一種用于DC-DC中電荷泵鎖相環(huán)的設(shè)計.pdf

1、鎖相環(huán)是一種相位負(fù)反饋控制系統(tǒng)，它能使受控振蕩器的頻率和相位與輸入信號保持一種確定的關(guān)系，為各類數(shù)?；旌霞上到y(tǒng)提供精確的振蕩信號。隨著集成電路的發(fā)展，直流電源轉(zhuǎn)換器變頻工作模式的存在，使鎖相環(huán)在DC-DC變換器中占據(jù)了舉足輕重的地位。
　　 電荷泵鎖相環(huán)是一種典型的數(shù)?；旌湘i相環(huán)，由鑒頻鑒相器、電荷泵、低通濾波器和壓控振蕩器組成。電荷泵和壓控振蕩器是電荷泵鎖相環(huán)的兩個核心電路模塊。鑒頻鑒相器死區(qū)的存在、電荷泵電路存在的電荷泄漏

2、、電荷共享和泵開關(guān)延時等非理想效應(yīng)，以及壓控振蕩器電路的增益大小和頻率-電壓線性度，都對鎖相環(huán)環(huán)路性能產(chǎn)生很大影響。本文在分析鎖相環(huán)各電路模塊工作原理的基礎(chǔ)上，主要研究電荷泵電路的非理想性和壓控振蕩器增益對環(huán)路穩(wěn)定性的影響，針對壓控振蕩器增益過大影響環(huán)路穩(wěn)定性問題，采用了壓控振蕩器增益補償技術(shù)。在振蕩器中增加電壓變換電路，設(shè)計實現(xiàn)一種具有低增益低靈敏度的壓控振蕩器。用該壓控振蕩器實現(xiàn)了一種能夠產(chǎn)生穩(wěn)定低頻時鐘信號的電荷泵鎖相環(huán)。

3、　　 本次設(shè)計基于TSMC0.18 um CMOS工藝，采用ViewDraw軟件完成電路級的設(shè)計和Cadence軟件下的Virtuoso Layout Editor完成版圖設(shè)計，并借助HSPICE仿真軟件對模塊電路進行功能仿真驗證，以及完成對鎖相環(huán)路的功能和關(guān)鍵性能的仿真驗證。仿真結(jié)果表明，在3.3V的電源電壓下，本文實現(xiàn)的電荷泵鎖相環(huán)能夠在-40℃～85℃溫度范圍內(nèi)與外部時鐘同步于1.5MHz～3.5MHz的頻率范圍，鎖定時間小于6