鎖相環(huán)頻率合成器的鑒頻鑒相器和電荷泵設(shè)計.pdf

1、鎖相環(huán)的概念在19世紀30年代提出至今取得了長足的發(fā)展,廣泛應(yīng)用在電子學(xué)和通信領(lǐng)域中,使用不同技術(shù)來滿足不同應(yīng)用要求的鎖相環(huán)的設(shè)計一直給設(shè)計者提出挑戰(zhàn)。而在鎖相環(huán)設(shè)計中采用了鑒頻鑒相器PFD和電荷泵CP,使鎖相環(huán)具有低功耗、高速、低抖動和低成本等特點,因此,也成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域及射頻領(lǐng)域的研究熱點。本課題設(shè)計的鑒頻鑒相器PFD和電荷泵CP主要面向高保真音響和車載音響電路系統(tǒng)的應(yīng)用。 本文首先就鎖相環(huán)系統(tǒng)的發(fā)展、特點和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2、進行了介紹,然后給出了鎖相環(huán)的原理、模型及性能分析,接著介紹了鑒頻鑒相器PFD和電荷泵CP的工作原理及分類,并仔細分析了影響鑒頻鑒相器PFD和電荷泵CP性能的各項指標(biāo),如鑒相精度(死區(qū))、鑒相范圍、鑒相速度和電荷不匹配等問題,并根據(jù)實際情況提出本論文電路在設(shè)計中應(yīng)該注意的問題。本論文設(shè)計的電路主要由：鑒頻鑒相器、電荷泵和電荷泵參考電流產(chǎn)生電路三個部分組成。由于鑒頻鑒相器PFD復(fù)位電路的延遲性能直接影響到鑒頻鑒相器PFD的各項性能指標(biāo),本

3、文基于MOS管的器件參數(shù)BSIM3v3模型,對鑒頻鑒相器PFD的復(fù)位電路作延遲性能估算。本論文所使用的電流偏置型電荷泵CP結(jié)構(gòu)具有靜態(tài)功耗低、速度快、線性度好和電流匹配性能好的特點。論文中為電荷泵提供參考電流的偏置電流源在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化。作者基于華潤上華(CSMS)0.5μm CMOS DPTM Mixed Signal工藝和規(guī)則進行了版圖的設(shè)計。仿真結(jié)果表明鑒頻鑒相器PFD輸入?yún)⒖碱l率在0.15MHz～2 MHz變化時,鑒