2.4GHz频率综合器中低杂散锁相环的设计

在带电荷泵的锁相环频率综合器中,设计低杂散锁相环的关键是减少鉴频鉴相器和电荷泵的非理想特性以及提高压控振荡器的性能.采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种改进型锁相环电路.仿真结果显示,在1.8V基准电压供电时,电荷泵电流在0.3～1.6V电压范围内匹配度小于1μA,电流失配率小于0.2％,压控振荡器在中心频率2.4 GHz频偏1 MHz时的相位噪声为-124.3 dBc/Hz@1 MHz,环路参考杂散降为-60 dBm.     

一种用于LVDS驱动器的PLL时钟倍频器的设计

设计了一个结构新颖的3.5倍频锁相环(PLL)倍频器,该电路应用自适应电荷泵和压控振荡器工作频率范围复用技术,调整环路带宽,减小压控振荡器的工作范围.采用1st Silicon 0.25 μm CMOS混合信号工艺仿真.结果表明,PLL倍频器具有较低的噪声和较高的捕获速度.     

用于数据转换器的时钟合成器设计

设计了一种用于数据转换器的低抖动锁相环时钟合成器.基于一阶锁相环结构,提出新的系统分析线性模型,改进了片上无源离散环路滤波器,大大缩短了设计周期.该21.88 MHz时钟合成器采用0.18 μm CMOS混合信号工艺,在1.8 V电源电压下,电荷泵和压控振荡器功耗为410 μA.时钟合成器在1 MHz频偏处相位噪声为-114 dBc/Hz.     

一种低功耗快速锁定简易锁相式频率合成器

采用0.5 μm CMOS工艺,设计了一种简易锁相式频率合成器。采用“类锁相环”结构,在传统锁相环频率合成器的基础上,去除了电荷泵和低通滤波器。利用鉴频鉴相器的输出结果作为开关信号,控制压控振荡器的工作状态,使压控振荡器的输出信号在第N个周期返回鉴频鉴相器后立即被关断,直到下一个参考时钟周期来临。分析了电路的结构和工作原理,并对每个模块进行了理论分析。该频率合成器能够快速地产生固定的时钟频率,具有结构简单、功耗低、锁定时间短等优点。仿真结果表明,输入参考时钟为4 MHz时,该频率合成器的输出频率为15.96 MHz,功耗为2.96 mW,锁定时间小于1 μs。     

高速宽带锁相环的相位噪声影响研究

介绍了一种高速宽带锁相环的架构设计和基本原理。设计了双压控振荡器结构,使得锁相环输出时钟信号的频率范围达到6.0~12.5 GHz。基于锁相环的线性模型,从理论上分析了各单元电路的相位噪声对总体输出相位噪声的影响。基于65 nm CMOS工艺,根据各单元电路相位噪声的典型数据,对锁相环的输出相位噪声和等效时钟抖动等参数进行了仿真。结果表明,电荷泵、输入参考时钟、分频器、压控振荡器对整体输出噪声的贡献分别为35.8%、30.3%、18.3%、14.6%,环路滤波器对相位噪声贡献很小。锁相环的整体仿真结果显示,在各种工艺角下,锁相环的输出时钟信号频率均可达到12.5 GHz,高频输出相位噪声带来的时钟抖动均小于1 ps。     

一种用于CMOS图像传感器的锁相环设计

设计了一种用于CMOS图像传感器时钟产生的电荷泵锁相环(CPPLL)电路.基于0.18μm CMOS工艺,系统采用常规鉴频鉴相器、电流型电荷泵、二阶无源阻抗型低通滤波器、差分环形压控振荡器以及真单相时钟结构分频器与CMOS图像传感器片内集成.系统电路结构简洁实用、功耗低,满足CMOS图像传感器对锁相环低功耗、低噪声、输出频率高及稳定的要求.在输入参考频率为5 MHz时,压控振荡器(VOC)输出频率范围为40～217 MHz,系统锁定频率为160MHz,锁定时间为16.6μs,功耗为2.5 mW,环路带宽为567 kHz,相位裕度为57°,相位噪声为一105 dBc/Hz@1 MHz.     

一种采用常跨导偏置技术的高速多相时钟发生器

介绍了一种基于电荷泵型锁相环的高速多相时钟发生器。采用常跨导偏置技术，使锁相环的频率响应对工艺、电源电压和温度的变化不敏感；在压控振荡器中采用镜像偏置，使该时钟发生器无需外部精确的偏置电压或电流。电路采用UMC 0．18m N阱CMOS工艺实现。仿真结果显示，在SSS、TTT和FFF三种条件下，环路带宽变化仅为12％，相位裕量只变化0.1。     

2.125～3.125GHz高速CMOS锁相环电路设计

针对数模混合结构的电荷泵锁相环电路,建立了系统的数学模型,确定了电荷泵锁相环的系统参数,提出一种能够有效消除时钟馈通、电荷注入等非理想特性影响,并具有良好电流匹配特性的电荷泵电路,以及一种中心频率可调的压控振荡器电路。电路采用SMIC 0.18μm CMOS工艺模型,使用Spectre进行仿真。结果显示,整个锁相环系统的功耗约为40 mW,输出时钟信号峰-峰值抖动为21 ps@2.5 GHz,单边带相位噪声在5 MHz频偏处为-105 dBc/Hz。     

视频处理器中电荷泵锁相环设计

为产生一个与视频信号中的行同步信号严格同步的时钟信号,设计了一种数模混合结构的电荷泵锁相环(PLL)电路。通过对锁相环电路中鉴频鉴相器、电荷泵电路、振荡器电路设计适当改进,实现了性能稳定的时钟信号。采用中芯国际公司的0.35μm 2P4M双层多晶硅四层金属3.3 V标准CMOS工艺,使用Simulink软件进行了系统级仿真、Spectre软件进行了电路级仿真、Hsim软件进行了混合仿真。结果表明,环路输出频率27 MHz时钟信号,占空比达到50.141%,输入最大2 Gbit/s像素信号条件下,时钟抖动小于350 ps,锁定时间小于30μs,芯片的工作达到设计要求。     

一种低抖动电荷泵锁相环的设计

采用动态鉴频鉴相器、基于常数跨导轨到轨运算放大器的电荷泵、差分型环形压控振荡器,设计了一种低抖动的电荷泵锁相环。基于SMIC 0.18-μm CMOS工艺,利用Cadence软件完成了电路的设计与仿真。结果表明,动态的鉴频鉴相器,有效消除了死区。新型的电荷泵结构,在输出电压为0.5 V~1.5 V时将电流失配减小到了2%以下。压控振荡器在频率为1 MHz时输出的相位噪声为-94.87 dB在1 MHz,调谐范围为0.8 GHz~1.8 GHz。锁相环锁定后输出电压波动为2.45 mV,输出时钟的峰峰值抖动为12.5 ps。