基于180nm工艺的30MHz晶体振荡器IO接口电路的设计与实现

发布时间：2017-04-07 07:10

  本文关键词：基于180nm工艺的30MHz晶体振荡器IO接口电路的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：晶体振荡器自上世纪20年代问世以来,其理论研究与制造水平都得到了飞速发展,各项性能指标显著提升。作为一种时钟频率源,与其他类型的振荡器相比,晶体振荡器以其优异的Q值、频率精度、稳定度等,广泛应用于军工以及民用消费电子领域。而在集成电路领域,为了使晶振频率信号有效、合理地传输至芯片核心,IO接口集成电路的作用至关重要。本文基于SMIC 180nm工艺,30MHz晶体振荡器,5V IO电压,3.3V CORE电压,-40℃~125℃工作温度范围,针对高稳定性、低功耗、多档位等方面的要求,研究并改进了传统皮尔斯振荡器电路,设计了一款晶体振荡器IO接口集成电路,并进行了流片验证。研究中涉及的主要电路包括基本放大器电路、接收器电路、驱动电流控制电路、ESD保护电路、反馈电阻与匹配电容等,通过功能仿真、增益仿真、起振仿真、静态电流仿真和DC仿真等验证了所设计的晶振IO电路具有良好特性。在此基础上,进行了电路的版图设计和实现,覆盖测试、特性测试和ESD测试等测试表明,接收端振荡频率在30M±100KHz范围内,静态电流功耗小于3mA,起振启动时间小于1ms,输出占空比在50%±5%范围内,能够支持四档驱动电流,电路性能符合设计指标要求。
【关键词】：晶体振荡器 IO接口 集成电路
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN752
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 研究背景15
• 1.2 国内外研究与发展现状15-16
• 1.3 论文研究内容与结构安排16-19
• 第二章 相关理论与原理19-25
• 2.1 晶体振荡器相关理论19-22
• 2.1.1 石英谐振器的主要特性19-21
• 2.1.2 晶振基本工作原理与分类21-22
• 2.2 集成电路接口相关理论22-23
• 2.2.1 通用IO工作原理22-23
• 2.2.2 集成电路接口的分类23
• 2.3 本章小结23-25
• 第三章 晶体振荡器IO接口电路设计25-45
• 3.1 电路概述25-29
• 3.1.1 电路设计流程25-27
• 3.1.2 电路设计指标27
• 3.1.3 电路系统结构图27-29
• 3.2 匹配电容的设计29-30
• 3.3 基本放大电路设计30-31
• 3.4 使能控制电路的设计31-33
• 3.5 接收器设计33-35
• 3.5.1 电平转换电路设计33-35
• 3.5.2 缓冲电路的设计35
• 3.6 驱动电流控制电路设计35-37
• 3.7 反馈电阻设计37-39
• 3.8 ESD保护电路设计39-42
• 3.9 本章小结42-45
• 第四章 电路仿真45-59
• 4.1 仿真概述45
• 4.2 功能仿真45-48
• 4.3 增益仿真48-51
• 4.4 起振仿真51-53
• 4.5 静态电流仿真53-55
• 4.6 DC仿真55-57
• 4.7 本章小结57-59
• 第五章 版图设计59-63
• 5.1 版图知识介绍59-60
• 5.2 实际版图设计60-63
• 第六章 电路测试结果与分析63-69
• 6.1 电路测试的基本信息63-64
• 6.2 覆盖测试结果64
• 6.3 特性测试结果64-67
• 6.4 ESD测试结果67
• 6.5 本章小结67-69
• 第七章 总结与展望69-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-75
• 作者简介75-76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;晶体振荡器分类[J];今日电子;2007年03期

2 ;高性能单频和双频晶体振荡器模块[J];今日电子;2008年08期

3 ;可调晶体振荡器[J];邮电技术资料;1974年Z1期

4 Harold W.Jackson;杨易e

本文编号：289898