文档介绍：江南大学
硕士学位论文
DSP芯片中的锁相环研究与设计
姓名:贺磊
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:于宗光
20080801
摘要随着集成电路设计工艺水平的不断提高,高性能、低成本已成为酒杓频主要挑战,作为片上时钟发生器锁相环的设计变得非常关键。电荷泵锁相环具有易于集成、低功耗、低抖动、频率牵引范围大和静态相位误差小等优点,成为了当前数字锁相环产品的主流。本文设计了一款面向位定点酒娜椎绾杀盟嗷贰N恼略谏钊敕治龅荷泵锁相环设计理论的基础上,根据酒运嗷返木咛逵τ靡G螅范怂环的总体电路结构和各项性能参数。然后将各项参数指标分到各个模块上,进行单元电路的设计。在单元电路的设计时,论文重点讨论并解决了下述问题:鉴频鉴相器的优化设计,在降低死区的同时,有效地增加鉴相带宽;采用开关在源极的新型电荷泵结构,在消除电荷共享效应的同时,具有开关加速的功能以及很高的电流匹配精度;使用二阶无源环路滤波器降低了输出纹波,并对滤波器参数进行了优化设计:压控振荡器采用四级延迟单元的环形振荡器,每级采用触发结构来产生差分输出信号,在有效降低静态功耗的同时,具有较好的抗噪声能力;采用全定制设计的可编程分频器,在尽可能的减少设计单元的同时,实现对输出不同频率的调节要求。所设计的电荷泵锁相环采用工艺实现,电源供电,其面积为肛7抡娼峁砻鳎嗷返钠德什痘穹段,在输出频率为保仿返乃ㄊ奔湮畇,抖动的峰峰值小于奈,能完全满足酒敝酉低车囊G蟆最后,为了低撤抡娴男枰#畚幕苟运杓频牡绾杀盟嗷方⒘薞功能模型,并对今后下一步工作中建立锁相环耍迪炙嗷返目筛从眯宰髁苏雇关键词:锁相环电荷泵压控振荡器核摘要
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,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,。本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定:江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文,并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签期:导师签名:名:日
第一章绪论课题研究背景和意义锁相环研究现状及一般方法同步检波。第一片锁相环集成电路出现于年,采用全模拟电路实现:利用一个四象限模拟乘法器实现相位检测,无源电路实现环路滤波,压控振荡器产生锁相环的此外,还出现了另一种类型的锁相环——“全数字锁相环”,浚吹缏全部由数字电路实现,它不含像电容电阻这类的无源器件,而且内部信号也全是数字信且设计难度较含有模拟电路的锁相环要低捎谌炙嗷返乃嗑ǘ炔桓摺⑶低车恼宸抡妫哂兄匾5睦砺垡庖搴褪导视τ眉壑怠芯片面积、工艺成本等方面的研究逐渐成为人们关注的焦点。在国内,由于加工工艺及试验条件所限,对于锁相环的研究生产水平普遍不高。虽锁相环甃且桓霰栈返南辔蛔远刂葡低常氖涑鲂藕能够自动跟踪输入信号的相位变化,因此也可以将之称为相位差自动跟踪系统,即能够自动跟踪两个信号的相位差,并且靠反馈控制来达到自动调节输出信号相位的目的。世界上第一个锁相环电路是年由法国工程师提出的谔岢鐾步检波理论时,第一次公开发表了锁相环电路的数学描述,并用其提取相干载波来完成输出信号,这种锁相环被称为模拟锁相环或线性锁相环K孀哦运嗉术的理论和应用研究不断深入,年出现了最早的数字锁相环,准确地讲这是数/模混合锁相环.,因为除了用异或门或者触发器搭建的鉴相模块,其它组成模块依然采用模拟电路。后来数模混合锁相环技术不断发展,理论也逐步完善,成为现代锁相环产品的主流。号。由于全数字锁相环所有部件均用数字电路实现,因此在抗干扰能力方面有较大优势,很难得到超过一个数量级的倍频系数,因此目前高性能应用中大多还是采用数模混合型锁相环【俊随着半导体技术的发展,深亚微米工艺的出现,锁相环的性能不断提高,其应用范围也不断扩展。除了用于传统的频率合成、频率变换、模拟/数字信号的调制与解调外,锁相环还广泛用于数字通信中的位同步提取以及时钟恢复。目前,像种包括各种功能子系统在内的高速、集成化的系统,对时钟信号偏斜相位抖动指标的要求越来越严格【,作为片上时钟发生器的锁相环电路设计已经成为当今电路设计的一个热点和难点本文根据实际工程需要,基于工艺,设计了一款用于位定点酒母咝阅艿驮肷牡绾杀盟嗷返缏罚⒍云浣⒘薞功能模型用