快速锁定的cmos电荷泵锁相环的研究

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1、声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：陋垒毽鱼墼加c少年口弓月口乒日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名

2、：巨篁睦监删华年。稠咿硕士学位论文快速锁定的CMOS电荷泵锁相环的研究摘要l眦吣2咖5眦2呲眦0帆9吣1哪5帆锁相环(Phase．LockedLoop，PLL)是一种同步反馈系统，它在很多领域都有着广泛的应用。电荷泵锁相环(ChargePumpPLL，CPPLL)是目前锁相环设计的主流，它具有锁定相差小、高速等优点。首先，本文介绍了CPPLL的工作原理以及它的五个组成模块——鉴频鉴相器(PFD)、电荷泵(CP)、环路滤波器(LPF)、压控振荡器(VCO)和分频器(Divider)的结构和工作原理。其次，将电荷泵锁相环的五个模块的不同结构进行了对比，

3、确定这五个模块在本设计中所采用的结构。接着，基于TSMCO．18umCMOS工艺，运用ADS软件设计了各模块的具体电路。改进的鉴频鉴相器死区很小，约45ps。改进的电荷泵的充、放电流失配很小，介于．0．71％和0．03％之间，电流变化率也很小，约1％。LC压控振荡器的中心频率为2GHz，输出频率范围为1．799GHz到2．567GHz。分频器采用可以快速工作的TSPC．DFF结构5级级联，实现了32分频。系统整体仿真结果显示输出波形占空比接近50％，22us时锁相环基本锁定。最后，采用Spectre工具，在tsmcl8rf的模型库下对鉴频鉴相器和分

4、频器这两个子模块进行了仿真，使用Virtuoso工具完成了这两个子模块的版图设计，并利用Calibre提取了它们版图中的寄生参数并进行了后仿真。最后，对鉴频鉴相器和分频器的前仿真结果和后仿真结果进行了对比分析。关键词：电荷泵锁相环，鉴频鉴相器，电荷泵，TSMCo．18umCMOS工艺Abstract硕士学位论文PLL(Phase-LockedLoop)isasynchronousfeedbacksystem．Ithasa、析derangeofapplicationinmanyfields．CPPLL(ChargePumpPLL)iscurrentl

5、ythemainstreamofPLLdesignbecauseofitsadvantagesofsmallphasedifference、lowjitter,etc．．Firstly,thisarticledescribestheworkingprincipleofCPPLLandthestructuresandworkingprinciplesofits5sub-modllles-—_phaSefrequencydetector(PFD)、chargepump(CP)、loopfilter(LF)、voltagecontroloscillato

6、r(VCO)anddivider．Secondly,aftercomparingdifferentstructuresofthesefivemodules，Ideterminedthestructuresthat1woulduseinthisdesign．Thirdly,basedonTSMC0．18umCMOSprocess，IdesignedthespecificcircuitofeachmodulebyusingADS．ImprovedPFDachievessmalldead—zone，anditisabout45ps．，nlemismatc

7、hofchargecurrentanddischargecurrentofimprovedCPissmall，anditvariesfrom—O．71％to0．03％．Anditscurrentvariationbecomesmuchsmaller,whichisabout1％．，nlecenterfrequencyofLCVCOisabout2GHz．Itsoutputfrequencyrangesfrom1．799GHzto2．567GHz．Dividermoduleuses5TSPC-DFFswhichCallworkquicklytocas

8、cade、析tlleachothertoachievedividingby32．111esimulationresulto