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数字锁相环的电源噪声灵敏度分析

作　者: 王奕婷
导　师: 刘洋
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 电源噪声引起抖动 噪声灵敏度 互调 锁相环 电源完整性
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
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内容摘要


时序抖动的最重要成因是电源噪声,电源完整性方面,已经可以提交出一个稳定的PDN以最大程度地降低电源噪声。然而,由于封装在高速系统中呈现出更大的电感性,几乎不可能在设计PDN时将高速接口中的电源噪声做到忽略不计。电源噪声直接引起系统内部时序源的抖动,不同的电路组件表现出对电源噪声不同的抖动灵敏度。因此,在高速I/O接口的设计和优化中,设法描绘芯片的电源噪声灵敏度曲线,并据此指导PDN的设计十分有意义。本文以改进锁相环的HSPICE电路模型为基础,对其电源轨道引入不同频率的噪声,通过分析输出信号的抖动,验证了锁相环的带通滤波特性,同时,根据实验数据说明了电源轨道上不同频率噪声互调存在,给出灵敏度曲线的测量方法,并绘制了文中锁相环的灵敏度曲线,佐证了抖动灵敏度这一概念,从而打破狭义电源完整性纯粹追求低噪声的设计思想,这对高速串行链路接口设计具有极大指导性意义。文中给出通过以上理论和算法开发的两个工具软件,灵敏度分析工具软件和互调工具软件,并将Custom Explorer下得到的抖动测量结果与灵敏度分析工具得到的抖动结果作对比,验证了所制作工具软件的有效性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 本课题研究背景  7-8
  1.2 电源噪声引起抖动(PSIJ)现状  8
  1.3 课题研究内容  8
  1.4 论文的组织结构  8-11
第二章 数字锁相环结构及模块分析  11-25
  2.1 从模拟锁相环到数字锁相环  11-12
  2.2 锁相环模块级分析  12-22
    2.2.1 PFD：鉴频鉴相器  12-16
    2.2.2 CP：电荷泵  16-17
    2.2.3 LPF：低通滤波器  17-18
    2.2.4 VCO：压控振荡器  18-21
    2.2.5 Divider：分频器  21-22
  2.3 降低数字锁相环抖动的一般方法  22
  2.4 HSPICE模型仿真方法  22-23
  2.5 本章小结  23-25
第三章 串行传输与SerDes分析  25-33
  3.1 从并行传输到串行传输  25
  3.2 SerDes技术的进步  25
  3.3 SerDes工作原理  25-26
  3.4 SerDes芯片详解  26-31
    3.4.1 TLK1501  26-27
    3.4.2 电路结构及工作模式  27-28
    3.4.3 8/10b编码器  28
    3.4.4 时钟模块  28-29
    3.4.5 信号损耗检测  29
    3.4.6 停顿检测电路  29
    3.4.7 TLK6002  29-31
  3.5 本章小结  31-33
第四章 电源噪声抖动灵敏度与互调理论分析  33-53
  4.1 工具验证  33-34
  4.2 电源完整性与信号完整性协同设计  34-37
  4.3 灵敏度分析方法  37-40
    4.3.1 理论说明  37-38
    4.3.2 仿真结果  38-40
  4.4 验证有无互调的方法  40-43
  4.5 研究中Custom Explorer软件使用说明  43-51
    4.5.1 眼图观测  43-45
    4.5.2 仿真工具HSPICERF  45
    4.5.3 抖动的测量  45-48
    4.5.4 基于HSPICERF测量抖动实例  48-50
    4.5.5 创建电源噪声抖动宏模型的可行性  50-51
  4.6 本章小结  51-53
第五章 基于HSPICERF的噪声灵敏度分析工具  53-61
  5.1 概述  53
  5.2 工具总体介绍  53-55
    5.2.1 软件的预设定  53
    5.2.2 软件界面介绍  53-54
    5.2.3 软件流程  54-55
  5.3 仿真实例  55-59
  5.4 本章小结  59-61
第六章 互调工具软件  61-67
  6.1 概述  61
  6.2 工具总体介绍  61-65
    6.2.1 互调分析  61-63
    6.2.2 互调结果  63-65
  6.3 软件总结  65
  6.4 本章小结  65-67
第七章 总结与展望  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-73
作者在读期间的研究成果  73-75
附录  75-76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 电源
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