应用于时钟发生器的延迟锁相环的设计
本文选题:延迟锁相环 + 折叠运放 ; 参考:《南京邮电大学》2015年硕士论文
【摘要】:延迟锁相环是时钟发生器电路的一个重要部分。相比于锁相环,延迟锁相环内用压控延迟线代替压控振荡器,其时钟抖动更低,系统更加稳定,因而应用前景更加广泛。本文对延迟锁相环电路的国内外研究现状进行了调研,并对其系统及各主要模块的工作原理进行了深入研究和分析,在此基础上设计了一种可以应用于时钟发生器的高频率、低抖动性能的延迟锁相环。本文设计的延迟锁相环主要部分为五个模块:鉴相器、电荷泵、滤波器、压控延迟线和偏置部分。鉴相器采用了动态D触发器,实现了低功耗,解决了鉴相器中存在的鉴相死区和工作速度慢的问题,并且针对于实际锁定时输出时钟波形的毛刺现象,提出在鉴相器两个输入端加入反相器进行隔离,从而抑制了系统输出时钟的毛刺。电荷泵懫用折叠运放实现了充放电电流的良好匹配,有效减小了系统的抖动。压控延迟线采用了自偏置结构的差分可控电流源型延迟单元,抑制共模噪声的同时减小了系统的抖动,此外还采用低压差线性稳压器进行供电,减小了电源电压波动对于延迟时间的影响以及系统的抖动。滤波器由分压电路产生初始电压,该分压电路由起始电路控制,也可以由外接的芯片开关控制,从而可以避免系统发生错误锁定。本文设计的延迟锁相环基于SMIC 0.18μm CMOS工艺进行设计,并通过Spectre仿真器对各个模块电路以及系统电路进行仿真。实验结果表明电源电压为1.8V时,电路工作频率范围从500MHz到750MHz。当输出时钟为500MHz时,均方根抖动0.576ps,峰峰抖动为7.331ps,功耗约为1.72mw;当输出时钟为750MHz时,均方根抖动为0.332ps,峰峰抖动为4.225ps,功耗约为3.36mw。
[Abstract]:Delay phase locked loop (DPLL) is an important part of clock generator circuit. Compared with the phase-locked loop, the voltage-controlled delay line is used to replace the voltage-controlled oscillator in the delay PLL, the clock jitter is lower, the system is more stable, and the application prospect is more extensive. In this paper, the domestic and international research status of delay phase-locked loop circuit is investigated, and the working principle of its system and main modules is deeply studied and analyzed. On the basis of this, a kind of high frequency which can be applied to clock generator is designed. Low jitter performance delay PLL. There are five modules in this paper: phase detector, charge pump, filter, voltage-controlled delay line and bias part. Dynamic D flip-flop is used in the phase detector, which realizes low power consumption, solves the problems of phase dead zone and slow working speed in the phase discriminator, and aims at the burr phenomenon of the output clock waveform when the phase detector is actually locked. In order to restrain the burr of the output clock, the inverter is added to the two input terminals of the phase detector to isolate the phase detector. The charge pump realizes the good match of charge and discharge current by folding operational amplifier, and effectively reduces the jitter of the system. The voltage-controlled delay line uses a self-biased differential controllable current source type delay unit to suppress common mode noise and reduce the system jitter. In addition, a low-voltage differential linear regulator is used to supply the power. The effect of voltage fluctuation on delay time and system jitter is reduced. The initial voltage of the filter is generated by the divider circuit, which can also be controlled by an external chip switch to avoid the system error locking. The DPLL designed in this paper is based on the SMIC 0.18 渭 m CMOS process, and simulates each module circuit and the system circuit through the Spectre simulator. The experimental results show that the operating frequency range of the circuit is from 500MHz to 750 MHz when the supply voltage is 1.8 V. When the output clock is 500MHz, the root mean square jitter is 0.576psand the peak jitter is 7.331ps.The power consumption is about 1.72mw. when the output clock is 750MHz, the root-mean-square jitter is 0.332ps, the peak jitter is 4.225psand the power consumption is about 3.36mw.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN911.8
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;介绍一个取样锁相装置[J];电讯技术;1976年06期
2 JamesHarrer,冰;设计便携通信用锁相环[J];电子产品世界;1996年12期
3 朱思良;汪东旭;;快速锁定技术在锁相环中应用[J];电子测量技术;2004年03期
4 张政伟;李宏;;基于锁相环混沌同步[J];电子测量技术;2004年05期
5 屈强;刘东华;杨君;杜汪洋;;软件锁相环的设计与应用[J];遥测遥控;2007年01期
6 郑世林;;锁相环自锁定技术的研究及应用[J];电子测量技术;2007年01期
7 田文博;张晰泊;王彬;高清运;;锁相环时域抖动的分析与仿真[J];南开大学学报(自然科学版);2007年02期
8 王萍;郭翠双;;基于优化设计的新型锁相环及其虚拟实现[J];实验技术与管理;2008年04期
9 胡为兵;熊杰;;一种新颖的锁相环的研究[J];电气技术;2008年01期
10 龚宇雷;王辉;李庆民;;锁相环动态频相跟踪特性分析[J];山东大学学报(工学版);2008年04期
相关会议论文 前10条
1 冯长江;陈月魁;;判定锁相环锁定的几种常用方法[A];2007年全国高等学校电子技术研究会论文集[C];2007年
2 张杰;王兆瑞;;利用锁相环时钟生成器实现整数分频本振源设计[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 陈桂森;;宽温X频段取样锁相源[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
4 孙应生;秦开宇;高阳;;∑-△数字调制技术在锁相环中的应用[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
5 张煦;周小铃;王亚飞;李辉;;电网电压非理想工况下的软件锁相环比较与研究[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
6 张蓉竹;;光学锁相环在阵列激光锁相中的应用研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
7 王雄;王小林;周朴;粟荣涛;李新阳;耿超;谭毅;许晓军;舒柏宏;;相干合成中倾斜和锁相同时控制的实验研究[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
8 李进兵;荣雅君;董杰;安刚虎;;基于DSP的软件锁相环的设计[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
9 高矛;曹晓春;;一种跟踪二输入信号的相位差中值的锁相环[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年
10 王玉田;耿丽琨;;锁相环在荧光测温系统中的应用[A];第四届中国测试学术会议论文集[C];2006年
相关重要报纸文章 前4条
1 重庆 唐奂知;用单片机控制的锁相环调频收音头[N];电子报;2008年
2 湖南 唐亚军;自制数码锁相调频立体声小功率发射机[N];电子报;2003年
3 苏州 刘兴逵;一款符合工业遥控国标的锁相环(PLL)二次变频无线收发头[N];电子报;2002年
4 湖南 唐亚军;数码锁相环调频立体声发射模块F7及应用[N];电子报;2003年
相关博士学位论文 前2条
1 尹海丰;宽频率范围低抖动锁相环的研究与设计[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 赵振宇;锁相环中单粒子瞬变效应的分析与加固[D];国防科学技术大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 叶蓉;可编程抗辐射锁相环设计[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 蒋健兵;CMOS毫米波锁相环及高精度正交信号发生器的研究设计[D];复旦大学;2014年
3 袁珩洲;小数分频锁相环设计及其杂散与噪声的抑制补偿[D];国防科学技术大学;2014年
4 张志强;抗辐照低抖动锁相环设计[D];国防科学技术大学;2014年
5 蒋文超;宽频率范围低抖动锁相环设计[D];国防科学技术大学;2014年
6 陈强;应用于时钟发生器的延迟锁相环的设计[D];南京邮电大学;2015年
7 郑涛;宽调节范围快速捕获锁相环设计与实现[D];国防科学技术大学;2010年
8 白创;高性能低噪声锁相环分析与设计[D];国防科学技术大学;2009年
9 杨校辉;低噪声锁相环设计[D];西安电子科技大学;2012年
10 吕洁洁;一款基于130纳米体硅工艺的抗辐照锁相环的设计和实现[D];国防科学技术大学;2013年
,本文编号:1904254
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/1904254.html