本文關(guān)鍵詞：CMOS快速鎖定鎖相環(huán)的研究與設(shè)計

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【摘要】：鎖相環(huán)(PLL, Phase-locked loop)是相位鎖定環(huán)路,它能夠跟蹤輸入信號的狀態(tài),是各類電子系統(tǒng)中的重要模塊。PLL被廣泛應(yīng)用在電子和通信等相關(guān)領(lǐng)域,可以實現(xiàn)頻率綜合、空間測速測距、調(diào)制解調(diào)等多種功能。本論文針對電荷泵型鎖相環(huán)(CPPLL, Charge pump phase-locked loop)的相關(guān)理論、模型和電路進行研究。本文介紹了PLL相關(guān)理論,分析了CPPLL的工作原理、關(guān)鍵技術(shù)、環(huán)路特性和線性模型,并針對具有快速鎖定功能的電荷泵鎖相環(huán)進行深入研究。通過選取合適的鎖相環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),優(yōu)化環(huán)路參數(shù),增加輔助控制模塊動態(tài)調(diào)整環(huán)路帶寬等方法,最終設(shè)計了一款能夠快速入鎖的鎖相環(huán)電路。本文采用中芯國際提供的0.18μm的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝,基于三階電荷泵鎖相環(huán)結(jié)構(gòu),設(shè)計了一種用于產(chǎn)生1GHz時鐘的快速鎖定鎖相環(huán)電路。通過在傳統(tǒng)的電荷泵鎖相環(huán)中增加一個輔助控制模塊,使鎖相環(huán)路可以在捕獲過程中增大環(huán)路帶寬,加快環(huán)路收斂過程,從而減小鎖定時間。增加的控制模塊可以根據(jù)輸入信號相位差的大小對電荷泵的工作狀態(tài)進行控制,進而實現(xiàn)對鎖相環(huán)帶寬的調(diào)整。本文利用Cadence-Spectre軟件進行電路設(shè)計和仿真驗證,并利用Cadence-Virtuoso軟件進行版圖繪制。在1.8V的電源供電下,該鎖相環(huán)電路能夠在1.7μs的時間內(nèi)快速鎖定并輸出1GHz的時鐘,仿真結(jié)果顯示該鎖相環(huán)電路能夠在較短的時間內(nèi)達到穩(wěn)定狀態(tài)。
【關(guān)鍵詞】：鎖相環(huán) 快速鎖定 帶寬調(diào)整
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.8
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-18
• 1.1 研究背景和意義15
• 1.2 鎖相環(huán)的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文的結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 鎖相環(huán)理論分析18-28
• 2.1 鎖相環(huán)的構(gòu)成18
• 2.2 鎖相環(huán)工作狀態(tài)和參數(shù)指標(biāo)18-21
• 2.2.1 鎖相環(huán)工作狀態(tài)19
• 2.2.2 鎖相環(huán)參數(shù)指標(biāo)19-21
• 2.3 鎖相環(huán)模型分析21-25
• 2.3.1 鑒頻/鑒相器和電荷泵整體模型21-22
• 2.3.2 濾波器傳輸函數(shù)22-23
• 2.3.3 振蕩器模型23-24
• 2.3.4 分頻器傳函24
• 2.3.5 系統(tǒng)傳輸函數(shù)24-25
• 2.4 鎖相環(huán)噪聲介紹25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 鎖相環(huán)模塊介紹28-44
• 3.1 鑒頻/鑒相器28-31
• 3.2 電荷泵介紹31-34
• 3.3 振蕩器介紹34-42
• 3.3.1 電感電容型振蕩器35-36
• 3.3.2 環(huán)形振蕩器36-42
• 3.4 環(huán)路濾波器42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 電路設(shè)計與仿真44-67
• 4.1 快速鎖定鎖相環(huán)系統(tǒng)44-47
• 4.1.1 快速鎖定系統(tǒng)與原理44-45
• 4.1.2 電路控制邏輯分析45-47
• 4.2 單元電路結(jié)構(gòu)及仿真結(jié)果47-61
• 4.2.1 鑒頻/鑒相器和輔助控制模塊47-51
• 4.2.2 電荷泵結(jié)構(gòu)及仿真51-57
• 4.2.3 振蕩器結(jié)構(gòu)及仿真57-59
• 4.2.4 分頻器結(jié)構(gòu)及仿真59-61
• 4.3 系統(tǒng)仿真結(jié)果及版圖61-66
• 4.3.1 鎖相環(huán)整體仿真61-64
• 4.3.2 鎖相環(huán)版圖64-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)和展望67-69
• 5.1 總結(jié)67
• 5.2 展望67-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況73

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本文編號：1007047