (21)申请号 201110331129.7 (22)申请日 2011.10.27 61/417,291 2010.11.26 US 13/095,873 2011.04.28 US H03L 7/087(2006.01) H03L 7/06(2006.01) (71)申请人联发科技股份有限公司 地址中国台湾新竹科学工业园区新竹市笃 行一路一号 (72)发明人薛育理 卓宜贤 詹景宏 (74)专利代理机构北京万慧达知识产权代理有。
2、 限公司 11111 代理人于淼 张一军 (54) 发明名称 电荷泵、相位频率侦测器以及电荷泵方法 (57) 摘要 本发明提供一种电荷泵、相位频率侦测器以 及电荷泵方法，该电荷泵设置于一相位锁定系统 中。该电荷泵包含有一注入元件、一汲出元件以及 一偏移元件。该注入元件用以选择性地依据一第 一控制信号来对该电荷泵的一输出端注入一第一 电流。该汲出元件用以选择性地依据一第二控制 信号来对该电荷泵的该输出端汲出一第二电流。 该偏移元件用以选择性地依据一第三控制信号来 经由该电荷泵的该输出端导通一偏移电流，其中 当该相位锁定系统处于一锁定状态时，该注入元 件以及该汲出元件其中之一系为关闭状态。本发 明。
3、能够减少相位锁定状态下的电流数量并使相位 锁定系统达到较佳的噪声效能。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书6页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 6 页 附图 4 页 1/3页 2 1.一种电荷泵，设置于一相位锁定系统中，该电荷泵包含有： 一注入元件，用以依据一第一控制信号来选择性地对该电荷泵的一输出端注入一第一 电流； 一汲出元件，用以依据一第二控制信号来选择性地从该电荷泵的该输出端汲出一第二 电流；以及 一偏移元件，用以依据一第三控制信号来选择性地经由该电荷泵的该输出端导通一偏 移电流，其中当该。
4、相位锁定系统处于一锁定状态时，该注入元件以及该汲出元件其中之一 为关闭状态。 2.如权利要求1所述的电荷泵，其中在该相位锁定系统处于该锁定状态之前，该偏移 元件、该注入元件以及该汲出元件同时启动而导通。 3.如权利要求1所述的电荷泵，其中该第三控制信号经由一周期性信号所得到。 4.如权利要求3所述的电荷泵，其中该第三控制信号的每一周期包含有一运作时段； 当该相位锁定系统处于该锁定状态时，该注入元件以及该汲出元件其中之一为关闭状态， 而在该运作时段中，该注入元件以及该汲出元件其中的另一元件所导通的电荷量，与该偏 移元件所导通的电荷量本质上相等。 5.如权利要求3所述的电荷泵，其中该相位锁定系统包。
5、含耦接于该电荷泵的一环路滤 波器，该环路滤波器用以依据该第三控制信号，经由该电荷泵的该输出端导通一电流。 6.如权利要求5所述的电荷泵，其中该环路滤波器包含一开关元件，用以依据该第三 控制信号，选择性地将该电荷泵的该输出端连接至一压控节点，当该第三控制信号表示为 保持运作时，该偏移元件经由该电荷泵的该输出端导通该偏移电流，而该电荷泵的该输出 端与该压控节点为电气隔离；当该第三控制信号表示为一取样运作时，该电荷泵的该输出 端经由该开关元件耦接于该压控节点。 7.如权利要求5所述的电荷泵，其中该相位锁定系统另包含一相位频率侦测器，用以 产生该第一控制信号以及该第二控制信号给该电荷泵。 8.如权利要。
6、求1所述的电荷泵，其中该偏移电流小于该第一电流或是该第二电流。 9.如权利要求1所述的电荷泵，其中该偏移元件包含： 一偏移电路，具有用以导通该偏移电流的一偏移输出节点；以及 一偏移开关元件，耦接于该偏移电路的该偏移输出节点，该偏移开关元件用以依据该 第三控制信号，经由该输出端来导通该偏移电流。 10.一种相位频率侦测器，用以产生一第一控制信号以及一第二控制信号给一电荷泵， 该相位频率侦测器包含： 一核心电路，用以依据一参考时钟信号以及一输入时钟信号间的一相位/频率差异来 输出一第一相位信号以及一第二相位信号；以及 一时序电路，耦接于该核心电路，用以依据该第一相位信号以及该第二相位信号来产 生该。
7、第一控制信号以及该第二控制信号； 其中当该参考时钟信号以及该输入时钟信号具有相同相位时，该第一控制信号以及该 第二控制信号之中仅有一个信号表示为启动运作。 11.如权利要求10所述的相位频率侦测器，其中该时序电路直接输出该第一相位信号 来作为该第一控制信号，以及该时序电路包含有： 权 利 要 求 书CN 102480291 A 2/3页 3 一D型触发器，用以依据该第一相位信号以及该第二相位信号来输出一第三相位信 号；以及 一AND逻辑门，耦接于该D型触发器，用以依据该第二相位信号以及该第三相位信号来 输出该第二控制信号。 12.一种电荷泵，用以依据一相位信息经由一输出端来导通电荷，包含有一第。
8、一元件、 一第二元件以及一第三元件； 其中，该第一元件用于当该相位信息表示为一领先相位时，依一预定速率将电荷注入/ 汲出该输出端； 该第二元件用于当该相位信息表示为一落后相位时，依该预定速率将电荷汲出/注入 该输出端；以及 该第三元件用于当该相位信息在领先相位与落后相位间变换时，经由该输出端导通一 预定量的电荷， 其中，当该相位信息分别表示为该领先相位与该落后相位时，该第一元件与第二元件 的汲出与注入程序相反。 13.如权利要求12所述的电荷泵，其中： 该第三元件为一第一电流源，用以在当该相位信息表示为在领先相位与落后相位间变 换时，经由该输出端来导通该预定量的电荷，而当该相位信息表示为一锁定。
9、状态时，该第一 电流源则为关闭状态。 14.如权利要求13所述的电荷泵，其中该电荷泵另接收一周期性控制信号，该周期性 控制信号的每一周期包含有一运作时段，该电荷泵依据该相位信息以及该周期性控制信 号，经由该输出端来导通电荷；以及该电荷泵包含有： 一第二电流源，用以在该运作时段经由该输出端导通一第一数量的电荷；以及 一偏移元件，用以在该运作时段经由该输出端导通一第二数量的电荷，其中该第一数 量与该第二数量本质上相同。 15.一种电荷泵方法，应用于一相位锁定系统中，包含有： 依据一第一控制信号选择性地执行一注入程序来对该相位锁定系统中的一电荷泵的 一输出端注入一第一电流； 依据一第二控制信号选择性。
10、地执行一汲出程序来从该输出端汲出一第二电流；以及 依据一第三控制信号选择性地执行一偏移程序来经由该输出端导通一偏移电流，其中 当该相位锁定系统处于一锁定状态时，该注入程序以及该汲出程序其中之一为关闭状态。 16.如权利要求15所述的电荷泵方法，其中在该相位锁定系统进入该锁定状态之前， 该偏移程序、该注入程序以及该汲出程序同时为开启状态。 17.如权利要求15所述的电荷泵方法，其中该第三控制信号系经由一周期性信号所得 到。 18.如权利要求17所述的电荷泵方法，其中该第三控制信号的每一周期包含有一运作 时段；当该相位锁定系统处于该锁定状态时，该注入程序以及该汲出程序其中之一为关闭 状态，而在该运。
11、作时段中，该注入程序以及该汲出程序其中的另一元件所导通的一电荷量， 与该偏移元件所导通的一电荷量相同。 19.如权利要求15所述的电荷泵方法，其中该偏移电流小于该第一电流或是该第二电 权 利 要 求 书CN 102480291 A 3/3页 4 流。 20.一种电荷泵方法，用以依据一相位信息经由一输出端来导通电荷，包含有： 当该相位信息表示为一领先相位时，依一预定速率将电荷注入/汲出该输出端； 当该相位信息表示为一落后相位，依该预定速率将电荷汲出/注入该输出端；以及 当该相位信息表示为在领先相位与落后相位间变换时，经由该输出端导通一预定量的 电荷， 其中，当该相位信息分别表示为该领先相位与该落。
12、后相位时，该电荷泵的汲出与注入 程序相反。 21.如权利要求20所述的电荷泵方法，其中导通该预定量的电荷包含有： 当该相位信息表示为在领先相位与落后相位间变换时，提供一第一电流源来经由该输 出端导通该预定量的电荷； 而当该相位信息表示为一锁定状态时，停止经由该输出端导通该第一电流源。 22.如权利要求21所述的电荷泵方法，另包含有： 接收一周期性控制信号，依据该相位信息以及该周期性控制信号，经由该输出端来导 通电荷，其中该周期性控制信号的每一周期包含有一运作时段； 提供一第二电流源，以在该运作时段经由该输出端导通一第一数量的电荷； 以及，提供一偏移电流，以在该运作时段经由该输出端导通一第二数量。
13、的电荷，其中该 第一数量与该第二数量本质上相同。 权 利 要 求 书CN 102480291 A 1/6页 5 电荷泵、 相位频率侦测器以及电荷泵方法 技术领域 0001 本发明有关于一种电荷泵，尤其是关于一电荷泵，一相位频率侦测器以及电荷泵 方法。 背景技术 0002 电荷泵(charge pump)在相位锁定系统(phase locking system)之中，是用以执 行相位/频率同步的重要元件。现有的电荷泵通常因死区范围(dead zone)或是由参考频 率毛刺(reference spur)所产生的噪声而有着线性度的问题。为了解决死区范围的问题， 通常会加入一偏移(offset)电流。
14、，以提供一固定电流来避开死区范围，并在相位锁定时使 得电荷泵有着较为线性化的效能。请参照图1，图1为现有技术的一电荷泵1000经由一环 路滤波器(loop filter)2000耦接于一压控节点VCTRL的结构示意图。现有的电荷泵1000 经由一输出端N导通一电流ICP，并包含有一注入元件1100、一汲出元件1200以及一偏移 元件1300。注入元件1100以及汲出元件1200分别是由控制信号UP、UPB以及DN、DNB所 控制，其中控制信号UPB、DNB分别为控制信号UP、DN的反相(inverse)信号。当包含有现 有的电荷泵1000的该相位锁定系统处于相位锁定状态时，注入元件1100会提。
15、供额外的电 流来抵消由偏移元件1300所注入的固定电流。如此一来，便可减少死区范围所引起的非线 性度问题。 0003 然而，虽然额外增加的偏移电流可成功克服死区范围问题，参考频率毛刺却仍然 没有获得改善。请参照图2，图2为在现有的电荷泵1000在相位锁定时的时序示意图。当处 于相位锁定状态时，注入元件1100所产生的电流IUP的一部分会和汲出元件1200汲出的 电流IDN抵消，而电流IUP的其他部分则会由偏移元件1300所汲出的电流Ioffset所抵消。 于是现有的电荷泵1000所输出的总电流ICP会注入一脉冲电流(impulse current)给一后 续电路，接着便由该后续电路持续汲出一固。
16、定电流，直到下一个参考周期。是故后续的压控 节点VCTRL(例如：现有的电荷泵1000经由一环路滤波器所耦接的一压控振荡器(voltage controlled oscillator，VCO)上的一控制节点)会经历一周期性的调变(modulation)，导 致参考频率毛刺的产生。 0004 除此之外，每一注入或汲出压控节点VCTRL的电荷亦可能会造成噪声。在理想 的相位锁定状态下，汲出元件1200与偏移元件1300会抵消其他的电流，是故对压控节点 VCTRL并不会造成影响；然而，在实作上，这些实际存在的电荷仍会冲击到整个相位锁定系 统的效能。是故如何减少相位锁定状态下的电流数量仍是一个重要的课。
17、题。 发明内容 0005 有鉴于此，有必要提供一种电荷泵、相位频率侦测器以及电荷泵方法，以期解决上 述减少相位锁定状态下的电流数量以及由参考频率毛刺所产生的噪声的问题。 0006 依据本发明的一实施例，其提供了一种设置于一相位锁定系统(phase locking system)中的电荷泵(charge pump)，该电荷泵包含有一注入元件(sourcing element)、一 说 明 书CN 102480291 A 2/6页 6 汲出元件(draining element)以及一偏移元件(offset element)。该注入元件用以选择 性地依据一第一控制信号来对该电荷泵的一输出端注入一第。
18、一电流。该汲出元件用以选择 性地依据一第二控制信号来对该电荷泵的该输出端汲出一第二电流。该偏移元件用以选择 性地依据一第三控制信号来经由该电荷泵的该输出端导通一偏移电流，其中当该相位锁定 系统处于一锁定状态时，该注入元件以及该汲出元件其中之一为关闭状态。 0007 依据本发明的另一实施例，其提供了一种用以产生一第一控制信号以及一第二控 制信号给一电荷泵的相位频率侦测器(phase/frequency detector，PFD)，该相位频率侦测 器包含有一核心电路以及一时序电路。该核心电路用以依据一参考时钟信号以及一输入时 钟信号间的一相位/频率差异来输出一第一相位信号以及一第二相位信号。该时序。
19、电路耦 接于该核心电路，用以依据该第一相位信号以及该第二相位信号来产生该第一控制信号以 及该第二控制信号。其中当该参考时钟信号以及该输入时钟信号具有相同相位时，该第一 控制信号以及该第二控制信号之中仅有一个信号表示为启动运作(enabled operation)。 0008 依据本发明的又一实施例，其提供了一种电荷泵，用以依据一相位信息经由一输 出端来导通电荷，该电荷泵包含有一第一元件、一第二元件以及一第三元件。其中，该第一 元件用于当该相位信息表示为一领先相位(leading phase)时，依一预定速率将电荷注入 /汲出该输出端；该第二元件用于当该相位信息表示为一落后相位(lagging 。
20、phase)，依该 预定速率将电荷汲出/注入该输出端；以及该第三元件用于当该相位信息表示为在领先相 位与落后相位间变换时，经由该输出端导通一预定量的电荷，其中，当该相位信息分别表示 为该领先相位与该落后相位时，该第一元件与该第二元件的汲出与注入程序相反。 0009 依据本发明的又一实施例，其提供了一种应用于一相位锁定系统中电荷泵方法， 包含有：选择性地执行一注入程序，依据一第一控制信号来对该相位锁定系统中的一电荷 泵的一输出端注入一第一电流；选择性地执行一汲出程序，依据一第二控制信号来对该输 出端汲出一第二电流；以及选择性地执行一偏移程序，依据一第三控制信号来经由的该输 出端导通一偏移电流，其。
21、中当该相位锁定系统处于一锁定状态时，该注入程序以及该汲出 程序其中之一为关闭状态。 0010 依据本发明的又一实施例，其提供了一种电荷泵方法，用以依据一相位信息经由 一输出端来导通电荷，包含有：当该相位信息表示为一领先相位时，依一预定速率将电荷注 入/汲出该输出端；当该相位信息表示为一落后相位，依该预定速率将电荷汲出/注入该输 出端；以及当该相位信息表示为在领先相位与落后相位间变换时，经由该输出端导通一预 定量的电荷，其中，当该相位信息分别表示为该领先相位与该落后相位时，该电荷泵的汲出 与注入程序相反。 0011 上述电荷泵、相位频率侦测器以及电荷泵方法，能够减少相位锁定状态下的电流 数量并使。
22、相位锁定系统达到较佳的噪声效能。 附图说明 0012 图1为现有技术的一电荷泵经由一环路滤波器耦接于一压控节点的结构示意图； 0013 图2为现有的电荷泵在相位锁定时的时序示意图； 0014 图3为本发明电流泵的一实施例的结构示意图； 0015 图4为本发明的电荷泵在一实施例中进入相位锁定状态的时序示意图； 说 明 书CN 102480291 A 3/6页 7 0016 图5为本发明的电荷泵在一实施例中经由一压控节点耦接于一环路滤波器的结 构示意图； 0017 图6为本发明电荷泵的另一实施例的结构示意图； 0018 图7为本发明的单端电荷泵的一实施例的结构示意图； 0019 图8为本发明中用以。
23、提供控制信号给电荷泵的一相位频率侦测器的一实施例的 结构示意图； 0020 图9为图3的电荷泵的电荷-相位差的对照示意图。 具体实施方式 0021 在说明书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬 件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书并不以名称的差异来作为区分 元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书当中所提及的 包含为一开放式的用语，故应解释成包含但不限定于。另外，耦接一词在此包含任 何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该 第一装置可直接电气连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接。
24、地电气连接至该 第二装置。 0022 请参照，图3为本发明电流泵的一实施例的结构示意图。电荷泵3000包含有一注 入元件3100、一汲出元件3200以及一偏移元件3300。注入元件3100以及汲出元件3200分 别是由控制信号UP、UPB以及DN所控制，其中控制信号UPB为控制信号UP的反相(inverse) 信号。相较于现有的电荷泵1000，电荷泵3000中的偏移元件3300是由一控制信号Fref以 及其反相信号FrefB所控制，该偏移元件3300还包含有：一偏移电路，具有用以导通该偏移 电流的一偏移输出节点；以及一偏移开关元件，耦接于该偏移电路的该偏移输出节点，该偏 移开关元件用以依据该控。
25、制信号Fref，经由该输出端来N导通偏移元件的电流。其中控制 信号Fref是经由一周期性信号所得到(亦即，控制信号Fref可为一周期性信号或是一周 期性信号处理过后的结果)，且控制信号Fref的每一周期均包含有一运作时段以表示启动 运作(enabled operation)。在此实施例中，控制信号Fref的频率与包含有电荷泵3000的 该相位锁定系统的一参考时钟频率相同。请注意，在包含有电荷泵3000的该相位锁定系统 进入相位锁定状态之前，亦即，当该相位锁定系统仍在进行相位追踪(phase tracking)时， 偏移元件3300、注入元件3100以及汲出元件3200会同时启动而导通。如此一来。
26、，由这三个 电流分支所导通的电荷均会对加速相位追踪的程序有所帮助。 0023 请参照图4来进一步了解电荷泵3000的运作。图4为本发明的电荷泵3000在一 实施例中进入相位锁定状态的时序示意图。在进入相位锁定状态时，汲出元件3200会被完 全关闭，而偏移元件3300则会在控制信号Fref呈现开启运作时(亦即控制信号Fref在运 作时段)，汲出一固定电流Ioffset。在第4图中，控制信号Fref可被分成两个时段：取样 时段(sampling interval)Ts(亦即为运作时段)以及保持时段(holding interval)Th(亦 即为关闭时段)。在保持时段Th期间，注入元件3100提供。
27、一脉冲电流IUP来抵消来自偏移 元件3300的电流Ioffset，也就是说，由注入元件3100所注入的电荷数量等同于流入偏移 元件3300的电荷数量，是故注入输出端N的净电荷为零。而在取样时段，电荷泵3000中的 所有元件均被关闭，在电荷泵3000的输出端N上不会有任何的电流变动。由于噪声问题的 说 明 书CN 102480291 A 4/6页 8 和缓，被关闭的电流分支可应用相对上较小的面积来实现。此外，偏移电流Ioffset会小于 由注入元件3100传导的注入电流IUP或是由汲出元件3200所传导的汲出电流IDN，是故偏 移元件3300仅需要极小的芯片面积即可实现。也就是说，当进入相位锁定。
28、状态时，只有注 入电流IUP以及偏移电流Ioffset保持运作，是故可达到较少的电流以及较佳的噪声效能。 0024 请参照图5来进一步了解电荷泵3000在实作上的应用范例。图5为本发明的的电 荷泵3000在一实施例中经由一环路滤波器5000耦接于一压控节点VCTRL的结构示意图。 环路滤波器5000的结构包含有一开关元件，用以依据控制信号FrefB(控制信号Fref的反 相信号)选择性地将电荷泵3000的输出节点N连接至VCTRL。当控制信号表示为一保持运 作(holding operation)时(亦即在保持时段Th期间)，偏移元件3300和注入元件3100 均为开启而在电荷泵3000的输出。
29、端N造成电压变化，然而输出端N与压控节点VCTRL为电 气隔离(electrically isolated)；当控制信号表示为一取样运作(sampling operation) 时(亦即在取样时段Ts期间)，偏移元件3300和注入元件3100均为关闭，而输出端N则会 经由开关元件耦接于压控节点VCTRL。如此一来，电荷泵3000与环路滤波器5000的运作会 被分成两个不同的时段(取样时段与保持时段)，在两个时段内压控节点VCTRL都没有不必 要的变化，因此可避免参考频率毛刺，而具有电荷泵3000与环路滤波器5000的该相位锁定 系统便可轻易地达到较佳的频率毛刺效能。 0025 请注意，图3中的。
30、实施例将偏移元件3300作为一电流汲出元件所用，然而，这并非 用来限定本发明的范围。请参照图6，图6为本发明一的电荷泵的另一实施例的结构示意 图。当电荷泵6000处于相位锁定状态时，一偏移元件6300用以作为一电流注入元件以抵 消一汲出元件6200所汲出的电流。在上述的情况之下，注入元件6100会在相位锁定状态 下呈现关闭状态。此外，本发明还可以以单端(single-ended)的形式来实现。请参照图7， 图7为本发明的单端电荷泵7000的一实施例的结构示意图。单端电荷泵7000也包含有一 注入元件7100、一汲出元件7200以及一偏移元件7300。在此实施例中，控制信号UPB与DN 分别经由。
31、相对应的晶体管来控制注入元件7100与汲出元件7200，而偏移元件7300则是由 一控制信号Fref所控制。对于电荷泵来说，凡是包含具有依据一控制信号来选择性提供一 固定电流的偏移元件，这一类的电荷泵设计均落在本发明的范围之内。 0026 请参照图8，图8为本发明中用以提供控制信号UP与DN给电荷泵3000的相位频 率侦测器800的一实施例的结构示意图。相位频率侦测器800包含有一核心电路810以及 一时序电路820。核心电路810常见于一般相位频率侦测器之中，用以依据一参考时钟信号 CKREF以及一输入时钟信号CKDIV间的相位/频率差值来输出一第一相位信号Sp1以及一 第二相位信号Sp2。。
32、时序电路820则依据第一相位信号Sp1以及第二相位信号Sp2来产生 控制信号UP以及DN。在此实施例中，时序电路820直接输出第一相位信号Sp1来作为控 制信号UP，而时序电路820包含有一D型触发器(D flip-flop，DFF)821以及一AND逻辑 门(AND gate)822。D型触发器821用以依据第一相位信号Sp1以及第二相位信号Sp2来 输出一第三相位信号Sp3。AND逻辑门822则依据第二相位信号Sp2以及第三相位信号Sp3 来输出第二控制信号DN。有了D型触发器821的协助，当参考时钟信号CKREF与输入时钟 信号CKDIV具有相同相位时(即，系统已进入相位锁定状态)，控制。
33、信号UP以及SN之中仅 有一个信号会表示为启动运作。如此一来，当参考时钟信号CKREF与输入时钟信号CKDIV 之间有着一相位/频率差异存在时，相位频率侦测器800会正常地运作，控制电荷泵3000 说 明 书CN 102480291 A 5/6页 9 来调整该差异。而当系统趋近于相位锁定状态时，相位频率侦测器800便可确保注入元件 3100与汲出元件3200中仅有一个是关闭状态，而其中的另一元件则导通一电流以抵消来 自偏移元件3300的偏移电流。是故，在锁定过程中所涉及到的电流便可减少，并达到较佳 的噪声效能。 0027 请参照图9来进一步了解本发明的电荷泵。图9为图3的电荷泵3000的电荷 。
34、QCP-相位差的对照示意图。电荷QCP是由电荷泵3000所注入，而相位差则是由电荷 泵3000前的一相位频率侦测器(例如：图8所示的相位频率侦测器800)计算一输入时钟信 号与一参考时钟信号的差异所得到。由于偏移元件3300的功能，当处于锁定状态时，电荷 泵3000会运作在一线性区OP1。请注意，在图表右半边(也就是侦测到领先相位(leading phase)时)，只有注入元件3100与偏移元件3300在导通电荷到输出端N，汲出元件3200 则是呈关闭状态；在图表左半边(也就是侦测到落后相位(lagging phase)时)，注入元件 3100、汲出元件3200与偏移元件3300均会经由输出端。
35、N导通电荷；而当在领先相位与落后 相位间变换时，汲出元件3200会被启动，并经由输出端N导通一预定量的电荷。 0028 因此，依据上述对图9的电荷泵的电荷QCP-相位差的对照示意图，本发明还可 以提供一种电荷泵，该电荷泵用以依据一相位信息经由一输出端来导通电荷。具体地，该电 荷泵包含有一第一元件、一第二元件以及一第三元件。其中，该第一元件用于当该相位信息 表示为一领先相位时，依一预定速率将电荷注入/汲出该输出端，例如在第3图的电荷泵 3000中只有注入元件3100与偏移元件3300在导通电荷到输出端N；该第二元件用于当该 相位信息表示为一落后相位时，依该预定速率将电荷汲出/注入该输出端，例如在。
36、第3图的 电荷泵3000中注入元件3100、汲出元件3200与偏移元件3300均会经由输出端N导通电 荷；而该第三元件用于当该相位信息在领先相位与落后相位间变换时，经由该输出端导通 一预定量的电荷。其中，当该相位信息分别表示为该领先相位与该落后相位时，该第一元件 与该第二元件的汲出与注入程序相反。 0029 在上述电荷泵实施例中，该电荷泵的该第三元件可以为一第一电流源，用以在当 该相位信息表示为在领先相位与落后相位间变换时，经由该输出端来导通该预定量的电 荷，而当该相位信息表示为一锁定状态时，该第一电流源则为关闭状态。此外，该电荷泵另 接收一周期性控制信号，该周期性控制信号的每一周期包含有一运。
37、作时段，该电荷泵依据 该相位信息以及该周期性控制信号，经由该输出端来导通电荷。相应地，该电荷泵更包含 有：一第二电流源，用以在该运作时段经由该输出端导通一第一数量的电荷；以及一偏移 元件，用以在该运作时段经由该输出端导通一第二数量的电荷，其中该第一数量与该第二 数量本质上相同。 0030 综上所述，以上实施例提供了一种电荷泵，其具有依据不同运作模式以选择性地 经由一输出端导通电荷的多个电流分支。此外，以上实施例还揭露了可分辨运作相位区域 以提供适当控制信号的相位频率侦测器，以配合该电荷泵的运作。如此一来，对于具有该电 荷泵与该相位频率侦测器的相位锁定系统而言，其可应用较小的芯片面积，便可达到较。
38、佳 的整体噪声效能。 0031 对应上述装置，本发明的另一实施例还提供了一种电荷泵方法，应用于相位锁定 系统中，该方法包含有：选择性地执行一注入程序，依据一第一控制信号来对该相位锁定系 统中的一电荷泵的一输出端注入一第一电流；选择性地执行一汲出程序，依据一第二控制 说 明 书CN 102480291 A 6/6页 10 信号来对该输出端汲出一第二电流；以及选择性地执行一偏移程序，依据一第三控制信号 来经由该输出端导通一偏移电流。其中当该相位锁定系统处于一锁定状态时，该注入程序 以及该汲出程序其中之一为关闭状态。 0032 其中，在该相位锁定系统进入该锁定状态之前，该偏移程序、该注入程序以及该汲。
39、 出程序同时为开启状态。第三控制信号经由一周期性信号所得到，且该第三控制信号的每 一周期包含有一运作时段；当该相位锁定系统处于该锁定状态时，该注入程序以及该汲出 程序其中之一为关闭状态，而在该运作时段中，该注入程序以及该汲出程序其中的另一元 件所导通的一电荷量，与该偏移元件所导通的一电荷量本质上相同。该偏移电流小于该第 一电流或是该第二电流。 0033 对应上述装置，本发明的另一实施例还提供了一种电荷泵方法，同样应用于相位 锁定系统中，该电荷泵方法用以依据一相位信息经由一输出端来导通电荷，包含有：当该相 位信息表示为一领先相位时，依一预定速率将电荷注入/汲出该输出端；当该相位信息表 示为一落后。
40、相位，依该预定速率将电荷汲出/注入该输出端；以及当该相位信息在领先相 位与落后相位间变换时，经由该输出端导通一预定量的电荷。其中，当该相位信息分别表示 为该领先相位与该落后相位时，该电荷泵的汲出与注入程序相反。 0034 其中，导通该预定量的电荷包含有：当该相位信息表示为在领先相位与落后相位 间变换时，提供一第一电流来经由该输出端导通该预定量的电荷；而当该相位信息表示为 一锁定状态时，停止经由该输出端导通该第一电流源。以及上述电荷泵方法更包含有：接收 一周期性控制信号，依据该相位信息以及该周期性控制信号，经由该输出端来导通电荷，其 中该周期性控制信号的每一周期包含有一运作时段；提供一第二电流，。
41、以在该运作时段经 由该输出端导通一第一数量的电荷；以及提供一偏移电流，以在该运作时段经由该输出端 导通一第二数量的电荷，其中该第一数量与该第二数量本质上相同。 0035 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明说明书所做的均等变化与修饰， 皆应属本发明的涵盖范围。 说 明 书CN 102480291 A 10 1/4页 11 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102480291 A 11 2/4页 12 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102480291 A 12 3/4页 13 图5 图6 图7 说 明 书 附 图CN 102480291 A 13 4/4页 14 图8 图9 说 明 书 附 图CN 102480291 A 14 。