学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
CMOS电荷泵锁相环的设计与研究
作 者: 董颖杰
导 师: 王明江
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 微电子学与固体电子学
关键词: CMOS 锁相环 鉴频鉴相器 电荷泵
分类号: TN911.8
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 105次
引 用: 1次
阅 读: 论文下载
内容摘要
随着专用集成电路的飞速发展,对于低成本、高性能的锁相环的需求越来越大,因此锁相环电路的研究具有重要意义。各类锁相环的设计一直是IC设计领域中的热点和难点。电荷泵锁相环因为具有易集成、低功耗、低噪声、低抖动、捕获范围宽等特点,成为当今应用范围最广的锁相环。本文首先分析了电荷泵锁相环的基本原理、组成结构以及各个组成模块电路的工作原理,研究了电荷泵锁相环的线性模型与噪声特性,推导并设计了环路各项参数指标,得到了锁相环数理分析的结果。在此基础上,根据实验室语音SoC项目需求,设计了一个工作在10MHz~100MHz的电荷泵锁相环,包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器以及分频器电路模块。本文试验了两种鉴频鉴相器,一种用动态TSPC锁存器实现D触发器,另一种采用逻辑门D触发器,仿真结果显示,逻辑门D触发器实现的PFD稳定性更好,所以鉴频鉴相器设计最终采用逻辑门D触发器。电荷泵设计中采用对称结构,提高了锁相环系统的稳定性。设计了3/4可变分频电路和5分频电路,实现整个电路的可切换频率设计。论文完成了电路的设计、仿真、版图设计与后仿真。论文设计的电荷泵锁相环是基于HJTC0.35μm CMOS工艺。仿真结果表明,该锁相环在3.3V电源电压下可以在5MHz~120MHz的频率范围内正常工作,占空比为50%±3%,锁定时间小于8μs,功耗低于8mw,周期间抖动小于30ps,核心电路面积为135μm×100μm,达到电路设计要求。
|
全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-9 第1章 绪论 9-13 1.1 课题背景 9 1.2 锁相环技术的发展与研究现状 9-12 1.3 本文主要研究内容 12-13 第2章 电荷泵锁相环电路的基本理论 13-30 2.1 电荷泵锁相环的工作原理 13-14 2.2 电荷泵锁相环的组成模块 14-26 2.2.1 鉴频鉴相器 14-16 2.2.2 电荷泵 16-18 2.2.3 PFD/CP的非理想效应 18-22 2.2.4 环路滤波器 22-23 2.2.5 压控振荡器 23-26 2.2.6 分频器 26 2.3 电荷泵锁相环系统的线性模型 26-27 2.4 电荷泵锁相环的相位噪声 27-29 2.5 本章小结 29-30 第3章 电荷泵锁相环电路的设计与实现 30-47 3.1 系统级设计 30-32 3.1.1 系统描述 30 3.1.2 电路设计流程与参数计算 30-32 3.2 鉴频鉴相器电路设计与实现 32-36 3.2.1 PFD的技术指标 32-33 3.2.2 PFD电路的实现 33-36 3.3 电荷泵电路设计与实现 36-39 3.4 压控振荡器电路设计与实现 39-40 3.5 分频电路设计与实现 40-43 3.6 环路整体仿真 43-46 3.7 本章小结 46-47 第4章 版图设计 47-55 4.1 版图设计流程 47-48 4.2 电荷泵锁相环版图设计的总体考虑 48-50 4.2.1 噪声问题 48-49 4.2.2 闩锁问题 49 4.2.3 天线效应 49-50 4.2.4 匹配问题 50 4.3 各个模块的版图实现 50-52 4.3.1 鉴频鉴相器的版图 50-51 4.3.2 电荷泵的版图 51 4.3.3 环路滤波器的版图 51 4.3.4 压控振荡器的版图 51-52 4.3.5 分频电路的版图 52 4.4 整体版图与后仿真 52-54 4.5 本章小结 54-55 结论 55-56 参考文献 56-61 致谢 61-62 个人简历 62
|
相似论文
- CMOS星敏感器图像采集系统研究,V448.2
- 永磁直驱风电系统中网侧变换器控制与风机模拟技术研究,TM46
- RFID技术在汽车点火线圈生产中的应用研究,TP391.44
- WCDMA终端测试仪中低功耗、低杂散频率合成器的研究与设计,TN74
- 低压低功耗CMOS模拟乘法器研究与设计,TN432
- FPGA在低压SVG中的应用,TN791
- CMOS图像传感器AOI设备中的应用,TP212
- 低噪声电荷泵锁相环分析与设计,TN911.8
- 电荷泵锁相环Z域分析与低噪设计,TN911.8
- 一种低电压无刷直流振动电机驱动芯片设计,TM33
- 应用于超高速光纤通信系统中的CDR电路的研究与设计,TN929.11
- 纳米晶存储器中的高压产生系统设计,TN47
- 嵌入式智能摄像机硬件设计,TN948.41
- 应用于无线传感器网络的2.4GHz CMOS低功耗零中频接收机,TN858
- CMOS图像传感器的噪声分析及图像处理,TP212
- 全功能相变存储器芯片设计及后集成工艺研究,TP333
- 一种高优值CMOS图像传感器读出电路的设计,TP212
- 非制冷红外传感器的读出电路研究,TP212
- 高速CMOS智能相机研究,TB852.1
- 无源RFID标签芯片的低功耗电源管理系统,TN402
- 基于OMAP-L138的多传感器光电测量系统硬件设计,TN29
中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 相位锁定、锁相技术
© 2012 www.xueweilunwen.com
|