基于CMOS工艺的电荷泵锁相环的设计

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时间:2019-05-14

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要锁相环电路作为集成电路中非常重要的一块,在网络通信,系统时钟方面有广泛的用处,如用作位同步提取,频率综合器和时钟恢复电路等等。基于不同的应用,设计者们提出了很多种不同的锁相环路结构,但它们的工作原理都是一致的。锁相环是一个反馈控制系统,因此其系统设计尤为重要,系统设计的好坏,直接影响系统的可行性。环路的稳定性设计是一个重要的课题,而在环路中造成不稳定的因素各种各样,在设计时往往又互相矛盾,因此在设计时必须根据实际要求折衷考虑。本论文提出了一种低功耗,稳定的二阶电荷泵锁相环路结构。主要的工作和创新点在于:提出了一种稳定的电荷泵锁相环结构;对鉴频鉴相器的

2、死区问题进行了分析与解决;对电荷泵漏电流问题进行了分析与解决;对压控振荡器的增益进行了可调性设计;引入PD信号,实现了低功耗设计。整个设计在CSMC0.5肛mCMOSspice工艺模型下完成仿真,其中电路图的设计和仿真工具则是用Cadencespectre。文中有一章是系统仿真,在这章中,对整个电荷泵锁相环路的设计过程进行了详细的阐述,并给出了在spice下的实际仿真波形,最重要的是在设计过程中结合仿真结果,会发现一些问题,并对如何解决这些问题给出了答案。从电路结构和最后的仿真结果可以看出,本文中提出的电荷泵锁相环路确实具有低功耗,高稳定的特点。关键词:锁相环;压控振荡器;鉴频鉴相器

3、;电荷泵第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractAsoneoftheimportantpartofintegratedcircuitphase—lockedloopshavebeenwidelyusedinnetworkcommunicationandsystemclock,suchasbitsynchronization,frequencySynthesizerandclockrecoverycircuit.Althoughallsortsofphase.10ckedloopsstructuresbasedondifferentapplicationconditionsha

4、vebeenpresented,theworkprincipleofthemaresimilar.ThesystemdesignofPLListhemostimportantproblemforitisafeedbackcontrolsystem.nlefeasibilityofaPLLisdeterminedbyitssystemdesign.ThestabilityofaPLLisanotherimportantthesisaboutPLLdesign.TherearealotoffactorsthatwillaffectthestabilityofaPLLandsomeofth

5、emareconflicting,SOwemusttakeatradeofstrategywhenwedesignit.Thisthesispresentsalowpower,steadytwoorderchargepumpphase-lockedloopstructure.Themainworkandinnovationinclude:AstableCPPLLstructureisproposed.ThedeadzoneofPFDisdiscussedandresolved.TheleakagecurrentofCPiSdiscussedandresolved.Adjustable

6、designisaddedtotheVCodesign.ThePDsignalisaddedtoachievelowpowerdesign.Thewholesimulationisbasedcsmc0.5pmCMOSprocess.Cadencespectreisusedtoinputthecircuitandsimulate.Onechapterinthethesisissystemdesignandsimulation,Inwhichthewholedesignflowisintroducedindetail.nesimulationwavesarepresentedtoo.Co

7、mbinedthedesignandthesimulation,wewillfindsomeproblemsthatdisturbUSandtheansweroftheseproblemsarediscussed.Fromthecircuitstructureandtheresultofsimulation,wecanseethedesignedCPPLLpossessthecharacteristicoflowpower,highsteady.Keywo

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