電源噪聲引起CMOS鎖相環(huán)的周期抖動(dòng)研究.pdf

1、抖動(dòng)的大小作為衡量信號(hào)完整性的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，而電源噪聲是時(shí)序抖動(dòng)的最重要的成因。在電源完整性方面，通過(guò)提供一個(gè)穩(wěn)定的電源分配網(wǎng)絡(luò)（ PDN）來(lái)最大限度的減小電源噪聲，以此達(dá)到減小時(shí)序抖動(dòng)的目的。但是，在高速的系統(tǒng)中封裝呈現(xiàn)出很大電感性，因此我們?cè)O(shè)計(jì)PDN時(shí)不可能將I/O接口產(chǎn)生的電源噪聲忽略不計(jì)。鎖相環(huán)作為serdes電路，頻率合成器中的時(shí)序最敏感模塊，所以我們很有必要對(duì)鎖相環(huán)系統(tǒng)中的電源噪聲和抖動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行深入研究。
　　本文首

2、先介紹了電源噪聲對(duì)電子系統(tǒng)的影響以及對(duì)電源分配網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了講解以減小電源噪聲；又對(duì)抖動(dòng)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，主要介紹了相位抖動(dòng)，周期抖動(dòng)以及周期間抖動(dòng)之間的關(guān)系；闡述了鎖相環(huán)電路的發(fā)展及結(jié)構(gòu)，并對(duì)傳統(tǒng)的用于教學(xué)的鎖相環(huán)電路結(jié)構(gòu)的每個(gè)模塊進(jìn)行了改進(jìn)，用Hspice建立此鎖相環(huán)的模型，并且通過(guò)眼圖對(duì)抖動(dòng)的大小進(jìn)行度量，使在無(wú)電源噪聲的情況下，鎖相環(huán)的自身的抖動(dòng)足夠低，以使增加此鎖相環(huán)的可靠性及可用性。
　　通過(guò)給此改進(jìn)的鎖相環(huán)電路加不同

3、頻率的電源噪聲（電源噪聲的幅值不變），研究不同電源噪聲頻率下抖動(dòng)和電源噪聲的關(guān)系。目前已經(jīng)有一些關(guān)于抖動(dòng)的建模以及環(huán)形振蕩器的相位噪聲研究。抖動(dòng)的模型得到的是環(huán)形振蕩器的抖動(dòng)和相位噪聲的表達(dá)式，但是，環(huán)形振蕩器的分析可能不適合于鎖相環(huán)，因?yàn)殒i相環(huán)的影響因素多于環(huán)形振蕩器。還有一種基于宏模型的鎖相環(huán)的快速準(zhǔn)確的分析，盡管它可以減少分析噪聲影響時(shí)仿真的復(fù)雜性，但是當(dāng)鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)被改變時(shí)宏模型不得不被重新建立。另外一種方法是假設(shè)抖動(dòng)響應(yīng)是電源

4、噪聲的線性函數(shù)的前期下，抖動(dòng)的靈敏度是一種有效的手段用于表征電源噪聲引起的抖動(dòng)，但是抖動(dòng)靈敏度瞬態(tài)分析是非常耗時(shí)的，為了節(jié)省仿真時(shí)間，雖然提出了能快速得到抖動(dòng)的靈敏度曲線的方法。但是，不銜接的問(wèn)題阻礙了它的應(yīng)用。
　　相位抖動(dòng)，周期抖動(dòng)與周期間抖動(dòng)是對(duì)抖動(dòng)的不同定義，我們研究發(fā)現(xiàn)周期抖動(dòng)和電源噪聲存在更好的線性關(guān)系?；谶@種線性關(guān)系，求出了周期抖動(dòng)和混合頻率下的電源噪聲的線性的關(guān)系表達(dá)式，利用這個(gè)表達(dá)式，可以預(yù)測(cè)電源噪聲引起的鎖相