文档介绍：复旦大学
硕士学位论文
-GHz CMOS集成低抖动电荷泵锁相环的设计与实现
姓名:吴亮
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:郑国祥
20070508
摘要在电路理论方面,论文分析了锁相环的核心模块——环形振荡器。文中引用高速、低抖动电荷泵锁相环的设计与实现是论文的中心。论文以理论分析为基础,介绍了三阶电荷泵锁相环的设计方法,并着重阐述了环路参数优化、电路结构改进等减小输出时钟抖动、提高电路工作速度的关键技术。续时间线性模型,并分析了它的稳定性、动态特性和噪声特性,目的是得出系统环路参数的选择原则,为高速、低噪声电荷泵锁相环的系统级设计和优化奠定理论基础。噪声模型对基于反相器延迟单元的环形振荡器进行深入分析,将器件热噪声引起的抖动与电路参数直接联系起来,直观地展现了减小环形振荡器的时钟抖动的方法,为进一步提高锁相环的噪声性能提供了理论依据。在锁相环的设计方面,论文紧扣高速和低抖动这两个性能指标,完成了从系统级、行为级到电路级的整个设计流程,并且对电路结构特别是其精彩部分进行锁相环采用ɑ谏双层多晶三层金属./混合信号工艺流片。芯片的测试结果显示,电路能正常输出频率为的时钟信号,并成功应用在千兆以太网物理层芯片的串/并转换电路中。与市场上同类型的双极型工艺产品相比,论文设计的锁相环的性能更好、成本更低。关键词:电荷泵锁相环环形振荡器反相器延迟单元连续时间线性模型环路参数环路稳定性时钟抖动中图分类号:在系统理论方面,论文在介绍环路结构的基础上,推导了电荷泵锁相环的连了详细介绍。复旦大学硕貉宦畚‘
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作者签名:址导师签名:蚴规定。作者签名:—兰兰乙坏际η┟耗剐沸论文独创性声明论文使用授权声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均己在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名:本人完全了解复旦大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此
第一章前言锁相环概述重视。直到年,锁相环才第一次应用于电视接收机水平和垂直扫描的同步K孀偶傻缏芳际醯姆⒄梗嗷分鸾ケ涑梢桓龀杀镜汀⑹褂眉虮愕亩喙锁相环具有独特的优良性能:它能锁定高稳定的输入参考时钟并输出一系列调制跟踪特性,可进行高性能调制和解调。锁相环的应用包括:≯时钟发生器/频率综合器。锁相环锁定后,输出时钟频率是输入时钟频率片封装的带宽要求大为降低。敝踊指础S捎谑莺褪敝哟溲映俚牟煌臀A私档统杀荆谑滞信系统中,发送端往往只发送数据流而不传输时钟信号。接收端为了能正确地接收数据,必须从数据中恢复出同步时钟。锁相环能从接收数据中提取相位信息,调节输出时钟的相位和频率与接收数据一致。》抑制时滞效应。在大规模的数字系统中,时钟信号的负载很大,常常通过缓冲器来提高其驱动能力;另外,芯片内部的连线延迟也不能忽略。这样,时钟信号与数据之间就会不同步,导致数字系统发生时序错误。为了抑制时滞、提高系统的稳定性,可以采用锁相环来校准输入时钟和数字系统的内部时钟,因为锁相环锁定时输出时钟和输入时钟的相位差≯调制和解调器。锁相环本身就是一个调频解调器,经过合理的应用,锁相环路可以作任何调制方式的调制器和解调器锁相环:狶是一个能够跟踪输入信号相位的闭环自动控制系统。于年首次发表对锁相环路的描述,但并未引起普遍的能器件。频率稳定的时钟;它具有载波跟踪特性,可提取淹没在噪声之中的信号;它具有的叮簿褪撬担嗷房梢源拥推凳淙胧敝硬咂凳涑鍪敝印O数枪潭ǖ某莆J敝臃⑸鳎梢员浠某莆F德首酆掀鳌S胧⒕体振荡器相比,用锁相环提供时钟不仅成本低廉,且对印刷电路板和芯可以接近零。锁相环电路大体可以分为四类】:D馑嗷罚喝ú抗δ苣?榫赡D獾缏肥迪帧复口笱秢:学位论文
电荷泵锁相环的研究现状论文的研究目的≯数模混合信号锁相环:鉴频鉴相器由数字电路实现,分频器由数字或模拟电路实现,其余模块由模拟电路实现。》数字锁相环:全部功能模块均由数字电路实现。≯软件锁相环:功能由软件实现。一般地,工业界、学术界在锁相环方面的研发大多集中在其在时钟发生器和频率综合器的应用上,而数模混合信号锁相环中的电荷泵锁相环:其功能和性能的强大优势获得了格外青睐。集成电路技术的进步使得电荷泵锁相环朝着片上集成的方向发展。现在,集成锁相环已经成为数字、模拟和射频集成通信系统中不可或缺的基本部件。起初,低噪声电荷泵锁相环主要由双极型工艺实现,它具有高速、低噪声等优点,但集成度不高、成