【摘要】：在去年,美國以中興通訊公司非法出口通信設備為由,禁止中興與美國企業(yè)交易,因而無法采購主力通信設備和智能手機的關鍵芯片,造成整機設備和智能手機業(yè)務停產停售,中興蒙受巨大損失。在此事件之后,芯片國產化替代進程再次迎來廣泛關注。中國作為全球最大的半導體消費市場,在降低電磁干擾(EMI)方面對擴頻時鐘芯片的需求量也非常巨大。傳統(tǒng)的方法是使用金屬屏蔽盒以及RCL無源濾波器來實現(xiàn)降低EMI,但電路系統(tǒng)的復雜程度越來越高,該方法已經(jīng)很難達到屏蔽的目的。而目前國內還沒有低頻段的擴頻時鐘系列產品,此類芯片國產化迫在眉睫。論文提出了一種Hershey Kiss波形調制的擴頻時鐘生成電路,其可有效降低EMI,它的工作原理是通過將輸出時鐘的信號能量展寬到一個窄帶范圍內,從時鐘信號的源頭減小電磁能量輻射。論文提出基于Hershey Kiss波形調制技術的原理為:利用三角波產生器和一階Sigma-Delta調制器產生近似特殊斜率的Hershey Kiss波形。這種波形調制的優(yōu)勢,相對于三角波和正弦波調制出來的頻譜平坦度更好,平坦度保持在2dB以內。論文首先對中心頻率調制的原理理論分析,并且對Sigma-Delta調制器進行了Matlab建模和仿真。后續(xù)章節(jié)對擴頻發(fā)生器的關鍵組成部分進行電路設計和仿真。最后基于各個模塊的設計,開展基于Hershey Kiss波形調制的擴頻時鐘電路整體設計和仿真,并且完成了物理版圖實現(xiàn)和封裝樣片測試。設計指標為輸入?yún)⒖紩r鐘頻率為25MHz、輸出中心頻率為200MHz、調制頻率為31.5kHz、環(huán)路帶寬140kHz、可配置擴頻率和輻射峰值衰減大于10dB。本設計是基于SMIC 0.13um CMOS工藝完成的電路系統(tǒng)設計和物理版圖實現(xiàn),完成了流片、封裝和樣片測試。其測試結果為時鐘發(fā)生器的輸出中心頻率為200MHz、調制頻率為32kHz、環(huán)路帶寬為139kHz、擴頻率可配置為-0.75%、-0.5%、±0.25%、0%四檔可調,輻射峰值降低了12.3dB@0.5%、16dB@0.75%。測試結果與研制目標基本一致,滿足課題芯片的預期設計要求。論文中的擴展頻譜時鐘電路具有數(shù)字電路實現(xiàn)、可靈活配置、輸出頻譜平坦度好等優(yōu)點,達到了預期效果。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN761

【參考文獻】

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本文編號：2590016