基于數(shù)字鎖相環(huán)的低功耗時鐘發(fā)生器設(shè)計.pdf

1、鎖相環(huán)的概念自提出之日起，憑借著其優(yōu)異的特性在電子和通信領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，比如頻率綜合器、時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路。然而，現(xiàn)代多媒體通信市場日新月異，人們對于鎖相環(huán)的設(shè)計提出了更為嚴格的要求，使得鎖相環(huán)的設(shè)計不斷地面臨著新的挑戰(zhàn):一方面，對于高頻率、多帶寬等高性能的鎖相環(huán)設(shè)計要求越來越嚴格;另一方面，低成本、低功耗也日益成為現(xiàn)代多媒體通信發(fā)展所關(guān)注的焦點。因此，高性能、低成本和低功耗的鎖相環(huán)設(shè)計成為人們關(guān)注的焦點。
　　在這樣的大背景下，

2、本論文確立了設(shè)計一款用于時鐘發(fā)生器的全數(shù)字鎖相環(huán)，并且要實現(xiàn)低功耗、全數(shù)字化的設(shè)計方向。
　　本論文在鎖相環(huán)的基礎(chǔ)之上，討論了全數(shù)字鎖相環(huán)的設(shè)計，包括數(shù)控振蕩器、數(shù)控環(huán)路濾波器、數(shù)控分頻器和鑒相器。重點探討了數(shù)控振蕩器的設(shè)計，利用CMOS電流域邏輯和MOS變?nèi)莨芗夹g(shù)，設(shè)計了一款數(shù)控環(huán)形振蕩器。此外還重點關(guān)注了數(shù)控環(huán)路濾波器的設(shè)計，利用經(jīng)典的積分和比例路徑的濾波器結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了數(shù)控環(huán)路濾波器的設(shè)計。
　　針對全數(shù)字化的設(shè)計方向，

3、本論文設(shè)計的全數(shù)字鎖相環(huán)僅由MOS管構(gòu)成，不包含任何的無源器件，有利于節(jié)省芯片面積，降低成本。在低功耗方面，該全數(shù)字鎖相環(huán)利用頻率控制字預(yù)置技術(shù)，加快鎖相環(huán)的建立，減少鎖定時間，以此來降低全數(shù)字鎖相環(huán)工作的平均功耗。
　　本論文采用SMIC013的工藝，設(shè)計了一款用于時鐘發(fā)生器的全數(shù)字鎖相環(huán)，并進行了流片。后仿真結(jié)果表明，輸出頻率范圍可以達到92-500MHz，抖動方面在92MHz時約為42.2ps，500MHz時約為9.25ps