一种应用于串行发送器的自偏置锁相环的设计与实现

发布时间：2023-02-26 06:55

　　随着信息化时代的到来,人们对于信息量的需求不断增长,快速稳定的通信系统对于人们的生活变得越来越重要,也成为人们研究的热点。通信系统内部离不开时钟,而要得到稳定的满足需求的时钟信号,最常用的就是用锁相环电路产生。锁相环用途很广,可以实现倍频,分频,抑制数据漂移,频率跟踪,抖动滤除,以及时钟和数据的恢复。锁相环的性能的好坏直接影响其输出时钟信号的质量,低噪声、高频率以及快速锁定的锁相环已成为研究人员普遍追求的目标。本文研究的锁相环是用于SerDes的串行发送器中的一个重要模块,此串行发送器工作时,一般配合接收器芯片共同使用,发送器在发送数据时,将并行数据转换为一个高速串行差分数据流输出,同时也能作为接收端,接收发送端发送的信号。本次设计的模块主要用于产生内部时钟信号,协助完成数据的并串转换。其设计是采用带有电荷泵的自偏置锁相环来完成的,自偏置锁相环是锁相环的一种,不同的是它不需要单独的外部偏置模块,内部的偏置电路便可为电荷泵与压控振荡器提供偏置电流。本次设计的自偏置锁相环的环路带宽可以跟随频率的变化,实现频率跟踪功能。研究过程中,首先分析了二阶、三阶锁相环的电路原理、组成模块以及线性数学模...

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要工作
    1.4 论文的结构安排
第二章 锁相环技术基本理论
    2.1 锁相环技术基本原理
    2.2 锁相环的组成结构
        2.2.1 鉴频鉴相器
        2.2.2 电荷泵
        2.2.3 环路滤波器
        2.2.4 压控振荡器
        2.2.5 分频器
    2.3 锁相环的数学模型与性能分析
        2.3.1 锁相环的数学模型
        2.3.2 二阶锁相环
        2.3.3 三阶锁相环
        2.3.4 锁相环的相位噪声及抖动
    2.4 自偏置锁相环理论
        2.4.1 自偏置锁相环的基本原理
        2.4.2 压控振荡器的差分延时单元
        2.4.3 自偏置电路
    2.5 本章小结
第三章 自偏置锁相环的电路设计及仿真验证
    3.1 整体设计
    3.2 鉴频鉴相器的设计与仿真
    3.3 电荷泵的设计与仿真
    3.4 环路滤波器电路的设计与仿真
    3.5 初始化电路的设计与仿真
    3.6 压控振荡器电路的设计与仿真
    3.7 分频器的电路设计与仿真
    3.8 自偏置电路的设计与仿真
    3.9 本章小结
第四章 自偏置锁相环的整体功能及性能验证
    4.1 自偏置锁相环功能、锁定时间以及功耗
    4.2 自偏置锁相环稳定性验证
    4.3 自偏置锁相环的抖动
    4.4 自偏置锁相环的噪声
    4.5 本章小结
第五章 自偏置锁相环的版图的设计及后仿真验证
    5.1 版图设计规则
    5.2 自偏置锁相环版图的设计
        5.2.1 鉴频鉴相器版图的设计
        5.2.2 电荷泵版图的设计
        5.2.3 自偏置电路版图的设计
        5.2.4 压控振荡器版图的设计
        5.2.5 分频器版图的设计
        5.2.6 初始化电路版图的设计
        5.2.7 自偏置锁相环整体版图设计
    5.3 后仿真验证
        5.3.1 主要功能模块的后仿真验证
        5.3.2 整体后仿验证
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3750045