cmos电荷泵锁相环中的数字电路设计

《cmos电荷泵锁相环中的数字电路设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、西安电子科技大学硕士学位论文CMOS电荷泵锁相环中的数字电路设计姓名：郭建楠申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：张鹤鸣20070105摘要本课题设计的电荷泵锁相环为数模混合电路，作为频率合成器产生片内时钟。它由鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器和分频器组成。本文设计了满足锁相环环路整体性能的鉴频鉴相器，要求鉴相精度高、速度快、功耗低。采用了修改的真单相对钟逻辑结构触发器，提高了电路工作速度。鉴频鉴相器要求鉴相精度高，在保证其良好的鉴相范围和捕获速度的前提下，增加复位延迟电路的延迟时间，消除鉴相“死区”。设计了

2、可实现从4-15可变整数分频比输出的分频器。为达到低功耗设计，采用了多模块设计。为了提高工作速度，采用了改进的真单相时钟逻辑结构触发器，并详细讨论了动态电路的竞争问题和信号完整性问题，提出了修改意见，同时对设计高速电路提出了初步方案。除此之外设计了压控振荡器的启动电路，固定2分频器以及为了便于可编程分频器测试的电路。对满足性能要求的数字电路进行了后端版图设计。首先对工艺进行了介绍；其次介绍了电路版图设计的布局、布线和考虑的因素；再次介绍了各模块的版图设计，确定封装形式，定义管脚；最后给出了后仿真的结果。本课题的电荷泵锁相环电路设计参加

3、上海集成电路设计中心提供的多项目晶圆项目，采用中芯国际0．18ttmCMOSIP6M1．8V混合信号工艺。所有电路设计采用全定制设计流程，采用PQFP封装，共有64个管脚，已经将版图数据向foundry提交，即将流片。关键词：电荷泵锁相环鉴频鉴相器可编程分频器设计仿真AbstractThecharge-pumpphase-lockedloop(PLL)presentedinthispaperisamixed-signalcircuit．Itfunctionsasafrequencysynthesizerforprovidingon-c

4、hipclocksignals．ThecircuitiscomposedofaPhase—FrequencyDetector(PFD)，aCharge-Pump，aLoopFilter,aVoltage-ControlledOseillater(vco)andahigh-speedfrequencydivider(PrescaleO．Ahigh-speedPFDthatmeetstherequirementspecifiedbyoverallperformanceofthePLLisdesigned．ThePFDhasafinepha

5、se-detectionabilitywhileconsumingverylowpower．Itsoperationspeedisimpmvedbymakinguseoftruesinglephaseclock(TSPC)-basedflip-flop．Ahighphase-detectionresolutionisdesirableforaPFD．The‘dead-zone’ofphase-detectioniseliminatedbyelongatingdelayofthe“嬲circuitwhilemaintainingalla

6、cceptablephase-detectionrangeandcapturespeed．Aprescalerwithadividingratiorangingfrom4tO15isalsodesignedinthispaper．AnenhancedTSPCflip-flopstructureisemployedinthisprescalerdesigntOimproveitsspeed．The托Iceproblemindynamiccircuitaswellassignalintegrityisdiscussedindetail，a

7、ndsomemodificationissuggested．Adesignguidelineforimplementingacircuitofhigherspeedisalsoproposedinthispaper．Inaddition,astart-upcircuitforVCO，adivide-by-2moduleandacircuitfortestingtheprogrammableprescaleraredesigned．AllabovecircIIitsa心laidout．AsimpleintroductiontOthema

8、nufacturingprocessisperformed,thenfactorsbeingtakenintoconsiderationinfloorplanningandmutingthecircuitarediscu