基于CMOS工藝的622MHz電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計(jì).pdf

1、光纖通訊系統(tǒng)通常采用鎖相環(huán)來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。由于通信系統(tǒng)中的定時(shí)信號(hào)對(duì)噪聲和干擾有很強(qiáng)的敏感性，因此鎖相環(huán)電路的指標(biāo)就決定了系統(tǒng)的性能。高性能的鎖相環(huán)設(shè)計(jì)一直是IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。 隨著光纖通信的發(fā)展，作為數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的同步數(shù)字體系(SynchronousDigitalHierarchy，簡(jiǎn)稱SDH)，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。SDH中最重要和最基本的傳輸速率為STM-1，它的比特率是155.52Mb/s。更高速率的ST

2、M-N信號(hào)是把N個(gè)STM-1信號(hào)通過(guò)按字節(jié)復(fù)接而形成的。此外，CMOS工藝具有工作電壓范圍寬、靜態(tài)功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今集成電路制造業(yè)的主流工藝，由此工藝實(shí)現(xiàn)的鎖相環(huán)應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。 本課題采用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)一種可用于SDH系統(tǒng)的電荷泵鎖相環(huán)(CPPLL)，此鎖相環(huán)的輸入信號(hào)中心頻率為155.52MHz，輸出信號(hào)中心頻率為622.08MHz，可以應(yīng)用于STM-1和STM-4兩個(gè)速率級(jí)別的同步數(shù)字體系。在此電荷泵

3、鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì)中，本文提出了一種對(duì)環(huán)形壓控振蕩器(RVCO)進(jìn)行壓控的方法，即設(shè)計(jì)了由飽和區(qū)MOS電容來(lái)調(diào)諧的環(huán)形壓控振蕩器。另外，電荷泵模塊采用了能消除過(guò)沖注入電流的電荷泵電路，提高了整個(gè)CPPLL系統(tǒng)的穩(wěn)定性；鑒相器模塊采用了動(dòng)態(tài)無(wú)死區(qū)的鑒頻鑒相器(PFD)，消除了鑒相死區(qū)。最后采用SmartSpice仿真軟件和0.6μm混合信號(hào)CMOS工藝參數(shù)對(duì)該鎖相環(huán)電路進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，此鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間在5.2μs左右，跟蹤鎖定范圍