基于DLL的时钟产生电路的设计与实现
发布时间：2021-11-20 16:20
锁相环（PLL）和延时锁相环（DLL）采用的都是锁相技术,常用在时钟产生电路中。尤其是对时钟信号要求高的电路中,PLL或DLL是不可缺少的。DLL有PLL无法比拟的优点,尤其是DLL具有稳定性好、低抖动、快锁定。如今对于锁相环的设计,更侧重于高频率、高性能、低抖动、低功耗等性能方面的改良。基于压控延迟线的延时锁相环,因为其良好的性能也备受关注,它不仅可以实现将输出时钟信号与输入时钟信号相位等分,而且可以实现倍频输出,从而满足芯片内对不同时钟的需求。本论文主要是基于某公司0.13μm工艺设计了一种基于延时锁相环的时钟产生电路。延时锁相环主要由五个模块构成,分别是鉴频鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控延时线以及倍频电路。其中鉴频鉴相器PFD采用基于D触发器的新型结构,除了可以有效的防止死区的产生,还可使首先进入鉴频鉴相器PFD的输入时钟为反馈时钟,省去了参考时钟提前于反馈时钟的相位差比较过程,从而使鉴频鉴相器PFD鉴相变得简单不复杂;其中电荷泵CP除了有抗电荷注入效应和电荷共享效应的特点外,还增加了比较器结构,用来比较经过低通滤波器的输出电压值与标准电压的大小,比较器的结果控制选择电荷泵电流...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间站相位同步应用
第1章绪论2加、减、乘、除运算，进而获得所需要的同步时钟信号。该应用主要在通讯、雷达、导航等领域有广泛的应用[2]，图1.2、1.3为频率合成的应用图。图1.2卫星频率合成应用图1.3火箭频率合成应用锁相环技术从理论到应用、再到日趋成熟也经历了很多年的时间积累，前人为我们留下了可追溯的成就，我们只需站在“巨人”的肩膀上继续探索前行。科技的变化日新月异，但总体趋势都是向着全集成、低功耗、高稳定性方向发展。如今对于锁相环的设计，更侧重于高频率、高性能、低抖动、低功耗等性能方面的优化。基于压控延时线的延时锁相环,因其良好的性能也备受关注,它不仅可以实现将输出时钟信号与输入时钟信号相位等分,而且可以实现倍频输出。延时锁相环有多相位输出、无条件稳定、抖动低、锁定速度快等优点[3，4]，这是锁相环无法比拟的。所以对于延时锁相环的进一步研究是必要的。1.2锁相环的发展历程延时锁相环可以说是锁相环发展的产物。17世纪初期，Huygens物理学家就最先提出了“同步振荡器”的概念[5]，由于当时集成电路方面的发展并不成熟，导致科学界并不重视提出的这个概念。经过几百年的沉淀，终于有科学家也踏上了“同步振荡器”这方面的细致研究。在1947年，锁相技术第一次在生活中得到应用[6]；五十年代，随着航空航天领域的发展，再一次将锁相环技术推向新的高潮，有科学家发表了包含有关锁相环理论分析的文章，该文章的发表，为后续锁相环的进一步发展奠定了基石；六十年代，模拟锁相环技术已经在很多方面得到了应用[7]，而且锁相环的原理也被引用到各个学科；到七十年代，锁相技术相对已经成熟，并开始商用。国内的集成电路水平虽然有所提高，但与国外对比，仍落后数十年以上。现在核心的锁相环技术，均掌握在国外的一些国际集成电?
第1章绪论2加、减、乘、除运算，进而获得所需要的同步时钟信号。该应用主要在通讯、雷达、导航等领域有广泛的应用[2]，图1.2、1.3为频率合成的应用图。图1.2卫星频率合成应用图1.3火箭频率合成应用锁相环技术从理论到应用、再到日趋成熟也经历了很多年的时间积累，前人为我们留下了可追溯的成就，我们只需站在“巨人”的肩膀上继续探索前行。科技的变化日新月异，但总体趋势都是向着全集成、低功耗、高稳定性方向发展。如今对于锁相环的设计，更侧重于高频率、高性能、低抖动、低功耗等性能方面的优化。基于压控延时线的延时锁相环,因其良好的性能也备受关注,它不仅可以实现将输出时钟信号与输入时钟信号相位等分,而且可以实现倍频输出。延时锁相环有多相位输出、无条件稳定、抖动低、锁定速度快等优点[3，4]，这是锁相环无法比拟的。所以对于延时锁相环的进一步研究是必要的。1.2锁相环的发展历程延时锁相环可以说是锁相环发展的产物。17世纪初期，Huygens物理学家就最先提出了“同步振荡器”的概念[5]，由于当时集成电路方面的发展并不成熟，导致科学界并不重视提出的这个概念。经过几百年的沉淀，终于有科学家也踏上了“同步振荡器”这方面的细致研究。在1947年，锁相技术第一次在生活中得到应用[6]；五十年代，随着航空航天领域的发展，再一次将锁相环技术推向新的高潮，有科学家发表了包含有关锁相环理论分析的文章，该文章的发表，为后续锁相环的进一步发展奠定了基石；六十年代，模拟锁相环技术已经在很多方面得到了应用[7]，而且锁相环的原理也被引用到各个学科；到七十年代，锁相技术相对已经成熟，并开始商用。国内的集成电路水平虽然有所提高，但与国外对比，仍落后数十年以上。现在核心的锁相环技术，均掌握在国外的一些国际集成电?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLL的VSG并网控制研究[J]. 杨洋,丁树业,徐峥嵘,杨旭,王顺. 南京师范大学学报(工程技术版). 2020(01)
[2]基于DLL的3.5 GHz时钟校准电路设计[J]. 杨俊浩,杨霄垒,张涛,苏小波,周骏. 电子与封装. 2019(12)
[3]一种低功耗快速锁定简易锁相式频率合成器[J]. 李琦,李勇兵,翟江辉,李海鸥,肖功利,张法碧,陈永和,傅涛. 微电子学. 2018(06)
[4]二阶有源低通滤波器设计研究[J]. 陈希. 信息通信. 2018(12)
[5]一种LC低通滤波器设计方法研究[J]. 许友坤,高峯,张扬,李睿. 电子世界. 2018(23)
[6]光子集成芯片设计软件和工艺设计工具包[J]. Twan Korthorst,Remco Stoffer,Arjen Bakker,王博文,王杰. 集成电路应用. 2016(08)
[7]一种低相位噪声锁相环频率合成器的设计[J]. 李通,陈志铭,桂小琰. 微电子学. 2015(04)
[8]CMOS模拟集成电路版图设计[J]. 解放,罗闯. 微处理机. 2012(03)
[9]锁相环中电荷泵的分析与设计[J]. 马辰光,冯军. 固体电子学研究与进展. 2010(01)
[10]锁相环技术综述[J]. 魏建玮,张迎雪. 科技信息(学术研究). 2008(36)
硕士论文
[1]基于环形振荡器的电荷泵锁相环研究与设计[D]. 朱斌超.东南大学 2018
[2]模拟延时单元集成电路设计[D]. 曹裕荣.东南大学 2016
[3]低抖动延迟锁相环的研究[D]. 李静.电子科技大学 2014
[4]快速锁定的CMOS电荷泵锁相环的研究[D]. 顾银银.南京理工大学 2014
[5]基于DLL的时钟产生器设计[D]. 曹令今.吉林大学 2013
[6]基于DLL的多相位时钟产生器的设计[D]. 陈中盟.华南理工大学 2010
[7]基于噪声分析的电荷泵锁相环设计[D]. 赵春.电子科技大学 2002
本文编号：3507702
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间站相位同步应用
第1章绪论2加、减、乘、除运算，进而获得所需要的同步时钟信号。该应用主要在通讯、雷达、导航等领域有广泛的应用[2]，图1.2、1.3为频率合成的应用图。图1.2卫星频率合成应用图1.3火箭频率合成应用锁相环技术从理论到应用、再到日趋成熟也经历了很多年的时间积累，前人为我们留下了可追溯的成就，我们只需站在“巨人”的肩膀上继续探索前行。科技的变化日新月异，但总体趋势都是向着全集成、低功耗、高稳定性方向发展。如今对于锁相环的设计，更侧重于高频率、高性能、低抖动、低功耗等性能方面的优化。基于压控延时线的延时锁相环,因其良好的性能也备受关注,它不仅可以实现将输出时钟信号与输入时钟信号相位等分,而且可以实现倍频输出。延时锁相环有多相位输出、无条件稳定、抖动低、锁定速度快等优点[3，4]，这是锁相环无法比拟的。所以对于延时锁相环的进一步研究是必要的。1.2锁相环的发展历程延时锁相环可以说是锁相环发展的产物。17世纪初期，Huygens物理学家就最先提出了“同步振荡器”的概念[5]，由于当时集成电路方面的发展并不成熟，导致科学界并不重视提出的这个概念。经过几百年的沉淀，终于有科学家也踏上了“同步振荡器”这方面的细致研究。在1947年，锁相技术第一次在生活中得到应用[6]；五十年代，随着航空航天领域的发展，再一次将锁相环技术推向新的高潮，有科学家发表了包含有关锁相环理论分析的文章，该文章的发表，为后续锁相环的进一步发展奠定了基石；六十年代，模拟锁相环技术已经在很多方面得到了应用[7]，而且锁相环的原理也被引用到各个学科；到七十年代，锁相技术相对已经成熟，并开始商用。国内的集成电路水平虽然有所提高，但与国外对比，仍落后数十年以上。现在核心的锁相环技术，均掌握在国外的一些国际集成电?
第1章绪论2加、减、乘、除运算，进而获得所需要的同步时钟信号。该应用主要在通讯、雷达、导航等领域有广泛的应用[2]，图1.2、1.3为频率合成的应用图。图1.2卫星频率合成应用图1.3火箭频率合成应用锁相环技术从理论到应用、再到日趋成熟也经历了很多年的时间积累，前人为我们留下了可追溯的成就，我们只需站在“巨人”的肩膀上继续探索前行。科技的变化日新月异，但总体趋势都是向着全集成、低功耗、高稳定性方向发展。如今对于锁相环的设计，更侧重于高频率、高性能、低抖动、低功耗等性能方面的优化。基于压控延时线的延时锁相环,因其良好的性能也备受关注,它不仅可以实现将输出时钟信号与输入时钟信号相位等分,而且可以实现倍频输出。延时锁相环有多相位输出、无条件稳定、抖动低、锁定速度快等优点[3，4]，这是锁相环无法比拟的。所以对于延时锁相环的进一步研究是必要的。1.2锁相环的发展历程延时锁相环可以说是锁相环发展的产物。17世纪初期，Huygens物理学家就最先提出了“同步振荡器”的概念[5]，由于当时集成电路方面的发展并不成熟，导致科学界并不重视提出的这个概念。经过几百年的沉淀，终于有科学家也踏上了“同步振荡器”这方面的细致研究。在1947年，锁相技术第一次在生活中得到应用[6]；五十年代，随着航空航天领域的发展，再一次将锁相环技术推向新的高潮，有科学家发表了包含有关锁相环理论分析的文章，该文章的发表，为后续锁相环的进一步发展奠定了基石；六十年代，模拟锁相环技术已经在很多方面得到了应用[7]，而且锁相环的原理也被引用到各个学科；到七十年代，锁相技术相对已经成熟，并开始商用。国内的集成电路水平虽然有所提高，但与国外对比，仍落后数十年以上。现在核心的锁相环技术，均掌握在国外的一些国际集成电?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLL的VSG并网控制研究[J]. 杨洋,丁树业,徐峥嵘,杨旭,王顺. 南京师范大学学报(工程技术版). 2020(01)
[2]基于DLL的3.5 GHz时钟校准电路设计[J]. 杨俊浩,杨霄垒,张涛,苏小波,周骏. 电子与封装. 2019(12)
[3]一种低功耗快速锁定简易锁相式频率合成器[J]. 李琦,李勇兵,翟江辉,李海鸥,肖功利,张法碧,陈永和,傅涛. 微电子学. 2018(06)
[4]二阶有源低通滤波器设计研究[J]. 陈希. 信息通信. 2018(12)
[5]一种LC低通滤波器设计方法研究[J]. 许友坤,高峯,张扬,李睿. 电子世界. 2018(23)
[6]光子集成芯片设计软件和工艺设计工具包[J]. Twan Korthorst,Remco Stoffer,Arjen Bakker,王博文,王杰. 集成电路应用. 2016(08)
[7]一种低相位噪声锁相环频率合成器的设计[J]. 李通,陈志铭,桂小琰. 微电子学. 2015(04)
[8]CMOS模拟集成电路版图设计[J]. 解放,罗闯. 微处理机. 2012(03)
[9]锁相环中电荷泵的分析与设计[J]. 马辰光,冯军. 固体电子学研究与进展. 2010(01)
[10]锁相环技术综述[J]. 魏建玮,张迎雪. 科技信息(学术研究). 2008(36)
硕士论文
[1]基于环形振荡器的电荷泵锁相环研究与设计[D]. 朱斌超.东南大学 2018
[2]模拟延时单元集成电路设计[D]. 曹裕荣.东南大学 2016
[3]低抖动延迟锁相环的研究[D]. 李静.电子科技大学 2014
[4]快速锁定的CMOS电荷泵锁相环的研究[D]. 顾银银.南京理工大学 2014
[5]基于DLL的时钟产生器设计[D]. 曹令今.吉林大学 2013
[6]基于DLL的多相位时钟产生器的设计[D]. 陈中盟.华南理工大学 2010
[7]基于噪声分析的电荷泵锁相环设计[D]. 赵春.电子科技大学 2002
本文编号：3507702
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