硕士论文-cmos电荷泵锁相环的分析与设计

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1、西安电子科技大学硕士学位论文CMOS电荷泵锁相环的分析与设计姓名：王磊申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：郝跃20070101摘要在研究大量资料的基础之上，先对锁相系统的基本工作原理进行了分析，以传统模拟锁相环的结构为基础，分析了锁相环的数学模型，并以此为出发点对锁相环的跟踪性能、捕获性能、及稳定性等各种性能进行了分析。由于本设计采用的是电荷泵锁相环的形式，它的结构与传统的锁相环有所不同，因此论文从系统设计角度出发对电荷泵锁相环的工作原理、数学模型以及基本性能也进行了比较详细的分析，进一步地研究了环路性能、环路参数。然

2、后对电荷泵锁相环的基本模块一一鉴频鉴相器、电荷泵以及压控振荡器的常用电路进行了结构分析和性能比较。本文设计了一个用于USB2．0PHY时钟恢复电路的锁相环频率综合器，论文主要阐述了这个电路系统的设计方法。环路中的鉴频鉴相器采用了双边沿触发的电路结构，有效地减小了传统鉴频鉴相器中的死区。电荷泵结构也作了一定的改进，采用了消除过冲现象的电荷泵电路，减小了非理想因素。本文对锁相环核心模块压控振荡器进行了深入研究与设计，实现了一个高线性度差分结构的压控振荡器。分频器采用单相时钟TSPC逻辑实现。电路设计和HSPICE仿真基于UMC0．25umC

3、MOS工艺，从锁相环的仿真结果可知，我们的理论研究结果和实验结果相符。关键词：电荷泵锁相环鉴频鉴相器电荷泵压控振荡器AbstractAfteradeepstudyofthematerialsaboutPLL，thisthesisstartswiththeanalysisofthefundamentalprinciplesofaphase·lockedsystemthenwebuildthemathematicalmodelbasedonthetraditionalofthePLL．andafterwardsinvestigatesome

4、ofitscharacterssuchastracking，acquisitionandstability．Sincethecircuitstructureofthisdesignisacharge—pumpPLL，whichisdifferentfromthetraditionalPLLinsomerespects，SOwemakeastudyofitsoperationprinciple，mathematicalmodelandelementarycharacteristics，withanemphasisonsystemdesig

5、n．Andwegettherelationshipsbetweenthecircuitparametersandthesystemparameters．Finally，weanalyzeandcompareofthebasiccomponentsofCPPLL，whicharethePhaseFrequencyDetector(PFD)，theChargePump(CP)，andtheVoltageControlledOscillator(vco)．ThisthesispresentsthedesignmethodologyofaPLL

6、--basedinteger—-Nfrequencysynthesizer．whichisusedforclockrecoveryinUSB2．0PHY．ThePFDisbasedonanoveldualedge-triggeredcircuitandreducedthedeadzone．TheCPbasedonthecircuitthatcaneliminatetheovershootinjectioncurrentwaspresented．WeproposeaVCOwithapairofdifferentialinputs，whic

7、hhasgoodlinearitybetweentheoutputfrequencyandthecontrolinputvoltageandweusedtheTrueSinglePhaseClock(TSPC)CMOScircuittechniquetorealizethedivider．ThecircuitdesignandHSPICEsimulationwasrealizedinUMC0．25umCMOStechnology．Fromthesimulationresults．weknowthatthetheoryconclusion

8、sandthesimulationresultsfitwell．Keywords：CPPLLPFDCPVC0创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文