快速鎖定電荷泵鎖相環(huán)研究與設(shè)計.pdf

1、本文提出了一種新的可快速鎖定的電荷泵鎖相環(huán)(Charge Pump Phase LockedLoop，CPPLL)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了電路設(shè)計和仿真驗證。
　　本文進(jìn)行了CPPLL的穩(wěn)定性、鎖定時間和相位噪聲等理論分析，給出了PLL的系統(tǒng)級設(shè)計方法。主要討論了環(huán)路帶寬和鎖定時間的關(guān)系，確立了增大環(huán)路帶寬以加速鎖定的設(shè)計思路。設(shè)計中采用自頂向下的設(shè)計方法。首先，在MatlabSimulink環(huán)境下建立了快速鎖定電荷泵鎖相環(huán)模型并進(jìn)行功能仿

2、真;其次，使用Verilog-A編程語言進(jìn)行了快速鎖定電荷泵鎖相環(huán)的建模和仿真分析，驗證了快速鎖定結(jié)構(gòu)的可行性;最后，在Cadence Virtuoso環(huán)境中進(jìn)行快速鎖定電荷泵鎖相環(huán)的電路設(shè)計，使用Spectre完成電路的原理圖仿真，并進(jìn)行了電路的版圖設(shè)計和后仿真。
　　本文的創(chuàng)新點為新的快速鎖定電荷泵鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)。在電路實現(xiàn)中，此結(jié)構(gòu)使用了可變電荷泵和可變帶寬環(huán)路濾波器，以實現(xiàn)動態(tài)環(huán)路帶寬。當(dāng)鎖相環(huán)失鎖時，電荷泵電流和濾波器帶寬增

3、大，以實現(xiàn)快速的捕獲;在環(huán)路接近鎖定時，電荷泵電流和濾波器帶寬減小，以實現(xiàn)較優(yōu)的相位噪聲性能。本文還對不同的鑒頻鑒相器和電荷泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對比，在結(jié)構(gòu)選取中進(jìn)行了功耗、速度和面積的折中。本文的壓控振蕩器根據(jù)gm/ID方法和MOSFETs（Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistors，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）處于不同反型層進(jìn)行設(shè)計，此方法減小了MOSFETs的電流，降低了電路功耗。