應(yīng)用于高速SerDes中八相位壓控振蕩器的設(shè)計(jì).pdf

1、Serdes系統(tǒng)是一種主流的串行通訊技術(shù)，Serdes采用的串并轉(zhuǎn)換技術(shù)能夠充分利用信道容量，極大的降低了通訊成本，滿足了現(xiàn)代數(shù)據(jù)交換對(duì)I/O接口的海量需求。在Serdes接收機(jī)中通常采用時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(CDR)來接收高速數(shù)據(jù)串行信號(hào)，通過判決信號(hào)的相位來提取時(shí)鐘信號(hào)，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行重定時(shí)采樣。在CDR芯片中，壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator，VCO)是關(guān)鍵的組成模塊之一。適用于時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電

2、路的VCO設(shè)計(jì)對(duì)CDR芯片的整體性能起著關(guān)鍵的作用。
　　本文在壓控振蕩器電路原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了應(yīng)用于基于四分之一速率架構(gòu)CDR電路的多相位寬調(diào)諧范圍VCO。論文介紹了VCO的研究背景和研究現(xiàn)狀，論述了壓控振蕩器的理論和實(shí)現(xiàn)方法，分析了多相位VCO設(shè)計(jì)中的許多關(guān)鍵原理和技術(shù)。論文提出了將有源電感應(yīng)用于多相位VCO的實(shí)現(xiàn)之中，不僅大大降低了芯片面積，同時(shí)通過有源電感感值可調(diào)性，實(shí)現(xiàn)VCO的寬調(diào)諧特性。論文分析了壓控振蕩器的一般原理

3、，總結(jié)了基于負(fù)能量補(bǔ)償和基于反饋系統(tǒng)的兩種振蕩器分析方法，采用交叉耦合型電感電容壓控振蕩器(LC-VCO)作為八相位VCO的振蕩單元。諧振網(wǎng)絡(luò)采用變?nèi)莨苓B接結(jié)構(gòu)以優(yōu)化可變電容的非線性特性，提高諧振網(wǎng)絡(luò)的整體品質(zhì)因數(shù)。論文總結(jié)和分析了兩種常用相位噪聲模型:線性時(shí)變模型和線性時(shí)不變模型，為八相位VCO的相位噪聲優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。論文同時(shí)設(shè)計(jì)了VCO輸出緩沖電路。
　　本次設(shè)計(jì)采用TSMC0.18μm CMOS工藝，進(jìn)行了應(yīng)用于CDR電