快鎖低抖CMOS鎖相環(huán)的設(shè)計.pdf

1、鎖相環(huán)是模擬和數(shù)字電路中的一個基本并且非常重要的模塊，它能夠跟蹤輸入信號的相位和頻率，并輸出相位鎖定、低抖動的其他頻率信號，它廣泛應(yīng)用在時鐘相位同步、頻率合成、無線系統(tǒng)、數(shù)字電路、高性能微處理器和硬盤驅(qū)動電子學。高性能的CMOS鎖相環(huán)芯片的設(shè)計，是當今IC領(lǐng)域研究的重點。
　　本文要設(shè)計一個快速鎖定頻率、周期抖動較低的電荷泵鎖相環(huán)。根據(jù)理論分析，鎖相環(huán)的頻率鎖定速度主要由鑒頻鑒相器的信號上升與下降時間和電荷泵的充放電速度決定。頻率

2、鎖定的周期或頻率抖動與鑒頻鑒相器和電荷泵以及壓控振蕩器都有關(guān)系。其中，鎖相環(huán)中最重要的兩個抖動源是電荷泵和壓控振蕩器。因此，要設(shè)計出一個快鎖低抖的CMOS鎖相環(huán)就得對普通型電荷泵鎖相環(huán)電路模塊進行改進。
　　本文設(shè)計的差分型電荷泵鎖相環(huán)電路，采用了一個改進的傳統(tǒng)型鑒頻鑒相器，從而提高信號上升下降速度、消除死區(qū)和減少抖動。設(shè)計了一個帶有共源共柵電流源的差分電荷泵電路，有效地將時鐘饋通、電流不匹配、電荷注入和電荷共享等非理想效應(yīng)最小化

3、，從而使得電荷泵的充放電速度更快、抖動更低。選用了一個僅有兩級延遲單元組成的差分壓控環(huán)形振蕩器，擁有較高的電源抑制比和對共模噪聲的抵抗能力，有利于降低抖動。通過運用上述措施，本文設(shè)計出了一個具有快鎖低抖特性的CMOS鎖相環(huán)電路。
　　電路設(shè)計的模型基于0.5μmCMOS工藝，工作電壓為5V，仿真工具使用了Synopsys公司的Hspice和Cosmos工具。最終仿真結(jié)果表明，當參考頻率為16.129MHz（周期為62n）時，差分型