發(fā)布時(shí)間：2021-03-31 17:14

　　隨著汽車行業(yè)的不斷增長,輔助人們做出應(yīng)急決策的無人駕駛技術(shù)研發(fā)速度也在加快,激光雷達(dá)測距避障系統(tǒng)已經(jīng)成為了其不可或缺的部分,測距系統(tǒng)中時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）模塊,通過計(jì)算激光脈沖發(fā)射與折回信號(hào)間隔時(shí)間差來得到探測距離,精準(zhǔn)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)可以為TDC模塊提供較高分辨率從而實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的遠(yuǎn)距離探測,并且多相時(shí)鐘的布局,抖動(dòng)偏差,功耗都會(huì)對多通道的高精度TDC起到至關(guān)重要的影響。通過分析總結(jié)國內(nèi)外應(yīng)用到TDC的時(shí)鐘電路,結(jié)合本項(xiàng)目激光測距需求,采用4通道高精度TDC模塊,實(shí)現(xiàn)350米最遠(yuǎn)距離,以及可以達(dá)到厘米級(jí)的測量精度,基于SMIC 0.11μm工藝,設(shè)計(jì)一種新型的PLL級(jí)聯(lián)ILRO的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)4路多相時(shí)鐘,本文主要內(nèi)容包括:1、簡要介紹了激光雷達(dá)測距系統(tǒng)以及多相時(shí)鐘電路國內(nèi)外發(fā)展,結(jié)合本項(xiàng)目提出新型的結(jié)構(gòu);2、分析鎖相環(huán)的基本理論,對每個(gè)模塊的線性分析得出鎖相環(huán)電路的線性傳輸函數(shù),研究三階電荷泵鎖相環(huán)的噪聲模型,分析各噪聲源的傳輸特性,對本文設(shè)計(jì)的鎖相環(huán)參數(shù)通過MATLAB程序驗(yàn)證其穩(wěn)定性問題,并在Simulink中進(jìn)行建模仿真,分析其鎖定時(shí)間等。3、對多相位時(shí)鐘電路展開,分析每個(gè)模塊... 

【文章來源】：遼寧大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖0-1激光雷達(dá)測距系統(tǒng)

引言2速在各種環(huán)境條件下相對穩(wěn)定，所以從時(shí)間推移到目標(biāo)的距離可以計(jì)算出來，測量距離可以用公式ΔS=(Δtc)2簡單理解，式中c為光速，脈沖時(shí)間間隔由TDC陣列檢測，t=(start-stop1)。圖0-1激光雷達(dá)測距系統(tǒng)激光雷達(dá)測距系統(tǒng)中通過TDC進(jìn)行測量數(shù)據(jù)，主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)上升沿間的時(shí)間間隔量化，本項(xiàng)目TDC采用多相內(nèi)插原理，其原理圖如圖0-2所示，采用粗計(jì)數(shù)器與細(xì)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)兩級(jí)采樣。圖0-2TDC計(jì)數(shù)原理

引言4比VCO少一個(gè)積分引起的極點(diǎn)，所以DLL系統(tǒng)更加穩(wěn)定，并且其延遲鏈無抖動(dòng)增加相位噪聲低，鎖定時(shí)間孝結(jié)構(gòu)簡單面積小等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于TDC時(shí)鐘設(shè)計(jì)中，東南大學(xué)鄭麗霞、趙榮琦、暢靈庫等同學(xué)從2016年至今，設(shè)計(jì)應(yīng)用于TDC的時(shí)鐘電路均采用延遲鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)[5]基于TSMC0.35μmCMOS工藝實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)并流片，可以有效提供中心頻率為125MHz的8相輸出時(shí)鐘，鎖定范圍為60MHz至240MHz，其輸出時(shí)鐘在中心頻率處的RMS抖動(dòng)為3.6ps，功耗為18.5mW@125MHz。圖0-3延遲鎖相環(huán)基本結(jié)構(gòu)中國科技技術(shù)大學(xué)馬昭鑫在2014年，設(shè)計(jì)了應(yīng)用于TDC的DLL電路，實(shí)現(xiàn)了32相位的輸出，在參考時(shí)鐘頻率為60MHz時(shí)，通過32個(gè)分相功能實(shí)現(xiàn)分辨率為521ps的輸出信號(hào)，鎖定時(shí)間1.9μs，輸出時(shí)鐘抖動(dòng)為1.0ps@60MHz，功耗31.5mW@1.8V[6]。2014年ChangsungChoi等人設(shè)計(jì)了一個(gè)2.56GHz注入鎖定鎖相環(huán)(ILPLL)，該鎖相環(huán)與一個(gè)延遲鎖定環(huán)(DLL)級(jí)聯(lián)以最小化相位噪聲LPLL包括一個(gè)注入鎖定電壓控制振蕩器(ILVCO)，該振蕩器直接注入?yún)⒖紩r(shí)鐘相位，DLL的輸出多相時(shí)鐘連接到注入節(jié)點(diǎn)，并且可以通過打開/關(guān)閉開關(guān)進(jìn)行選擇，縮短VCO相位的重新對準(zhǔn)時(shí)間，從而減少帶內(nèi)相位噪聲采用65nmCMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并且多相注入技術(shù)與傳統(tǒng)的PLL相比，使該鎖相環(huán)在1MHz偏移下的相位噪聲降低了10.86dBc/Hz，并且DLL的環(huán)路濾波器中的電容器比PLL中的小得多，這種方案減小整了個(gè)芯片的面積[7]東南大學(xué)黃權(quán)在2016年，設(shè)計(jì)了主要應(yīng)用于高速Serdes的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的八相位壓控振蕩器，采用NMOS交叉耦合，有源電感的結(jié)構(gòu)，TSMIC0.18um

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[5]應(yīng)用于高速SerDes中八相位壓控振蕩器的設(shè)計(jì)[D]. 黃權(quán)杰.東南大學(xué) 2016
[6]基于CMOS工藝10GHz壓控振蕩器的研究設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 于杰.西北大學(xué) 2015
[7]基于注入鎖定技術(shù)的鎖相環(huán)、倍頻器和分頻器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 廉琛.復(fù)旦大學(xué) 2012
[8]汽車激光雷達(dá)防撞系統(tǒng)中高速數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)處理研究[D]. 考麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[9]鎖相環(huán)電路的設(shè)計(jì)及相位噪聲分析[D]. 李煒.天津大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3111786