應(yīng)用于時鐘發(fā)生器的延遲鎖相環(huán)的設(shè)計.pdf

1、延遲鎖相環(huán)是時鐘發(fā)生器電路的一個重要部分。相比于鎖相環(huán)，延遲鎖相環(huán)內(nèi)用壓控延遲線代替壓控振蕩器，其時鐘抖動更低，系統(tǒng)更加穩(wěn)定，因而應(yīng)用前景更加廣泛。本文對延遲鎖相環(huán)電路的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了調(diào)研，并對其系統(tǒng)及各主要模塊的工作原理進行了深入研究和分析，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種可以應(yīng)用于時鐘發(fā)生器的高頻率、低抖動性能的延遲鎖相環(huán)。
　　本文設(shè)計的延遲鎖相環(huán)主要部分為五個模塊：鑒相器、電荷泵、濾波器、壓控延遲線和偏置部分。鑒相器采用了動態(tài)D

2、觸發(fā)器，實現(xiàn)了低功耗，解決了鑒相器中存在的鑒相死區(qū)和工作速度慢的問題，并且針對于實際鎖定時輸出時鐘波形的毛刺現(xiàn)象，提出在鑒相器兩個輸入端加入反相器進行隔離，從而抑制了系統(tǒng)輸出時鐘的毛刺。電荷泵釆用折疊運放實現(xiàn)了充放電電流的良好匹配，有效減小了系統(tǒng)的抖動。壓控延遲線采用了自偏置結(jié)構(gòu)的差分可控電流源型延遲單元，抑制共模噪聲的同時減小了系統(tǒng)的抖動，此外還采用低壓差線性穩(wěn)壓器進行供電，減小了電源電壓波動對于延遲時間的影響以及系統(tǒng)的抖動。濾波器由

3、分壓電路產(chǎn)生初始電壓，該分壓電路由起始電路控制，也可以由外接的芯片開關(guān)控制，從而可以避免系統(tǒng)發(fā)生錯誤鎖定。
　　本文設(shè)計的延遲鎖相環(huán)基于SMIC0.18μm CMOS工藝進行設(shè)計，并通過Spectre仿真器對各個模塊電路以及系統(tǒng)電路進行仿真。實驗結(jié)果表明電源電壓為1.8V時，電路工作頻率范圍從500MHz到750MHz。當(dāng)輸出時鐘為500MHz時，均方根抖動0.576ps，峰峰抖動為7.331ps，功耗約為1.72mw;當(dāng)輸出時鐘