本文關(guān)鍵詞：基于全差分環(huán)形振蕩器的電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著集成電路發(fā)展,集成電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用于便攜電子設(shè)備、計算機、數(shù)字電視、通信、衛(wèi)星、航空航天和遙控遙測等領(lǐng)域。作為集成電路尤其是數(shù)�；旌想娐返臅r鐘提供源,頻率合成技術(shù)越來越重要。鎖相環(huán)頻率綜合技術(shù)因為其電路簡單并具有優(yōu)良性能使得其發(fā)展非常迅速,這種方法產(chǎn)生的頻率具有穩(wěn)定性好,雜散抑制強,噪聲抑制性能好。本文的目的是設(shè)計出圖像傳感器中鎖相環(huán)頻率綜合電路。本文首先分析了電荷泵鎖相環(huán)的基本原理、拓撲結(jié)構(gòu)以及它的線性模型,在此基礎(chǔ)上分析了系統(tǒng)的開環(huán)特性、閉環(huán)特性、鎖定性能和穩(wěn)定性能。為了抑制各個模塊噪聲對頻率輸出的影響,抑制鎖相環(huán)系統(tǒng)的相位噪聲,本文同時分析了系統(tǒng)的噪聲傳遞特性。這部分工作在設(shè)定參數(shù)和優(yōu)化性能等方面具有非常好的指導(dǎo)意義。緊接著文章對鎖相環(huán)的各個模塊進行了選型分析,綜合考慮各個模塊的非理性因素,設(shè)計出符合性能指標的模塊電路并通過仿真驗證。其中著重設(shè)計了一種差分結(jié)構(gòu)的環(huán)形壓控振蕩器,該振蕩器采用了對稱負載延時單元結(jié)構(gòu)和自偏置電路結(jié)構(gòu),能夠提高環(huán)形振蕩器電源噪聲、共模噪聲和相位噪聲的抑制性能。通過采用緩沖器電路,振蕩器延時單元的差分輸出波形轉(zhuǎn)換為占空比為50%的方波時鐘。經(jīng)仿真驗證可知環(huán)形壓控振蕩器滿足輸出頻率和噪聲要求,能應(yīng)用于本文鎖相環(huán)系統(tǒng)。在模塊電路完成后,本文對鎖相環(huán)電路進行了整體仿真驗證,包括:使用matlab驗證系統(tǒng)模型的穩(wěn)定性;使用spectre工具仿真驗證鎖相環(huán)系統(tǒng)的捕獲性能;建立噪聲模型驗證相位噪聲和時鐘抖動性能等。仿真結(jié)果表明:鎖相環(huán)的滿足100M~500MHz的輸出頻率范圍;各個工作頻率下鎖定時間均小于20us;輸出頻率相位噪聲大小為-113MHz@10MHz;RMS Jitter要小于2%時鐘周期。設(shè)計的電荷泵鎖相環(huán)能在要求頻率內(nèi)范圍快速鎖定,穩(wěn)定地工作,符合圖像傳感器頻率綜合器要求。在文章最后,對鎖相環(huán)版圖設(shè)計方案和要點進行闡述。所設(shè)計的鎖相環(huán)電路采用SMIC 0.18μm CMOS進行電路和版圖設(shè)計,并準備應(yīng)用于圖像傳感器中進行流片。
【關(guān)鍵詞】：頻率綜合 電荷泵鎖相環(huán) 差分延時單元 低噪聲
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.8;TN752
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-13
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 頻率綜合技術(shù)發(fā)展10
• 1.1.2 圖像傳感器中鎖相環(huán)10-11
• 1.2 本文研究內(nèi)容11-12
• 1.3 論文章節(jié)安排12-13
• 第2章 鎖相環(huán)基本原理13-25
• 2.1 鎖相環(huán)的基本原理13-15
• 2.1.1 基本鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)13
• 2.1.2 鎖相環(huán)的工作狀態(tài)13-14
• 2.1.3 鎖相環(huán)的性能參數(shù)14-15
• 2.2 電荷泵鎖相環(huán)模型15-19
• 2.2.1 電荷泵鎖相環(huán)基本組成15
• 2.2.2 鑒頻鑒相器和電荷泵15-17
• 2.2.3 環(huán)路濾波器17-18
• 2.2.4 壓控振蕩器18-19
• 2.2.5 分頻器19
• 2.3 電荷泵鎖相環(huán)線性分析19-22
• 2.3.1 開環(huán)分析19-21
• 2.3.2 閉環(huán)分析21-22
• 2.4 系統(tǒng)環(huán)路參數(shù)設(shè)計22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 鎖相環(huán)噪聲優(yōu)化25-32
• 3.1 相位噪聲和抖動基本概念25-27
• 3.1.1 相位噪聲25-26
• 3.1.2 時鐘抖動26-27
• 3.2 鎖相環(huán)系統(tǒng)噪聲分析27-30
• 3.3 鎖相環(huán)環(huán)路噪聲優(yōu)化30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 低噪聲壓控振蕩器設(shè)計32-46
• 4.1 環(huán)形振蕩器原理32-34
• 4.1.1 巴克豪森判定準則32-33
• 4.1.2 振蕩器性能指標33-34
• 4.2 四級環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)34-42
• 4.2.1 整體結(jié)構(gòu)和增益要求34-35
• 4.2.2 差分延時單元設(shè)計35-39
• 4.2.3 壓控振蕩器偏置電路39-40
• 4.2.4 緩沖輸出電路40-41
• 4.2.5 頻率計算41-42
• 4.3 壓控振蕩器仿真驗證42-44
• 4.4 本章小結(jié)44-46
• 第5章 關(guān)鍵電路設(shè)計與仿真驗證46-61
• 5.1 鑒頻鑒相器的設(shè)計46-50
• 5.1.1 鑒相器基本原理46-47
• 5.1.2 鑒頻鑒相器死區(qū)47-48
• 5.1.3 鑒頻鑒相器原理圖48-49
• 5.1.4 鑒頻鑒相器仿真49-50
• 5.2 電荷泵電路設(shè)計50-53
• 5.3 環(huán)路濾波器設(shè)計53-55
• 5.4 分頻器設(shè)計55-56
• 5.4.1 雙模分頻器原理55
• 5.4.2 可編程計數(shù)器原理55-56
• 5.5 基準電流源設(shè)計56-60
• 5.5.1 帶隙基準基本原理56-59
• 5.5.2 基準電流電路仿真59-60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 第6章 鎖相環(huán)仿真與版圖規(guī)劃61-69
• 6.1 環(huán)路穩(wěn)定性驗證61-62
• 6.2 輸出頻率和鎖定性能62-65
• 6.3 相位噪聲和抖動仿真65-67
• 6.4 版圖規(guī)劃設(shè)計67-68
• 6.5 本章小結(jié)68-69
• 第7章 總結(jié)與展望69-70
• 7.1 總結(jié)69
• 7.2 展望69-70
• 參考文獻70-72
• 致謝72-73
• 附錄A個人簡歷73
• 附錄B在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果73

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙賽果;李巍;王子立;;電荷泵鎖相環(huán)的事件驅(qū)動建模與仿真[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2008年14期

2 陳志明;尹勇生;鄧紅輝;梁上泉;;一種高性能4階電荷泵鎖相環(huán)的設(shè)計[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年08期

3 張智;徐毅;;高階電荷泵鎖相環(huán)穩(wěn)定性分析新方法[J];科技信息;2009年12期

4 李仲秋;胡錦;陳迪平;;三階電荷泵鎖相環(huán)的穩(wěn)定性分析[J];電子器件;2006年02期

5 曾健平;何先良;章兢;晏敏;曾云;;三階電荷泵鎖相環(huán)的改進型事件驅(qū)動模型[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

6 魏建軍;李春昌;康繼昌;;自偏置自適應(yīng)電荷泵鎖相環(huán)[J];四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版);2010年02期

7 李冰;黃宗浩;吳建輝;;電荷泵鎖相環(huán)電路設(shè)計及其性能[J];吉首大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年02期

8 李仲秋;;三階電荷泵鎖相環(huán)穩(wěn)定性因子的定值方法[J];固體電子學(xué)研究與進展;2011年04期

9 魯昆生,王福昌;電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計方法研究[J];華中理工大學(xué)學(xué)報;2000年01期

10 張麗,王洪魁,張瑞智;三階電荷泵鎖相環(huán)鎖定時間的研究[J];固體電子學(xué)研究與進展;2004年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 嚴杰鋒;電荷泵鎖相環(huán)的模型研究和電路設(shè)計[D];復(fù)旦大學(xué);2006年

2 蘇彥鋒;數(shù)字CMOS工藝實現(xiàn)的單片本振電路[D];復(fù)旦大學(xué);2004年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊必文;一種CMOS電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2014年

2 白楊;一種新型電荷泵鎖相環(huán)電路的設(shè)計[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

3 陳亮;基于全差分環(huán)形振蕩器的電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計[D];湘潭大學(xué);2015年

4 陶亮;高性能電荷泵鎖相環(huán)分析與設(shè)計[D];華中科技大學(xué);2007年

5 田穎;高速低噪聲電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計[D];天津大學(xué);2008年

6 陳文煥;電荷泵鎖相環(huán)的基礎(chǔ)研究[D];電子科技大學(xué);2005年

7 孫添平;電荷泵鎖相環(huán)的設(shè)計及其相位噪聲優(yōu)化[D];華中科技大學(xué);2007年

8 何先良;基于抖動分析的電荷泵鎖相環(huán)行為級模型設(shè)計與驗證[D];湖南大學(xué);2009年

9 姚遠;低抖動寬調(diào)諧電荷泵鎖相環(huán)的研究與設(shè)計[D];上海交通大學(xué);2009年

10 劉賀挺;0.6μmCMOS工藝622MH_z電荷泵鎖相環(huán)的設(shè)計[D];合肥工業(yè)大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于全差分環(huán)形振蕩器的電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：385273