數(shù)模混合鎖相環(huán)用高性能電荷泵設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，由于CMOS工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，器件的特征頻率可以達(dá)到幾個(gè)GHz或更高的水平，使得超大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)研究受到越來越多的關(guān)注。無線通信系統(tǒng)中的電路逐漸采用CMOS工藝設(shè)計(jì)已成為一種趨勢，因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)電路可以降低功耗，實(shí)現(xiàn)高度集成。還有一個(gè)誘人之處就是由于目前信號的處理主要采用數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)，而絕大多數(shù)數(shù)字集成電路采用CMOS工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么同樣采用CMOS工藝對模擬電路設(shè)計(jì)就有可能將模擬部分與數(shù)字部分集成在一起，這正符合現(xiàn)在

2、世界上單片集成混合系統(tǒng)的發(fā)展方向。
　　 電荷泵是無線射頻收發(fā)、數(shù)據(jù)恢復(fù)、時(shí)鐘產(chǎn)生等芯片中很重要的電路，負(fù)責(zé)將數(shù)字信號相位差轉(zhuǎn)化為等價(jià)的模擬電壓值，是設(shè)計(jì)匹配精度要求很高的一個(gè)模塊。本文主要針對2類三階數(shù)?；旌湘i相環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)模型分析，通過該系統(tǒng)模型，為電荷泵電路的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。電荷泵由放電支路和充電支路組成，如果兩條支路電流不相等，會(huì)產(chǎn)生電流失配；若支路還含有中間節(jié)點(diǎn)，則受控制信號脈沖的跳變影響，會(huì)產(chǎn)生電荷泄露；這些非

3、理想效應(yīng)降低了電荷泵的性能。本文在電荷泵設(shè)計(jì)中，采用共源共柵電流鏡配合NMOS開關(guān)管得到了匹配電流；利用虛擬支路和源端開關(guān)的措施降低了電荷泄漏。其仿真結(jié)果為充放電電流11uA，最大電流失配為1.1％，線性輸出范圍達(dá)到[0.4V，1.6V]。
　　 在仿真平臺(tái)所需的信號源，即電荷泵前級鑒頻鑒相器的設(shè)計(jì)中，本文對高頻TSPC電路進(jìn)行了優(yōu)化，使得鑒頻鑒相器具備功耗低，關(guān)鍵路徑延遲小等優(yōu)點(diǎn)。通過重置延遲與電荷泵開關(guān)時(shí)間的匹配，縮減了de