電源噪聲引起CMOS鎖相環(huán)的周期抖動研究.pdf

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

2、先介紹了電源噪聲對電子系統(tǒng)的影響以及對電源分配網(wǎng)絡(luò)模型進行了講解以減小電源噪聲；又對抖動進行了系統(tǒng)的闡述，主要介紹了相位抖動，周期抖動以及周期間抖動之間的關(guān)系；闡述了鎖相環(huán)電路的發(fā)展及結(jié)構(gòu)，并對傳統(tǒng)的用于教學(xué)的鎖相環(huán)電路結(jié)構(gòu)的每個模塊進行了改進，用Hspice建立此鎖相環(huán)的模型，并且通過眼圖對抖動的大小進行度量，使在無電源噪聲的情況下，鎖相環(huán)的自身的抖動足夠低，以使增加此鎖相環(huán)的可靠性及可用性。
　　通過給此改進的鎖相環(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和電源噪聲的關(guān)系。目前已經(jīng)有一些關(guān)于抖動的建模以及環(huán)形振蕩器的相位噪聲研究。抖動的模型得到的是環(huán)形振蕩器的抖動和相位噪聲的表達式，但是，環(huán)形振蕩器的分析可能不適合于鎖相環(huán)，因為鎖相環(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)的快速準確的分析，盡管它可以減少分析噪聲影響時仿真的復(fù)雜性，但是當鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)被改變時宏模型不得不被重新建立。另外一種方法是假設(shè)抖動響應(yīng)是電源

4、噪聲的線性函數(shù)的前期下，抖動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，但是抖動靈敏度瞬態(tài)分析是非常耗時的，為了節(jié)省仿真時間，雖然提出了能快速得到抖動的靈敏度曲線的方法。但是，不銜接的問題阻礙了它的應(yīng)用。
　　相位抖動，周期抖動與周期間抖動是對抖動的不同定義，我們研究發(fā)現(xiàn)周期抖動和電源噪聲存在更好的線性關(guān)系?；谶@種線性關(guān)系，求出了周期抖動和混合頻率下的電源噪聲的線性的關(guān)系表達式，利用這個表達式，可以預(yù)測電源噪聲引起的鎖相