近年來,藍(lán)牙、WI-FI、GPS等通信方式的迅速普及推動了便攜式無線通信設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用。實現(xiàn)更低的功耗水平從而延長電池續(xù)航時間成為業(yè)界不斷追求的目標(biāo)。作為收發(fā)機(jī)的主要的耗能模塊,超低功耗ADPLL是實現(xiàn)系統(tǒng)低功耗的關(guān)鍵。而降低電源電壓是實現(xiàn)低功耗的一種直接而有效的途徑。本次設(shè)計是作為近閾值電源電壓ADPLL設(shè)計的一個重要部分,對近閾值電源電壓下時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)進(jìn)行了深入的研究。論文首先介紹了TDC的發(fā)展過程,TDC的基本工作原理,介紹了多種TDC的基本的電路結(jié)構(gòu)并分析了不同種TDC的優(yōu)缺點。通過對ADPLL的環(huán)路分析,從理論上推導(dǎo)TDC的分辨率對ADPLL相位噪聲的影響。為了實現(xiàn)高性能的ADPLL,TDC必須具有很高的分辨率。本次設(shè)計采用兩級量化的TDC結(jié)構(gòu),通過時間放大器對量化余量進(jìn)行放大,從而實現(xiàn)二次量化。設(shè)計實現(xiàn)一種增益可擴(kuò)展的時間放大器,提高了TDC的時間分辨率。最后對近閾值電源電壓下ADPLL進(jìn)行探索性研究,對另一個高耗能模塊數(shù)控振蕩器進(jìn)行設(shè)計,采用電流復(fù)用技術(shù)和電容橋接技術(shù),實現(xiàn)一種近閾值電源電壓下高精度的數(shù)控振蕩器。本次設(shè)計基于130nm CMOS工藝對兩級時間數(shù)字... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
專用術(shù)語注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 論文的主要工作和貢獻(xiàn)
    1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器概述
    2.1 模擬時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器與全數(shù)字時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器對比分析
        2.1.1 模擬時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器
        2.1.2 全數(shù)字時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器概述
    2.2 時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分類與基本原理
        2.2.1 基于延遲線結(jié)構(gòu)的TDC
        2.2.2 pipeline型時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器
        2.2.3 隨機(jī)時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器
    2.3 時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)
        2.3.1 分辨率與量化誤差
        2.3.2 線性度
        2.3.3 PVT的影響
        2.3.4 功耗
    2.4 TDC在 ADPLL中的作用及影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 近閾值電源電壓時間放大器的設(shè)計
    3.1 SR-Latch時間放大特性
    3.2 基于SR-latch的時間放大器設(shè)計
    3.3 增益可擴(kuò)展的時間放大器設(shè)計
    3.4 近閾值電源電壓時間放大器版圖設(shè)計
    3.5 時間放大器后仿真
    3.6 本章小結(jié)
第四章 近閾值電源電壓時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的設(shè)計
    4.1 兩級時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Two-Stage TDC)的分析設(shè)計
        4.1.1 兩級時間間隔測量設(shè)計
        4.1.2 兩級時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)實現(xiàn)
    4.2 各模塊電路設(shè)計與仿真
        4.2.1 比較器設(shè)計
        4.2.2 MUX電路
        4.2.3 延遲單元設(shè)計
        4.2.4 編碼器電路設(shè)計
    4.3 兩級時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器仿真分析
        4.3.1 各模塊仿真結(jié)果分析
        4.3.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析
    4.4 兩級時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器版圖設(shè)計
    4.5 兩級時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器后仿真
    4.6 本章小結(jié)
第五章 近閾值電源電壓數(shù)控振蕩器的設(shè)計
    5.1 近閾值電源電壓數(shù)控振蕩器的工作原理
        5.1.1 數(shù)控振蕩器的工作原理
        5.1.2 應(yīng)用于低電壓DCO的幾種技術(shù)
    5.2 數(shù)控振蕩器的整體實現(xiàn)
        5.2.1 高精度數(shù)控振蕩器的設(shè)計
    5.3 數(shù)控振蕩器版圖設(shè)計
        5.3.1 DCO版圖設(shè)計
        5.3.2 DCO后仿真
    5.4 流片測試結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]一種基于sigma-delta調(diào)制的高精度鎖相環(huán)電路設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉勇.電子科技大學(xué) 2018
[2]高性能小數(shù)分頻模擬鎖相環(huán)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 姜灝.西安電子科技大學(xué) 2018
[3]面向綜合的數(shù)控振蕩器與全數(shù)字鎖相環(huán)研究與設(shè)計[D]. 代睿.西安電子科技大學(xué) 2017
[4]全數(shù)字鎖相環(huán)中的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器研究與設(shè)計[D]. 劉曉露.復(fù)旦大學(xué) 2013
[5]應(yīng)用于全數(shù)字鎖相環(huán)中的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器和計數(shù)器的研究與設(shè)計[D]. 紀(jì)偉偉.復(fù)旦大學(xué) 2013



本文編號：3697480