發(fā)布時(shí)間：2017-06-27 21:07

  本文關(guān)鍵詞：一種應(yīng)用于TDC的延遲鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著數(shù)字信號(hào)處理和傳輸速度越來越快,模擬與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換速度也越來越快,時(shí)鐘電路作為集成電路和電子產(chǎn)品終端不可或缺的關(guān)鍵組成部分,其良好的設(shè)計(jì)越來越關(guān)鍵。尤其對(duì)于TDC、ADC這類計(jì)量和轉(zhuǎn)換電路,時(shí)鐘的要求尤為苛刻,時(shí)鐘質(zhì)量的好壞關(guān)系精度、轉(zhuǎn)換效率等各個(gè)方面。隨工藝、溫度等條件的變化,會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的壓控振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘的方式帶來較大的影響,鎖相環(huán)或延遲鎖相環(huán)技術(shù)因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在時(shí)鐘領(lǐng)域得到了較廣泛的實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)TDC實(shí)現(xiàn)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換功能對(duì)高質(zhì)量時(shí)鐘的要求,本文在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,提出了一種新型的延遲鎖相環(huán)系統(tǒng)架構(gòu)。寬動(dòng)態(tài)時(shí)鐘范圍、低靜態(tài)相位誤差和低抖動(dòng)的實(shí)現(xiàn)是本文DLL的設(shè)計(jì)重點(diǎn),并在系統(tǒng)、模塊電路、版圖繪制等各個(gè)方面采取了一定的改進(jìn)措施以保證DLL性能的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)架構(gòu)方面,采用雙延遲線和防錯(cuò)鎖控制電路模塊以擴(kuò)展DLL可鎖定的頻率范圍。電荷泵(CP)采用空閑分流、寬擺幅cascode結(jié)構(gòu)、同類型開關(guān)管以及開關(guān)支路遠(yuǎn)離輸出等措施以實(shí)現(xiàn)較好的充放電電流匹配性和抑制CP電荷共享等其他非理想效應(yīng),降低DLL鎖定后的靜態(tài)相位誤和時(shí)鐘抖動(dòng)；鑒相器增加輸出緩沖電路,匹配延遲信息,減小CP輸出電流誤脈沖的產(chǎn)生。版圖繪制時(shí),良好的版圖布局設(shè)計(jì)、傳輸路徑的匹配性設(shè)計(jì)、數(shù)模電路和較敏感電路的隔離設(shè)計(jì)以及高頻傳輸信號(hào)線的屏蔽設(shè)計(jì)等措施降低寄生和模塊串?dāng)_。本文在TSMC 0.35μm CMOS工藝條件下,采用Cadence中的Spectre、Virtuo等軟件完成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和版圖設(shè)計(jì),以及電路的前后仿真驗(yàn)證,并進(jìn)行了MPW流片驗(yàn)證。時(shí)鐘范圍、靜態(tài)相位誤差和抖動(dòng)三個(gè)關(guān)鍵的性能指標(biāo)的仿真結(jié)果都能夠滿足TDC應(yīng)用和設(shè)計(jì)要求。測(cè)試結(jié)果表明,SO信號(hào)在不同狀態(tài)可分別鎖定在40MHz-80MHz和100MHz-190MHz頻率范圍內(nèi)；靜態(tài)相位誤差178ps@125MHz,在不同頻率點(diǎn),占時(shí)鐘周期比例均小于5%；與輸入時(shí)鐘源相比,粗略估算DLL抖動(dòng)情況：pk-pk jitter最大為40ps左右,RMS jitter最大為6.7ps左右。本文設(shè)計(jì)的DLL能夠正確實(shí)現(xiàn)鎖定功能且具備一定的性能,但鎖定的頻率范圍變窄、靜態(tài)相位誤差和抖動(dòng)性能都與仿真結(jié)果有一定的差距,這與DLL設(shè)計(jì)缺陷、測(cè)試條件限制和測(cè)試方法等有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：時(shí)鐘信號(hào) 延遲鎖相環(huán) 靜態(tài)相位誤差 寬動(dòng)態(tài)范圍 時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)9-12
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與設(shè)計(jì)指標(biāo)12-13
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)13
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)13-16
• 第二章 DLL理論基礎(chǔ)16-28
• 2.1 時(shí)鐘信號(hào)的相位噪聲與時(shí)鐘抖動(dòng)16-18
• 2.2 延遲鎖相環(huán)原理18-23
• 2.2.1 延遲鎖相環(huán)工作原理18-21
• 2.2.2 延遲鎖相環(huán)的環(huán)路分析21-23
• 2.3 DLL系統(tǒng)噪聲分析23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第三章 延遲鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì)28-54
• 3.1 DLL架構(gòu)設(shè)計(jì)28-33
• 3.1.1 TDC應(yīng)用需求28-29
• 3.1.2 DLL系統(tǒng)架構(gòu)29-33
• 3.2 各模塊電路設(shè)計(jì)33-49
• 3.2.1 防錯(cuò)鎖控制電路33-37
• 3.2.2 鑒相器電路37-40
• 3.2.3 電荷泵電路40-45
• 3.2.4 壓控延遲線45-49
• 3.3 系統(tǒng)前仿真驗(yàn)證49-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 第四章 版圖設(shè)計(jì)與后仿驗(yàn)證54-64
• 4.1 系統(tǒng)版圖布局原則54-55
• 4.2 各模塊版圖55-59
• 4.3 系統(tǒng)后仿驗(yàn)證59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 測(cè)試結(jié)果與分析64-74
• 5.1 測(cè)試環(huán)境與平臺(tái)64-66
• 5.2 DLL測(cè)試結(jié)果與分析66-69
• 5.3 DLL改進(jìn)測(cè)試69-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 總結(jié)74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文82

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1 陳憲玉;改用硅管以提高壓控輸出頻率的穩(wěn)定度[J];廣播與電視技術(shù);1991年01期

2 劉松平;單片機(jī)控制的壓控模擬信號(hào)發(fā)生器[J];電子技術(shù)應(yīng)用;1991年04期

3 曹春海,徐筱樂,何世明,周建明,劉興釗,王燁,李言容,李拂曉;鐵電壓控諧振器的研究[J];低溫物理學(xué)報(bào);2005年03期

4 吳蓬勃;某接收部件壓控移相特性測(cè)試方法的改進(jìn)與實(shí)現(xiàn)[J];國(guó)外電子測(cè)量技術(shù);2005年S1期

5 關(guān)則新;;n少鎖相環(huán)壓控振v昶韉腦肷跋靃J];電訊技術(shù);1979年02期

6 韓松林,楊寶東,遇曉祥;壓控型脈沖調(diào)寬電路的特點(diǎn)及其工作規(guī)律性[J];電測(cè)與儀表;1998年05期

7 陳小兵,黃漢生,吳江;高頻聲表面波壓控(調(diào)頻)振蕩器的研制[J];壓電與聲光;1992年05期

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9 劉振來;何湘寧;;壓控器件的磁隔離驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)[J];電訊技術(shù);2006年06期

10 李巖;楊成;韓煜瑾;曾正中;;基于壓控導(dǎo)電原理的電磁環(huán)境自適應(yīng)防護(hù)罩設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2013年21期

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1 謝家德;朱志宏;;性能優(yōu)良的寬帶壓控耿氏振蕩器[A];1987年全國(guó)微波會(huì)議論文集（下）[C];1987年

2 韋嘉;梁雪冬;劉澤文;李志堅(jiān);;三極板型RFMEMS壓控電容的分析與制作[A];第二屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

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1 四川 吳銳 編譯;制作一個(gè)高精度的壓控電流源[N];電子報(bào);2013年

2 天津 張林 編譯;用FET光耦制作壓控電位器[N];電子報(bào);2014年

3 陜西 翟懷賢;彩電高頻頭旋滑式壓控開關(guān)[N];電子報(bào);2007年

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1 李靜;低抖動(dòng)延遲鎖相環(huán)的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

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3 李超;一種應(yīng)用于TDC的延遲鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì)[D];東南大學(xué);2015年

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5 何朋飛;憶阻器件建模與特性分析及應(yīng)用[D];西南大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：一種應(yīng)用于TDC的延遲鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：491238