高精度片上抖动测量电路设计

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1、＇学校代码＇：１０２８６ＩｓｆｆＳｒｔｉ分类号：＿ｍ４Ｑ＾密级：公开＇－’－．－ＵＤＣ．：６２１３护ｉｉ■学号：１３３４８５ｔ．Ｖ＇細．．嗦％南大Ｉ工程硕±学位论文高精度片上抖动测量电路设计（学位论文形式：应用研究）研究生姓名：许浩博导师姓名：杨军教授虔建立高工申请学位类别工程硕±学位授予单位东南大学工程领域名称集成电路工程论文答辩日期２０１６年Ｓ月２６日研巧方向通信与信息处理集成电路学位授予日期２０年月日答辩零员会主席李祖华评阅人李祖巧

2、吴建辉２０１６年５月２６日表兩大？參硕±学位论文高精度片上抖动测量电路设计专业名称；集成电路工程研究生姓名：许浩博导师姓名：杨军教授虞建立高工ＴＨＥＤＥ別ＧＮＯＦＨＩＧＨＡＣＣＵＲＡＣＹＯＮ－ＣＨＩＰＪＩＴＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴａＲＣＵＩ了ＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉ行ｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔ；ｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＸＵ－ｂｏＨａｏ

3、ＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＹＡＮＧＪｕｎａｎｄ－Ｓｅ打ｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＹＵＪｉａｎｌｉＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＳｏｕ化ｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ．２０１６ｙ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，，，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或摸写过的研巧成果也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与

4、我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。：＾日期ｂ研巧生签名啼紛；＼东南大学学位论文使用授权汚明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电，＾采用影印子文挡可１＾、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可［＾＾公布（包括＾电子信息形式刊登）论文的全部内容或中（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大、英文摘要等部分内容。论文的公布学研究生院办理。

5、研巧生签名引祕名：旧期：７＾摘要抖动与时钟的频谱纯度，、周期稳定度及信号边沿的相位偏移程度密切相关是衡量片上时钟品一一质的重要指标之，因此实现时钟抖动高精度测量是巧片测试阶段的个重要环节。依靠测试仪器一的片外料动测试方案存在测试成本高、会引入额外噪声、測试精度低等系列技术瓶颈，基于内建－－自测试（Ｂ山Ｉｔｉｎｓｅｌｆｔｅｓｔ，Ｂ投Ｔ）原理的片上抖动测量技术可Ｗ有效解决上述问题，已成为抖动测试领域的研巧热点。本文在充分调研各种片上抖动测量技术的基础上，针对目前欠采样技术存在的采样效率低

6、、抖一动提取精度差和数据处理误差大等缺点，设计了款改进型高精度欠采样抖动测量电路，该电路包一一组具有不同相括王项技术：，，１）多相采样技术通过片上多相时钟生成模块将单信号源扩展为，位特征的采样信号，对被测信号进行多相时钟并行采样单次采样可Ｗ获得多沮抖动信息，降低无效采样次数，从而提高采样效率；２）平均对齐技术，区别于使用跳变区中央位置代表信号实际边沿的方法，本文在抖动信息提取中采用数学意义上的平均对齐代替物理意义上的中央对齐，有效过滤低频噪声，实现抖动精确提取；３）单沿叠加技术，在每个测量周期只对单个时钟

7、沿叠加处理，通过阻断相邻采样位置的相关性，降低由于概率密度函数分布图中出现负值而引入的测量误差，提高了测量精度，同时减小了电路面积开销。针对本文采用的基于欠采样技术高精度片上抖动测量电路，首先在ＭＡＴＬＡＢ平台对其行为级模型进行功能验证，实验结果表明：本文采用的抖动测量技术测量精度高（测量误差小于５％）且测量范围广（设计最高测试频率达到如ＯＭＨｚ）；接着，基于ＳＭＩＣ４０ｎｍＬＬ工艺对本文采用的测量２：技术进行电路设计与实现，整个电路面积为９０．２ｘｌ０１．６Ｍｍ，后仿结果表明在百毫秒级测试时间内，－

8、电路平均测量误差小于５％，ｌｔ司的ＤＥ２１１４，；最后在Ａｅｒａ公开发板上实现并验证该测量电路实１０测误差仅为．６４％。关键词，，，，：抖动内建自测试多相采样平均对齐高精度【ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｋｅｙｐｅｒｆｏｒｍａ