文档介绍：复旦大学
硕士学位论文
用于视频串行数据接受器的电流泵锁相环设计
姓名:王磊
申请学位级别:硕士
专业:电子与通信工程
指导教师:叶凡
20061022
摘要锁相环从上个世纪三十年代提出至今,得到了长足的发展,在各种电子系统里都能见到它,概括起来它的应用主要有频率倍增,频率合成,减小偏移和抖动,产生多相位时钟和时钟数据恢复。本文设计的锁相环是一种数模混合锁相环,用于视频串行数据接受器的电流泵锁相环。通过对时钟的频率和相位的同步,多相位输出,来对高速串行数据迸行解串,输出低速并行信号。本设计采用的中芯国际、单多晶硅工艺。仿真。关键词:串行数据接收器:锁相环
琲琺,琱甌,;.
作者始盈日期巡山作者签名::—遗芝一日期:乙￡』,:、、:学校有权保遵守此规定.
第一章绪言锁相技术的发展锁相技术起源于年代,年法国科学家首先公开发表了对锁相环路的数学描述,明确提出了“锁相”概念,并用此概念论述了无线电信号的同步接收。到了年代,电视接收机的扫描电路中,开始广泛应用锁相环路,它可以减少噪声对同步的影响,使电视图像的同步性能得到很大的改善,因此锁相技术受到了广泛的重视。年代空间技术的发展极大地推动了锁相技术的发展。由于锁相环路具有窄带、跟踪和滤波等特点,使它在电子技术的电视、通信、测量和空间应用等各个领域,得到广泛应用。目前,锁相环路已由单环发展到多个环路组成的复合环及由锁相环与频率负反馈环组成的混合环等,性能也愈来愈完善,而且正朝着数字化、集成化、多用途、高性能的方向发展。概括起来它的应用主要有频率倍增,频率合成,减小偏移和抖动,产生多相位时钟和时钟数据恢复。频率倍增,锁相环可以通过将输出频率除以俜蠢颐蔷陀小闙￡F德屎铣桑恍┫统需要一个周期性波形,而且其频率必须满足一下两个要求:匦敕浅>热纾蟛钚∮能够按照非常精细的步长变化热纾德按牟匠ご浠。这些要求通常在无线收发器中遇到,可以通过钠德屎铣衫绰恪<跣∑疲谑窒低持凶钤缡褂盟是为了减小偏移。假设有一对同步的时钟和数据进入一大的数字芯片。因为时钟通常要驱动大量的晶体管和长连线,所以首先它要经过一个大的缓冲器。因此片上所分布的时钟相对于数据就存在相当大的歪斜,这是~个不希望有的结果,因为它减小了芯片工作的频率。把时钟加到片上希撼迤饕仓于环路的内部,因为梢员Vな淙牒褪涑龅谋瓿葡辔徊钗A悖佣回鉴相鉴频器
本课题的意义时钟的。减小抖动,哂写ǖ奶匦裕虼丝梢园汛硪酝獾氖淙攵动分量衰减掉。近来,利用各个输出之间相等的相位差,可以产生多相位时钟。实现用低频时钟,对高频数虽然,锁相环技术已经发展了半个多世纪,但是,由于电子通讯技术的发展,各种各样的锁相环被开发出来满足稀奇古怪的应用。本课题的锁相环,就是应用时序控制器慕涌谑荓。高速的【Ⅳ串行信号在接受端的时序控制器中,首先要经过接受器,转换成解串器,高速的串行信号转换成低速的并行信号。框图醒映俚缏返据进行采样。在液晶显示系统中。和图
用锁相环的频率倍增功能,产生高频时钟;另一种,利用亩嗉堆邮钡ピ产生多相位的低频时钟。比较起来,前一种的工作频率高,功耗大,而后一种频率低,功耗小,设计难度也相对偏低。因此,针对应用,采用低频,多相位架构而时钟信号是低频信号,用低频时钟对高频信号进行解串有两种方法:一种,的锁相环来实现。
第二章锁相环原理概述首先,鉴相器的平均输出历磊与其两个输入:输入参考信号%和压控振荡起输出信号吃的相位差△≯成线性比例,如图尽锁相环的基本结构锁相环的基本原理出现相位的时候,有一个相应的控制机制作用于振荡器,减小其于输入信号的相位差。这就是锁相环名称的由来。随着技术的发展,线性锁相环,模拟锁相环,数字锁相环,数模混合锁相环以及软件锁相环。最简单的锁相环包括鉴相器,环路滤波器和压控振荡器。其中鉴相器用来比较输入信号的相位和压控振荡器输出的相位,其输出电压的大小跟两个信号的相位差成正比;环路滤波器用来消除鉴相器输出的误差电压信号的高频成分和噪声,使整个反馈系统保持稳定;压控振荡器,顾名思义,输出频率是随着输入信号电压的变化而变化的。基本锁相环的结构图如图锁相环是把振荡器输出信号的相位和频率锁定到输入信号的负反馈系统。当图基本锁相环的结构图
/一/%‰憬拧在理想状态下,和△≯成过原