带温度和工艺补偿环形振荡器设计

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1、学校代号：10532学号：G06007002密级：S湖南大学工程硕士学位论文带温度和工艺补偿的环形振荡器的设计TheDesignoftheringoscillatorWiththetemperatureandprocesscompensationbyLIXuejunB．E．(HunanUniversity)1988AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnElectronicsan

2、dCommunicationsEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCHENDipingSenionEngineerGONGYuepingAugust，2012湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师指导下独立研究所取得的科研成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其它人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声

3、明的法律后果由本人承担。作者签名：h日期：口口，2年夕月／。曰学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阕。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩影或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于(1)保密口，在——年解密后使用本授权书。(2)不保密函(请在以上相应方框内打“、／”)同期：胡Jz年夕月／口7日下捌埤p扣日q名签者师作导摘要振荡器作为大多数

4、电路系统必不可少的组成部分，自其诞生至今一直在通信、电子、航海航空以及医学等装备及仪器仪表领域扮演着重要的角色。随着CMOS集成电路工艺技术的不断发展，振荡器的结构不断推陈出新。这不仅为电路设计者提供了更多的选择，同时满足了振荡器在不同场合下的应用。本文对带温度和工艺补偿的环形振荡器进行了研究和设计。该环形振荡器主要由五个模块构成：带隙基准源模块，温度和工艺参数补偿模块，偏置电路模块，差分输入输出级延时模块和比较器模块。带隙基准源模块为整个电路提供电源电压，提高电路的电源抑制比；温度和工艺参数补偿模块生成控制电压，

5、实现了电路温度和工艺参数的高精度补偿；偏置电路模块提供偏置电压，控制差分延时级的输出摆幅；差分输入输出级延时模块采用三级差分延时单元，有利于降低电路的噪声以及结构上更具灵活性；比较器模块用来实现数字兼容的输出，采用了工艺补偿反向器，降低了工艺参数对比较器模块的影响。最后，利用Cadence平台的Virtuoso完成了该电路的版图设计。在Linux工作环境下，基于TSMC0．131xm的CMOS工艺库，使用Cadence工作平台对设计的电路模块进行了仿真验证。通过模拟仿真实现了带温度和工艺补偿的中心频率为100MHz

6、的时钟信号输出的环形振荡器的设计。在各种工艺角情况下，当温度从．40℃到125℃变化时，输出中心频率的波动范围为不超过15％，达到了本文的设计要求。同时，在Linux工作环境下，基于TSMCO．13I_tm的CMOS工艺库，使用Virtuoso完成’了该电路的对应的版图设计。关键词：环形振荡器；差分延时单元；温度和工艺参数补偿；100MHzII工程硕士学位论文AbstractTheoscillatorisindispensableintheelectriccircuitandsystem．Theoscillator

7、hasactedasanimportantroleincommunication，electronics，navigation，aviationandmedicalequipmentsinceitwasborn．Withthedevelopmentoftheprocessoftheintegratedcircuit，therearealotofnewstructuresoftheoscillator,whichsupplypreciousexperienceforthecircuitdesignerswhilesa

8、tisfythedifferentrequirementsfortheirsystems．Thispaperfocusesonthestudyanddesignofthetemperatureandprocesscompensationoftheringoscillator．Theringoscillatorconsistsoffivemodules，whi