本文關(guān)鍵詞：數(shù)字陀螺系統(tǒng)中鎖相電路的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微機電和集成電路技術(shù)的發(fā)展,使得MEMS陀螺系統(tǒng)未來的發(fā)展需求趨于數(shù)字化和智能化。MEMS數(shù)字陀螺系統(tǒng)分為機械表頭部分和ASIC接口電路部分,而ASIC接口電路在數(shù)字陀螺系統(tǒng)中有著不可替代的作用,從而數(shù)字陀螺接口電路成為了許多研究人員研究和設(shè)計的熱點,本文就針對數(shù)字陀螺系統(tǒng),設(shè)計了數(shù)字陀螺系統(tǒng)中的鎖相電路來生成系統(tǒng)中所需的時鐘信號。本文討論了數(shù)字陀螺系統(tǒng)中鎖相電路系統(tǒng)以及系統(tǒng)中子模塊的工作方式。建立了其線性化數(shù)學模型,根據(jù)數(shù)學模型分析了系統(tǒng)的性能,如環(huán)路帶寬等。然后對系統(tǒng)中各模塊的相位噪聲分布和傳輸機制進行了詳細討論。在此基礎(chǔ)上依據(jù)設(shè)計指標和環(huán)路帶寬對鎖定時間和相位噪聲的影響,折衷考慮并計算給出了電荷泵鎖相環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù),并且利用Matlab和simPLL對其進行了行為級建模來仿真驗證和優(yōu)化設(shè)計所得的系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)。利用計算的系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù),并且合理的選取各模塊的電路結(jié)構(gòu),使用Cadence Spectre設(shè)計并仿真了系統(tǒng)中的各個模塊的具體電路。最終設(shè)計的寬擺幅電荷泵電路的電流失配在1%之內(nèi),設(shè)計的壓控振蕩器的相位噪聲性能為最終系統(tǒng)的總相位噪聲設(shè)計指標留足了裕量。對系統(tǒng)整體進行前仿真之后,系統(tǒng)的鎖定時間達到10ms�；�0.35um工藝設(shè)計實現(xiàn)了鎖相環(huán)系統(tǒng)的版圖,并利用Calibre和Spectre對設(shè)計的版圖提取寄生參數(shù)并進行了后仿驗證,最終設(shè)計的系統(tǒng)的參考信號頻率為4KHz,輸出信號頻率則包括1~20MHz這一范圍,在考慮寄生參數(shù)之后,在分頻比1250.25時系統(tǒng)的后仿真鎖定時間為12.5ms。而系統(tǒng)輸出端總的相位噪聲為-70.64 dBc/Hz@100Hz、-76.57dBc/Hz@1KHz。
【關(guān)鍵詞】：鎖相環(huán) 環(huán)路帶寬 鎖定時間 相位噪聲
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH-39;TN402;TP391.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題來源及背景8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題目的和意義13
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 鎖相環(huán)電路基本原理及理論15-31
• 2.1 鎖相環(huán)基本原理15-17
• 2.1.1 整數(shù)型鎖相環(huán)15-16
• 2.1.2 小數(shù)型鎖相環(huán)16-17
• 2.2 電荷泵鎖相環(huán)各模塊基本原理及數(shù)學模型17-28
• 2.2.1 鑒頻鑒相器（PFD）17-18
• 2.2.2 電荷泵（CP）18-22
• 2.2.3 環(huán)路濾波器22-23
• 2.2.4 壓控振蕩器23-25
• 2.2.5 分頻器25-27
• 2.2.6 ΔΣ調(diào)制器27-28
• 2.3 電荷泵鎖相環(huán)系統(tǒng)數(shù)學模型28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 相位噪聲分析和系統(tǒng)級設(shè)計31-39
• 3.1 相位噪聲31-34
• 3.1.1 相位噪聲和時鐘抖動31-32
• 3.1.2 各模塊和系統(tǒng)相位噪聲分析32-34
• 3.2 系統(tǒng)設(shè)計34-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第4章 系統(tǒng)電路設(shè)計與仿真39-61
• 4.1 各模塊電路設(shè)計39-53
• 4.1.1 鑒頻鑒相器39-41
• 4.1.2 電荷泵41-45
• 4.1.3 環(huán)路濾波器45-46
• 4.1.4 壓控振蕩器46-49
• 4.1.5 分頻器49-52
• 4.1.6 ΔΣ調(diào)制器52-53
• 4.2 系統(tǒng)整體仿真53-55
• 4.3 系統(tǒng)版圖設(shè)計及后仿驗證55-60
• 4.3.1 關(guān)鍵模塊版圖設(shè)計和仿真分析55-58
• 4.3.2 系統(tǒng)整體版圖設(shè)計和仿真分析58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻62-68
• 致謝68

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張光樞;陀螺系統(tǒng)的非線性穩(wěn)定性[J];兵工學報;1987年04期

2 隋永楓,鐘萬勰;大型陀螺系統(tǒng)的模態(tài)綜合方法[J];動力學與控制學報;2004年02期

3 劉濤,鄧子辰;陀螺系統(tǒng)微振動模態(tài)攝動分析與靈敏度計算[J];動力學與控制學報;2004年04期

4 袁永新;蔣家尚;;一類離散陀螺系統(tǒng)特征值反問題[J];江蘇科技大學學報(自然科學版);2006年02期

5 袁永新;蔣家尚;;一類阻尼陀螺系統(tǒng)特征值反問題[J];江蘇科技大學學報(自然科學版);2007年03期

6 魏文儉;秦石喬;戰(zhàn)德軍;李華;張寶東;;激光仿真導(dǎo)引頭陀螺穩(wěn)定控制的研究[J];紅外與激光工程;2008年S3期

7 尹遜和;林寶軍;周銳;侯忠生;曲鵬友;;傘形安裝的陀螺系統(tǒng)性能分析[J];宇航學報;2008年01期

8 曾亮;李琳;;阻尼陀螺系統(tǒng)動力響應(yīng)的有限元復(fù)模態(tài)分析方法[J];航空動力學報;2008年10期

9 李欣業(yè);張利娟;張華彪;;陀螺系統(tǒng)的受迫振動及其時滯反饋控制[J];振動與沖擊;2012年09期

10 ;快速搜索跟蹤陀螺系統(tǒng)[J];航空兵器;1978年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 金仲和;丁衡高;馬慧蓮;丁純;周柯江;王躍林;袁祖武;;微型化陀螺研究進展和展望[A];2005年慣性技術(shù)科技工作者研討會論文集[C];2005年

2 魏文儉;秦石喬;戰(zhàn)德軍;李華;張寶東;;激光仿真導(dǎo)引頭陀螺穩(wěn)定控制的研究[A];2008年激光探測、制導(dǎo)與對抗技術(shù)研討會論文集[C];2008年

3 盧瑩;;斜置陀螺在軌故障診斷及重構(gòu)[A];全國第十二屆空間及運動體控制技術(shù)學術(shù)會議論文集[C];2006年

4 鄭旭東;馮舟;梁新建;萬蔡辛;李丹東;;典型高性能MEMS陀螺的比較分析[A];微機電慣性技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢——慣性技術(shù)發(fā)展動態(tài)發(fā)展方向研討會文集[C];2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 仲紅秀;幾類非線性問題的迭代解法及其應(yīng)用[D];華東師范大學;2016年

2 梁海波;基于陀螺冗余的微慣性系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

3 李新剛;微機電陀螺誤差建模及其在飛行器組合導(dǎo)航中的應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學;2004年

4 陳宏;全對稱雙級解耦微機械振動式陀螺研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

5 何昆鵬;MEMS慣性器件參數(shù)辨識及系統(tǒng)誤差補償技術(shù)[D];哈爾濱工程大學;2009年

6 隋永楓;轉(zhuǎn)子動力學的求解辛體系及其數(shù)值計算方法[D];大連理工大學;2006年

7 黃衛(wèi)權(quán);艦船用平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)測控技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學;2006年

8 毛慧;諧振式微光學陀螺研究[D];浙江大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 呂琦煒;基于改進卡爾曼濾波的虛擬陀螺研究[D];上海交通大學;2015年

2 魏業(yè)玖;MEMS數(shù)字陀螺中開關(guān)電容檢測電路的設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 胡艷鳳;數(shù)字陀螺中數(shù)字信號處理電路設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 李yN楠;轉(zhuǎn)子式陀螺電極結(jié)構(gòu)建模分析與檢測技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

5 李世國;高精度石英音叉陀螺模塊化電路技術(shù)研究[D];電子科技大學;2014年

6 邵奇;數(shù)字硅陀螺中帶通調(diào)制器的設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

7 樊波;硅微角振動陀螺振動靈敏度分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法[D];蘇州大學;2016年

8 趙銀武;數(shù)字陀螺系統(tǒng)中鎖相電路的設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

9 車繼鵬;數(shù)字硅陀螺接口電路系統(tǒng)的設(shè)計與驗證[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

10 胡永菲;一種用于數(shù)字陀螺系統(tǒng)中LDO設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

  本文關(guān)鍵詞：數(shù)字陀螺系統(tǒng)中鎖相電路的設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：251865