集成电路中高速锁相环的研究.pdf

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1、自动控制gZhiI_2⋯D。年’第期’’ZiDongKon集成电路中高速锁相环的研究袁浩，宁媛，崔陆月(贵州I大学电气工程学院，贵州贵阳550025)摘要：本文主要研究的是集成电路芯片中的高速锁相环路模块。本文设计的是一款用于数字电视机顶盒的IC电路的锁相环模块，由模拟锁相环路和一个AFC数字控制相结合的锁相模式，目的是在保证了锁相的速度和精度的同时，还能直观、有效的读出AFC控制的范围。关键词：集成电路模拟锁相环路数字电视机顶盒AFC中图分类号：TN402文献标识码：A文章编号：1002—68

2、86(2014)06—0001—05Astudyofhigh——speedPLLICYUANHao，NINGYuan，CUILuyueAbstract：Thepurposeofthisprojectistodesignahigh—speedintegratedcircuitchipphase—lockedloopmodule．Themodulesubjectofaphase—lockedloopisdesignedfordigitalTVset—topboxtotheICcircuit，andt

3、heanalogphaselockedloopiscontrolledbyacombinationofdigitalAFClock—modephase—lockedtoensurespeedandaccuracy，andatthesametimecandirectlyandeffectivelycontrolthereadrangeofAFC．Keywords：integratedcircuit；analogphase—lockedloop；digitalTVset—topbox；automat

4、icfrequencycontrol振荡器按其固有频率．进行自由振荡。当有频率0引言为的参考信号输入时，“和“同时加到鉴相器锁相技术是使被控振荡器的相位受标准信号或进行鉴相。如果和．相差不大，鉴相器对和外来信号控制的一种技术。用来实现与外来信号相，进行鉴相的结果，输出一个与和“的相位差位同步，或跟踪外来信号的频率或相位J。由于相成正比的误差电压u，再经过环路滤波器滤去“中位是频率变化对时间的积分，所以频率和相位有关，的高频成分，输出一个控制电压“，将使压控振就可以通过控制相位来控制频率一锁相环路

5、。荡器的频率．和相位发生变化，朝着参考输入信号锁相环(PLL)设计是现代集成电路设计中的一个重的频率靠拢，最后使=，环路锁定。而当和要课题，在射频无线通信、高速有线通信、光纤通信相差比较大的时候，锁相环环路锁定的时间必然以及高性能数字电路等领域中都占有重要的地．，增加，此时如何才能减少锁定时间，达到快速锁定。位_3j。随着集成电路技术的发展，我们不仅能够制本文采用模拟锁相环和一级数字AFC(频率自动控成频率较高的单片集成锁相环路，而且可以把整个制)Is]控制相结合的锁相模式，通过AFC来判断系统

6、集成到一个芯片上去，构成片内锁相环。尽管锁相环技术已经发展了超过半个世纪，但由于扩展vco(压控振荡器)振荡信号的高低，并通过电容调了新的要求，其性能及其应用和发展高科技领域不节VCO振荡信号频率，来解决这个问题。断，所以一直PLL集成电路设计是设计和热分析1PLL原理概述点。锁相环可用来实现输出和输人两个信号之间的相位差同步。当没有基准(参考)输人信号时，环路PLL(PhaseLockedLoop，锁相环)电路是用于生滤波器的输出为零(或为某一固定值)。这时，压控成与输入信号相位同步的新的信号

7、电路。主要由以·61·现弋摘lⅪMod们ernM奴achiⅡe下三部分组成：1)鉴相器(PhaseDetector或PhaseComparator)鉴相器用于检测出两个输入信号的相位差。2)环路滤波器(LoopFilter)环路滤波器是将鉴相器输出含有纹波的直流信号平均化，将此变换为交流成分少的直流信号的低通滤波器。环路滤波器除滤除纹波功能以外，还有一种重要作用，即决定稳定进行PLL环路控制的传输特性。3)压控振荡器(VCO：VohageControlledOsil-lator)"压控振荡器就是

8、用输入的直流信号控制振荡频率，它是一种可变频率振荡器。鉴相环路滤波器压控振荡图1基本锁相环锁相环PLL是一个相位负反馈系统，它是通过一o0oo0一一。。。o比较输入信号和一个振荡器的输出信号的相位，取图2锁相环系统设计原理图出与这两个信号的相位差成正比的电压作为误差电6蛳一o。。一O渤一ooo0o表1ROM内容压来控制振荡器的频率，达到使其与输入信号频率相等的目的引。58．75挪一0。。0o0一烈一。o。。45．752锁相系统的设计38．92抛一。。0。一6舶一。。。o．38．O2．1锁相系统基