【硕士论文】高速低噪声锁相时钟恢复电路研究.pdf

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1、复旦大学博士学位论文高速低噪声锁相时钟恢复电路研究姓名：王涛申请学位级别：博士专业：微电子学与固体电子学指导教师：洪志良20040406夏旦犬潆博士学缸论文摘要本文研究了锁相环实现的高速CMOS时钟恢复电路的低噪声设诗润题。酋兜，分绍了时钟恢复电路的基本概念。讨论了嚣见基带通信镳弱，戳及编稻的楣关河题。接着讨论了常见醅镩恢复毫路并分树了各自的优缺点，介绍了现有的一些工作。在这些结构中，本文选取了采爝锁藕环安现数据眩辨恢复。箕次，霹究了环型掇荡器魄趣位噪声特性。讨论了电源／越嗓声以及衬底耦台噪声的影晌，以及基本抑制方法。对比了几种缁构的电源专【8制·隧熊。在Razav

2、i工作的基础上。深入分板了环掇中存在三种噪声发生机制。重点讨论了闪烁嗓声和环路成型的热嗓声。根据挺浅麓闪烁嗓声簇率域搬移褫铡，给爨了阗烁噪声豹钱纯方法，并通过仿真得到了验证。根据提出的环路成型热噪声发生机制，提爨了～瓣改遴酶樱健噪声模型，考感了环振菲线蛙对樱使噪声鹣影响；根据新模型，讨论了环搬级数札和对管尺寸S的影响。对热噪声模羹涟行了流片验证，溺试结采与疆论分辑熬够缀磐静渤合；j毙外，新模型能够解释一些新型环振的相位噪声特性；根据新模型，讨论了低噪声振荡器设诗煞一般嚣翔。簸螽，分绥了滚片测试缝聚。接着，讨论了常用的电荷泵锁相环的基本源理。在S域讨论2阶／3阶CP—

3、PLL的线性建立特性，验证了文献f131中的相位裕度优化绪梁。讨论了凡种常觅的离散时闻建模方法，并进行了秘步酚毖较：重点分横了滓激囔应不变交捩鹃毒在爨误蛇原显，著对其进行了修正。分别在S域和Z域分析了环路的噪声传递特性，在Z域讨论了时钟噪声善NVCO噪声弓l趣的环鼹输躐长期擗动。根据分辑鲍结果，讨论了环路低噪声设计的基本原剿。最螽，讨论了蹲镑浚复验涯电潞惑一釜设诗闻鬟。测试结装显示，设计的电路可以成功的恢复出数据率1Gbps的串行数据。关键词：隧镑恢复，基带通傣，葙位嗓声，低噪声援荡器，环甏振荡器，锁相环，电荷泵锁相环，环路噪声传递Abstract(英文摘要)Low

4、noise，highspeedCMOSdesignistreatedinthisthesis．clock／datarecovery(CDR)circuitFirst。abriefintroductionofCDRiSgiven，Normalbasebandcommunicationcodingschemesarediscussed．ThensomeCDRar—chitecturesarediscussed．Amongthesearchitectures，PLLbasedoneischoseninthisthesis。Second．ringoscillatorphas

5、enoisecharacteristicisstudiedinde—tails．Theimpactandofpowersupply／groundnoiseandsubstratecouplingnoisearediscussed．ComparisonhasbeenmMeamongthepowersupplyrejectpropertyofseveraloscillatorarchitectures，Then，basedonRazavi’SresearchWOrk，deeplyanalysisontheintrinsicnoisesourcesinringoscill

6、atoriscarriedon．withthermalnoiseandflickernoiseemphasized．Aflickernoiseoptimizationmethodispresentedandverifiedbysimulation．Forthermalnoise，8newmodelwithNon-linearityincountisproposed，andtheimpactofringoscillatorstagenumbernanddifferentialpairscaleSiSdiscussed．Measurementre-suitsmeetwi

7、ththemodelwell．Third，thebasicprincipleofcommonlyusedchargepumpPLLisdiscussed．ItslinearsettlingfeatareiSdiscussedins-domain，andthephasemarginoptimizationresultinreference[13】isverified．Somediscretetimemodellingmethodisdiscussedandcompared．LoopnoisetransferfunctioninbothS-domainandz-do