本文關(guān)鍵詞：應用于高速SerDes中八相位壓控振蕩器的設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Serdes系統(tǒng)是一種主流的串行通訊技術(shù),Serdes采用的串并轉(zhuǎn)換技術(shù)能夠充分利用信道容量,極大的降低了通訊成本,滿足了現(xiàn)代數(shù)據(jù)交換對I/O接口的海量需求。在Serdes接收機中通常采用時鐘數(shù)據(jù)恢復電路(CDR)來接收高速數(shù)據(jù)串行信號,通過判決信號的相位來提取時鐘信號,進而對數(shù)據(jù)信號進行重定時采樣。在CDR芯片中,壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)是關(guān)鍵的組成模塊之一。適用于時鐘數(shù)據(jù)恢復電路的VCO設(shè)計對CDR芯片的整體性能起著關(guān)鍵的作用。本文在壓控振蕩器電路原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計了應用于基于四分之一速率架構(gòu)CDR電路的多相位寬調(diào)諧范圍VCO。論文介紹了VCO的研究背景和研究現(xiàn)狀,論述了壓控振蕩器的理論和實現(xiàn)方法,分析了多相位VCO設(shè)計中的許多關(guān)鍵原理和技術(shù)。論文提出了將有源電感應用于多相位VCO的實現(xiàn)之中,不僅大大降低了芯片面積,同時通過有源電感感值可調(diào)性,實現(xiàn)VCO的寬調(diào)諧特性。論文分析了壓控振蕩器的一般原理,總結(jié)了基于負能量補償和基于反饋系統(tǒng)的兩種振蕩器分析方法,采用交叉耦合型電感電容壓控振蕩器(LC-VCO)作為八相位VCO的振蕩單元。諧振網(wǎng)絡采用變?nèi)莨苓B接結(jié)構(gòu)以優(yōu)化可變電容的非線性特性,提高諧振網(wǎng)絡的整體品質(zhì)因數(shù)。論文總結(jié)和分析了兩種常用相位噪聲模型：線性時變模型和線性時不變模型,為八相位VCO的相位噪聲優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。論文同時設(shè)計了VCO輸出緩沖電路。本次設(shè)計采用TSMC 0.18μm CMOS工藝,進行了應用于CDR電路的八相位VCO電路設(shè)計,前仿真,版圖設(shè)計和后仿真,VCO整體版圖面積為525μm×475μm。后仿結(jié)果表明,輸出頻率調(diào)諧范圍為1.634GHz-3.351GHz,相鄰時鐘相位差約為45°,經(jīng)計算可知相鄰時鐘相位誤差小于0.40,在全頻段內(nèi)VCO的相位噪聲-90dBc/Hz@1MHz,系統(tǒng)功耗低于24mmW。
【關(guān)鍵詞】：Serdes 時鐘數(shù)據(jù)恢復電路(CDR) 壓控振蕩器 多相位
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN752
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 VCO的發(fā)展歷史和研究概況9-11
• 1.3 課題的主要工作11
• 1.4 論文的組織架構(gòu)11-14
• 第二章 VCO設(shè)計的理論基礎(chǔ)14-36
• 2.1 振蕩器的工作原理14-16
• 2.1.1 兩端負反饋分析法14-15
• 2.1.2 單端能量補償(負阻)分析法15-16
• 2.2 VCO的工作原理16-23
• 2.2.1 VCO的變?nèi)莨芎碗姼?/span>16-22
• 2.2.2 VCO的性能參數(shù)22-23
• 2.3 交叉耦合LC-VCO23-26
• 2.3.1 工作原理分析23-24
• 2.3.2 電路結(jié)構(gòu)分析24-26
• 2.4 VCO的相位噪聲分析26-31
• 2.4.1 相位噪聲簡介26
• 2.4.2 相位噪聲模型26-29
• 2.4.3 相位噪聲的物理機制和影響機制29-31
• 2.5 多相位VCO31-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 第三章 八相位寬調(diào)諧范圍VCO設(shè)計36-52
• 3.1 八相位寬調(diào)諧范圍VCO設(shè)計方案36-42
• 3.1.1 整體設(shè)計方案36-37
• 3.1.2 VCO核心電路設(shè)計37-38
• 3.1.3 有源電感設(shè)計38-41
• 3.1.4 變?nèi)莨茉O(shè)計41-42
• 3.1.5 交叉耦合管設(shè)計42
• 3.2 輸出緩沖設(shè)計42-43
• 3.3 前仿真43-51
• 3.3.1 VCO的起振43-45
• 3.3.2 VCO的調(diào)諧范圍45-46
• 3.3.3 VCO的相位噪聲46-49
• 3.3.4 VCO的相位誤差49
• 3.3.5 VCO的功耗49-51
• 3.3.6 前仿總結(jié)與設(shè)計指標對比51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 VCO版圖設(shè)計及后仿真結(jié)果52-66
• 4.1 版圖設(shè)計52-57
• 4.1.1 版圖設(shè)計規(guī)則52-55
• 4.1.2 VCO電路版圖設(shè)計55-57
• 4.2 后仿真57-63
• 4.2.1 VCO的瞬態(tài)仿真57-58
• 4.2.2 VCO的調(diào)諧范圍58-60
• 4.2.3 VCO的相位噪聲60-62
• 4.2.4 VCO的功耗62
• 4.2.5 后仿總結(jié)與設(shè)計指標對比62-63
• 4.3 芯片測試方案63-64
• 4.4 結(jié)果分析64-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 總結(jié)66
• 5.2 展望66-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 唐長文;電感電容壓控振蕩器[D];復旦大學;2004年

  本文關(guān)鍵詞：應用于高速SerDes中八相位壓控振蕩器的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：304079