文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
高性能低噪声锁相环分析与设计
姓名:白创
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:张民选
20090701
摘要低潮还惴旱挠τ糜诟髦指咚偈窒低持校床投抖鲜敝有藕拧目前,随着集成电路速度的提高,对敝有藕诺亩抖阅芴岢龈叩囊求。而传统降低时钟抖动的方法集中在减小各个部件固有的相位噪声,于是就出现了如低噪声压控振荡器,零鉴相死区的鉴频鉴相器,零电流误差的电荷泵和低噪声分频器等部件。实际上整个涑鍪敝拥南辔辉肷阅懿唤鐾鞲霾考设计有关,而且严重依赖仿反淼难≡瘛R虼耍疚脑诳悸亲钣糯硌≡的情况下,对涑鍪敝佣抖匦越辛烁钊氲难芯俊根据锁相环各部件固有相位噪声特征,利用环路对不同噪声的低通或者高通传输特性,本文提出一种基于优化环路带宽的低噪声锁相环设计方法,来改善输出时钟的抖动性能。这种方法首先根据实测的各部件噪声功率密度谱来指出锁相环最优的环路带宽,然后通过改变滤波器电阻或者电荷泵电流获得优化的带宽。文中最后根据该方法设计实现了一款低噪声锁相环。主要研究内容包括芯苛烁咝阅艿绾杀眯退嗷返拇成杓品椒ê徒@砺邸W芙崃舜车幕简化二阶模型的锁相环设计方法,并在薪⒏咏谑导实缏返乃芯苛怂嗷犯鞑考墓逃性肷牟坪凸β拭芏绕滋匦裕⑼ü对实际电路相位噪声的测量结果来验证理论分析;芯苛怂嗷坊仿范愿鞑考逃邢辔辉肷牡屯ɑ蛘吒咄ù涮匦裕赋鍪涑时钟信号的相位噪声大小同各部件相位噪声到输出的传输函数的带宽紧密相关,然后通过对邪肷乃嗷纺P偷哪D猓橹で懊娣治觯岢隽艘恢只谟呕仿反淼牡驮肷嗷飞杓品椒ǎ渲胁⒁肓艘恢掷用三阶开环系统特性的新的电路参数计算方法;。版图模拟验证表明,锁相环输出时钟的抖动性能很好,:锁相环,建模理论,相位噪声,优化的环路带宽,时域抖动以下几个方面:环模型来指导设计;工艺下,设计国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文第
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表目录表低噪声锁相环性能总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表低噪声锁相环整体测试芯片引脚说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表低噪声锁相环整体测试芯片性能总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文第页
图目录图锁相环作为窄带滤波器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图锁相环消除数字系统中的时钟偏斜⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图从随机数据中恢复时钟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图时钟抖动示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图芷谝恢芷诙抖訡中跋焓疽馔肌典型的基于电荷泵的锁相环的基本结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图锁相环的连续时间线性反馈系统模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图相位裕度和阻尼因子涞暮叵怠图幅频响应峰值和阻尼因子涞暮叵怠蠵的时域模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图环路锁定过程中刂频缪沟母偾摺图环路锁定过程中充放电电流的变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图环路锁定过程中涑鍪敝拥钠德时浠摺蠵的频域模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图低晨;泛捅栈返姆迪煊η摺电荷泵简化结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯电荷泵等效噪声电流模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯实测的噪声功率密度谱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图环路滤波器的两种实现方式拊有源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图无源环路滤波器的噪声模型等效⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图实测滤波器的噪声功率密度谱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图对称负载式差分结构ピ!ピ5刃г肷P汀图三级峁故疽馔肌图挡釼的固有噪声功率密度谱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。实测分频器的噪声功率密度谱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图嗷分懈鞑糠窒辔辉肷植纪肌图相位噪声示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图相位抖动定义示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图相位抖动导致的错误采样示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图周期抖动定义示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图图系统开环和闭环的相频响应曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.国防科学技术大学研究生院:撼趟妒垦宦畚第Ⅳ页
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