带占空比校正的高速时钟接收电路研究与设计

发布时间：2019-12-01 20:37

【摘要】：近年来,随着半导体纳米CMOS制造工艺的演进和集成电路设计水平的提升,集成电路芯片的工作频率越来越高。然而,用于实现多芯片间通信的高速链路极易受到通道损耗、串扰、反射等诸多非理想因素的影响,特别是高速敏感信号的传输。有限传输带宽导致的信号波形畸变(幅度衰减、占空比失真、抖动增大等),已严重制约通信系统的整体性能。因此,如何解决高速时钟信号的高质量高效率传输的问题一直是工业界IC设计者关注的重点。本论文针对高速时钟接收电路所面临的问题,采用40 nm标准CMOS工艺,设计了一种基于连续时间线性均衡、占空比校正的高速低抖动时钟接收电路。为解决接收端阻抗不连续引起的信号反射问题,在接收电路前端设计了片外阻抗匹配网络,并在片内进行了合理的差分端接。高速接收电路中前置均衡器的设计结合了源极负反馈跨导线性均衡和有源负反馈线性均衡,极大地拓展了传输通道的有效带宽,消除了码间干扰,改善了高速时钟信号接收的质量。高速时钟接收电路中的占空比校正采用共模反馈补偿的校正技术,不仅在占空比校正的范围、精度方面较传统方案大幅度提高,而且附加时钟抖动极小。文中对占空比校正环路的稳定性、噪声传输特性进行了线性建模分析,阐述了影响性能的主要环路参数,并对关键参数设置寄存器进行调节,提高了占空比校正电路的可靠性。本论文为高速时钟接收电路设计提供了新的解决方案,其后仿真验证表明该电路可有效接收片外1.5 GHz~4 GHz高频时钟信号。同时,接收电路带空比校正功能,可以对输入信号占空比在20%~80%范围内进行校正,输出时钟占空比为50%±0.5%,时钟总抖动为86 fs(均方根值);高速时钟接收电路的总面积约为0.06 mm2,功耗为17.6 mW。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN402

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本文编号：2568507