CMOS集成電荷泵鎖相環(huán)的設計與研究.pdf

1、鎖相環(huán)是模擬及數?；旌想娐分械囊粋€基本并且非常重要的模塊，它能夠跟蹤輸入信號的相位和頻率，并輸出相位鎖定、低抖動的其它頻率信號，它在通訊、數字電路、無線電系統(tǒng)等領域有著廣泛的應用. 電荷泵鎖相環(huán)是鎖相環(huán)的一種，其不可替代的優(yōu)勢在于:在理論上，它可以證明靜態(tài)相位誤差為零，而且實踐也證明它具有高速、低功耗、低抖動的特性，是設計實現鎖相環(huán)的一個簡單、高效的方法.雖然電荷泵鎖相環(huán)的理論已比較成熟，但它的設計與實現涉及到信號與系統(tǒng)、集成電

2、子學、版圖、半導體工藝和測試等方面，難度比較大.因此，對電荷泵鎖相環(huán)進行深入的研究，掌握其設計和分析方法具有重要意義. 本文設計了一款電荷泵鎖相環(huán)，它給一款14位高速數模轉換器提供其所需的時鐘信號，它的參考時鐘范圍為3MH<,2>～160MHz.本文從基本電荷泵鎖相環(huán)的理論研究入手，對電荷泵鎖相環(huán)的動態(tài)特性、跟蹤特性、捕獲時間、高階環(huán)和相位噪聲等各項參數指標進行了詳細的研究與分析.在此基礎上，實現了電荷泵鎖相環(huán)的設計，其中包括無

3、"死區(qū)"的鑒頻鑒相器、消除電荷共享和時鐘饋通的電荷泵、消除紋波的三階濾波器、六級差動環(huán)形振蕩器、分頻器和時鐘分配電路等模塊的設計，并給出相應的仿真結果.最后，針對模擬集成電路設計的復雜性，本文還討論了模擬版圖設計所需遵循的原則. 電路設計的模型基于SMIC的0.35微米Mixed-slgnal工藝，工作電壓為3.3V，仿真工具采用了Cadence公司的Spectre、Hspice和Synopsys公司的Nanosim.最終仿真結