發(fā)布時(shí)間：2017-12-25 05:20

  本文關(guān)鍵詞：高精度占空比低抖動(dòng)鎖相環(huán)設(shè)計(jì)　出處：《國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：SERDES是serializer(SER,并轉(zhuǎn)串)和的deserializer(DES,串轉(zhuǎn)并)的簡(jiǎn)稱。SERDES以其良好的傳輸特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)中。鎖相環(huán)作為SERDES電路系統(tǒng)中的一部分,其輸出的時(shí)鐘信號(hào)一方面可以用到發(fā)送和接收端,另一方面可以用來(lái)作為時(shí)鐘恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)。隨著工藝的提高,國(guó)內(nèi)外SERDES的速度正在逐年增加,而SERDES的時(shí)鐘信號(hào)由鎖相環(huán)提供,所以高速度是鎖相環(huán)的一個(gè)特點(diǎn)。除了高速度這一特點(diǎn),相比于其他電路系統(tǒng)的鎖相環(huán),為了滿足SERDES各個(gè)模塊的誤碼率要求,鎖相環(huán)提供的時(shí)鐘信號(hào)必須抖動(dòng)很低,所以低抖動(dòng)也是SERDES中鎖相環(huán)的一大特點(diǎn)。另一方面鎖相環(huán)作為時(shí)鐘恢復(fù)電路的一部分,為了滿足時(shí)鐘恢復(fù)電路的雙邊沿采樣和相位的需求,多相位的提供和高精度占空比的提供也是SERDES中鎖相環(huán)的兩大特點(diǎn)。本文的主要工作如下。(1)為了設(shè)計(jì)一款低抖動(dòng)的鎖相環(huán),本文先從鎖相環(huán)的基本工作原理出發(fā),構(gòu)建出了鎖相環(huán)每個(gè)主要模塊的數(shù)學(xué)傳遞函數(shù),包括閉環(huán)和開(kāi)環(huán),為鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。另一方面分析了鎖相環(huán)各個(gè)模塊的噪聲傳遞函數(shù),分析了每個(gè)模塊在噪聲傳遞函數(shù)中的特點(diǎn)以及和鎖相環(huán)帶寬的關(guān)系,來(lái)選取鎖相環(huán)的具體參數(shù)。(2)從鎖相環(huán)的各個(gè)模塊的非理想效應(yīng)出發(fā),針對(duì)各個(gè)模塊的非理想效應(yīng),對(duì)每個(gè)模塊提出了改進(jìn)措施。其中對(duì)PFD的死區(qū)時(shí)間、鑒相范圍進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)了一款無(wú)死區(qū)、鑒相范圍寬的PFD。CP的非理想效應(yīng)比較多,其中主要有電荷共享、時(shí)鐘饋通等,本文針對(duì)這些非理想效應(yīng),設(shè)計(jì)了一款電荷共享和時(shí)鐘饋通效應(yīng)都相對(duì)較小的CP。VCO是本文設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)部件,VCO的結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到時(shí)鐘抖動(dòng)、相位輸出,因此本文設(shè)計(jì)了一款低抖動(dòng)、四相位的VCO。(3)由于時(shí)鐘恢復(fù)電路中有對(duì)時(shí)鐘信號(hào)占空比為百分之五十的這一要求。本文在傳統(tǒng)已有的占空比調(diào)節(jié)電路上,針對(duì)占空比調(diào)節(jié)電路可能偏離百分之五十的情況,設(shè)計(jì)了一款閉環(huán)的占空比調(diào)節(jié)電路,能很好的通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)輸出一個(gè)占空比為百分之五十的時(shí)鐘信號(hào)。同時(shí)針對(duì)占空比調(diào)節(jié)電路輸入時(shí)鐘信號(hào)頻率的變化,在電路中增加了快速反應(yīng)電路,提高了電路的反應(yīng)速度。(4)版圖作為電路設(shè)計(jì)完的工作,其設(shè)計(jì)直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)的性能和功能。本文針對(duì)版圖設(shè)計(jì)可能存在的問(wèn)題,對(duì)版圖進(jìn)行了匹配、避免柵鎖效應(yīng)以及保護(hù)環(huán)的設(shè)計(jì)。并通過(guò)仿真電路和版圖驗(yàn)證了整個(gè)設(shè)計(jì)的功能和性能。
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1331521