DVB-T接收機(jī)CMOS鎖相環(huán)中鑒頻鑒相器和電荷泵設(shè)計(jì).pdf

1、隨著信息時(shí)代的到來，數(shù)字電視技術(shù)逐漸成熟和普及，一種將移動(dòng)設(shè)備和數(shù)字電視技術(shù)相結(jié)合的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：DVB-T，數(shù)字視頻廣播(digital video broadcasting-terrestrial)已經(jīng)被提出并且得到了一定的發(fā)展。集成鎖相環(huán)電路使得電視信號(hào)頻率與電視臺(tái)發(fā)送的頻率嚴(yán)格一致，接收效果好。鑒頻鑒相器作為鎖相環(huán)電路的關(guān)鍵部件決定著其精度和穩(wěn)定性，而電荷泵在鎖相環(huán)電路中的應(yīng)用使其有著很寬的頻率捕捉范圍，從而使電荷泵式鎖相環(huán)具有低功

2、耗、高速、低抖動(dòng)和低成本等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代通信領(lǐng)域及射頻領(lǐng)域中。作為鎖相環(huán)關(guān)鍵部件的鑒頻鑒相器及電荷泵的設(shè)計(jì)也就成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域及射頻領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 本文首先介紹了鎖相環(huán)頻率合成器的基本概念，在電荷泵式鎖相環(huán)頻率合成器的基礎(chǔ)上闡述了鑒頻鑒相器(PFD：phase frequency detector)及電荷泵(CP：charge pump)的工作原理及分類，并詳細(xì)討論了它們的性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)中所要考慮的問題?；阪i相環(huán)(P

3、LL：phase locked loop)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，本文給出了鑒頻鑒相器及電荷泵的指標(biāo)要求。在傳統(tǒng)邊沿觸發(fā)PFD結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文給出了一種基于TSPC(true single phase clocking)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)D觸發(fā)器式高精度PFD的設(shè)計(jì)，該電路具有功耗低、速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，優(yōu)化PFD復(fù)位延時(shí)電路，克服了PFD和CP的死區(qū)。另外，本文采用與電源無關(guān)的基準(zhǔn)電流源電路，運(yùn)用運(yùn)算放大器和自偏置高擺幅共源共柵電流鏡電路實(shí)

4、現(xiàn)了電荷泵充放電電流的高度匹配，該電荷泵具有靜態(tài)功耗低、速度快、線性度高、電流匹配性能好等特點(diǎn)。并且本文還基于模擬集成電路版圖設(shè)計(jì)的要點(diǎn)并根據(jù)PFD及CP電路性能特點(diǎn)優(yōu)化了版圖設(shè)計(jì)。最后基于0.18μm CMOS工藝完成了PFD和CP各項(xiàng)性能指標(biāo)的前后仿真驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)芯片完成了功能的測(cè)試驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明：在1.8V電源電壓下，鑒頻鑒相器的各種邏輯功能正確，電荷泵電流為0.475mA，在0.3V-1.6V輸出電壓范圍內(nèi)電流失配小于10μ