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一种2.5Gbps LVDS收发器设计

作　者: 何冰
导　师: 朱樟明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: LVDS CMOS 交叉比较双电流源共模反馈
分类号: TN432
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着数据传输量的大幅增加,以及传输速度的不断提高,传统的I/O接口由于自身的限制越来越不能满足现实的需求。低压差分信号传输技术(LVDS)具有低噪声、高可靠性、低功耗、低成本和高集成度等优点,已经成为解决高速I/O接口问题的一种有效技术。论文基于SMIC0.18μm1P6M标准CMOS工艺,设计了一种2.5Gbps LVDS收发电路。论文所设计的LVDS接收器由两个完全对称的电路模块组成,运用了轨到轨的前置放大器,两个模块的输出信号交叉比较后直接输出精确互补的差分信号,从而扩大了共模接收范围,有效抑制了共模噪声。论文所设计的LVDS驱动器采用双电流源模式,并引入了共模反馈(CMFB),保证了输出共模电压的精度。论文基于SMIC0.18μm1P6M标准CMOS工艺对所设计的LVDS收发电路进行了仿真,接收器的输入信号摆幅分别为200mV和350mV,输入频率为2.5Gbps,并且考虑到了电源电压的波动,三种工艺角的仿真结果显示所设计的LVDS电路参数符合LVDS标准,LVDS接收器的输出信号上升沿抖动约为0.76ps,LVDS驱动器的输出信号下降沿抖动约为0.18ps。论文所设计的2.5Gbps LVDS接收器的有效版图面积约为83×44μm2,能应用于各种高速数据接口设计。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题研究背景概述  7-8
  1.2 LVDS的发展及现状  8
  1.3 论文的研究工作与结构安排  8-11
第二章 LVDS相关理论简介  11-19
  2.1 I/O工作原理与ESD保护  11-13
    2.1.1 I/O工作原理及性能指标  11-12
    2.1.2 ESD保护  12-13
  2.2 LVDS的理论分析与设计  13-17
    2.2.1 LVDS的工作原理  13-14
    2.2.2 典型的LVDS接口方式  14-15
    2.2.3 LVDS的技术特点与优点  15-17
  2.3 本章小结  17-19
第三章 LVDS接收器设计与仿真  19-37
  3.1 LVDS接收器的设计  19-21
    3.1.1 普通的LVDS接收器  19-21
    3.1.2 经典的多级放大器型接收器  21
  3.2 具有迟滞功能的接收器  21-25
    3.2.1 迟滞比较器的简述  21-25
    3.2.2 具有迟滞功能的LVDS接收器系统结构  25
  3.3 轨对轨放大器简介  25-29
  3.4 LVDS接收器的仿真  29-36
  3.5 本章小结  36-37
第四章 LVDS驱动器设计与仿真  37-53
  4.1 LVDS驱动器的原理及主要的性能指标  37-38
  4.2 共模反馈电路设计  38
  4.3 基准电压源电路设计  38-46
    4.3.1 负温度系数的产生  38-39
    4.3.2 正温度系数的产生  39-40
    4.3.3 带隙基准的基本原理  40-41
    4.3.4 带隙基准电压电路  41-43
    4.3.5 运算放大器设计  43-44
    4.3.6 基准电压源电路及仿真  44-45
    4.3.7 运算放大器的幅频特性仿真  45-46
  4.4 前级缓冲电路  46-48
  4.5 LVDS驱动器的仿真  48-51
  4.6 本章小结  51-53
第五章版图设计与后仿真  53-61
  5.1 版图设计时需要考虑的因素  53-56
    5.1.1 寄生参数  53-54
    5.1.2 噪声干扰  54
    5.1.3 匹配性和对称性  54
    5.1.4 制造工艺  54-56
  5.2 LVDS电路的版图实现以及后仿真结果  56-60
  5.3 本章小结  60-61
第六章总结与展望  61-63
致谢  63-65
参考文献  65-69
研究成果  69

一种2.5Gbps LVDS收发器设计

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