一種低復雜度的線性全數(shù)字鎖相環(huán)的設計與實現(xiàn).pdf

1、數(shù)字鎖相環(huán)具有數(shù)字電路的高可靠性、較小面積、低廉價格等優(yōu)勢，同時解決了模擬鎖相環(huán)存在的直流零點漂移、易受電源電壓和環(huán)境中溫度變化影響等缺點，另外還具有天生的對離散值實時處理的能力，因而目前已經成為鎖相環(huán)技術的發(fā)展方向。當今在使用數(shù)字電路等價實現(xiàn)模擬電路、射頻電路的研究領域產生了極大的需求，所以本文將對由全部數(shù)字模塊組成的鎖相環(huán)進行研究與分析。
　　本論文設計了兩種直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)結構有區(qū)別的全數(shù)字鎖相環(huán)。均使用解析濾

2、波器來得到輸入正弦信號的同相分量和正交分量，使用基于多級流水線坐標旋轉數(shù)字計算(CORDIC)結構的反正切相位值獲取結構來從輸入信號的同相分量和正交分量中得到原信號的相位值信息。使用一種不影響全數(shù)字鎖相環(huán)傳輸函數(shù)的相位展開結構來增大相位差值的檢測范圍從而增大鎖定頻率范圍以及減小鎖定時間。使用傳統(tǒng)的二階比例積分濾波器作為環(huán)路濾波器，通過使用主導極點的方法，可以將帶有環(huán)路延遲的數(shù)字鎖相環(huán)轉化為一個二階系統(tǒng)，從而在瞬態(tài)行為上逼近理論上的二階系

3、統(tǒng)，同時能使我們的環(huán)路濾波器適用于帶有高階環(huán)路延遲的全數(shù)字鎖相環(huán)系統(tǒng)。在數(shù)控振蕩器的設計上，我們使用DDS來實現(xiàn)，先后設計了基于LUT結構和基于CORDIC結構的DDS。
　　本文對上述設計中的各模塊以及整體進行了行為級建模、RTL設計，然后選取了合適的結構，即二階解析濾波器、分別基于16級流水線CORDIC結構的相位值獲取結構和DDS結構進行了ASIC設計。基于SMIC0.13μm工藝，使用synopsys公司的ASIC設計工具