低噪聲寬頻率輸出抗SET鎖相環(huán)設計與實現(xiàn).pdf

1、鎖相環(huán)在電子學、無線通信、有線通信等領域應用廣泛，主要用在產(chǎn)生時鐘、頻率合成和數(shù)據(jù)恢復等電路中。集成電路的工藝尺寸伴隨著科技的進步在不斷減小，鎖相環(huán)的最高工作頻率不斷增高，抖動和噪聲性能已經(jīng)成為制約其發(fā)展的一大因素。而且隨著我國航空航天事業(yè)的進步，越來越多的含有鎖相環(huán)的芯片被應用到了具有輻射效應的環(huán)境中，因此就要求鎖相環(huán)不僅要具備低噪聲、低抖動、低功耗等特點，還應具備抗輻射能力。
　　為應對上述需求，本論文基于0.13um CMO

2、S工藝展開對高性能、抗SET鎖相環(huán)的研究。重點關注鎖相環(huán)的SET效應分析及加固技術，同時注重研究其低抖動、寬頻率范圍等性能。以實現(xiàn)低噪聲寬調節(jié)范圍抗SET鎖相環(huán)芯片和IP核為目標，本文主要工作和創(chuàng)新包括：
　?。?）基于鎖相環(huán)各個子模塊的基本工作原理?？紤]到本文鎖相環(huán)的輻射應用環(huán)境，最終以系統(tǒng)穩(wěn)定性和恢復速度為前提選取抖動最低時的環(huán)路參數(shù)。在加固措施不改變環(huán)路參數(shù)的情況下，PLL將兼顧低噪聲和抗SET性能。然后根據(jù)已選定的環(huán)路參數(shù)

3、來設計電路：保證PLL環(huán)路無死區(qū)；保證CP的低失配比；通過比較多種壓控振蕩器的工作特點，并計算了帶前饋通道的環(huán)形壓控振蕩器的傳遞函數(shù)，分析其振蕩頻率和噪聲性能，設計了具有低相位噪聲和寬輸出頻率范圍的壓控振蕩器。
　?。?）對加固前的PLL進行了一系列仿真，在其可調范圍、抖動、噪聲等性能達到論文提出的指標前提下，對其進行了SET實驗。SET實驗所用脈沖電流來自TCAD模擬結果，基于SET響應的四項評價指標，確定出電路級敏感結點的位置

4、，并詳細分析了該結點敏感的原因，采取了合理的方法對這些敏感結點進行了加固。通過對比加固前后的仿真結果，可以證明加固措施的有效性，各項SET響應評價指標較加固前下降了95％以上。
　?。?）最后對數(shù)模混合電路版圖設計要注意的問題進行了總結、分析，詳細說明了本文PLL在模塊級、系統(tǒng)級、互連級的版圖繪制技巧，以達到繪制低噪聲、抗SET版圖的目標。最后對已完成的PLL版圖在不同的PVT條件下進行了充分的模擬驗證。驗證結果表明，本論文低噪聲