数控高频振荡器的设计

介绍了目前常用的数控延迟单元电路结构,详细分析了这些电路的优缺点.在此基础上,对其中一种电路结构进行了详细的理论分析,改进了电路结构,规范了电路设计的具体步骤,并通过大量的电路模拟,印证了理论分析的正确性.以此延迟单元为核心,在SMIC 0.13μm工艺下,设计实现了一款数控高频振荡器.该振荡器的频率范围高达700 MHz,最高稳定输出频率可达到1 GHz.由于采用全数字实现方式,其功耗最大值不到0.7 mW,版图面积只有26μm×36μm.该电路已成功应用于一个锁相环电路的设计中.     

低噪声CMOS环型压控振荡器的设计

应用增益补偿技术，设计了一种结构新颖的CMOS单端反相器环形压控振荡器，该电路具有较低的压控增益，较好的线性，较强的噪声抑制能力。采用lstsilicon 0,25μmCMOS工艺进行仿真，结果显示：在偏离中心频率600kHz处的相位噪声为一108dBc。     

全数字锁相环及其数控振荡器的FPGA设计

全数字锁相环(ADPLL)在数字通信领域有着极为广泛的应用。由于SoPC技术的发展和FPGA的工作频率与集成度的提高,在1块FPGA芯片上集成整个系统已成为可能。以片内同时嵌入CPU和全数字锁相环为目的,结合现阶段的相关研究成果,简单介绍片内全数字锁相环系统的结构和全数字锁相环的工作原理,详细论述一种可增大全数字锁相环同步范围的数控振荡器的设计方法,并给出部分VHDL设计程序代码和仿真波形。在此数控振荡器的设计中引入翻转触发器的概念,并通过改变翻转触发器的动作特点,使得数控振荡器的输出频率提高,以达到增大全数字锁相环同步范围的目的。     

低抖动锁相环中压控振荡器的设计

压控振荡器(VC0)作为PLL系统中的关键模块,其相位噪声对PLL相位噪声和抖动产生决定性影响.在对PLl系统噪声及VCO相位噪声分析的基础上,基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,设计了一款低相位噪声两级差分环形VCO.Spectre RF仿真结果表明,VCO频率调谐范围为524 MHz～1.1 GHZ,增益最大值Kvco为-636.7 MHz/V,900 MHz下VCO相位噪声为-116.2dBc/Hz@1 MHz,功耗为21.2 mW.系统仿真结果表明,VCO相位噪声对PLL抖动的贡献小于1 ps.     

一种增/减量可变的计数式数控振荡器的设计

数控振荡器是全数字锁相环中的关键部件,目前应用较多的是除N计数式数控振荡器和增量/减量计数式数控振荡器,应用于锁相环时,前者做一次分频比调整就能使环路进入锁定状态,捕捉时间短,后者捕捉时间长,却有着前者没有的优势:结构简单、易于集成。提出了一种增/减量可变的计数式数控振荡器电路,此电路结构简单,同时也具有捕捉时间短的优点。     

基于FPGA的数控振荡器的设计

NCO（数控振荡器）的目标是产生频率可变的正弦波样本,NCO采用全数字技术,具有分辨率高、频率转换时间快、相位噪声低等特点,将其应用于电子设备中可以大大简化系统、降低成本。本文首先探讨了NCO的工作原理及其核心组成部件,其次介绍了在FPGA中设计NCO的两种方法——基于verilog硬件描述语言的实现方法和基于DSP Builder模型的实现方法,最后使用Modelsim进行仿真,仿真结果表明,此两种方法都能实现NCO,但利用DSP Builder搭建模型进行设计更为简单、易用,并且设计者甚至可以在不懂硬件描述语言及其设计流程的情况下进行DSP应用系统的FP-GA开发。     

基于CORDIC算法的数控振荡器的FPGA设计

数控振荡器在数字信号处理中有着广泛的应用。本文研究并实现了基于CORDIC算法的流水线型数控振荡器。仿真和验证结果表明,该方法较之查找表法精度高,且结构简单、耗费资源少,非常易于FPGA实现。     

SEC中的全数字锁相环的分析及设计

文章首先介绍了全数字锁相环(ADPLL)的基本结构和工作原理,并进行了数学建模,计算了其主要的参数指标;然后,针对SDH设备时钟(SEC)设计了一种切实可行的低抖动ADPLL的电路结构,并对其各个组成部分进行了具体的电路分析和设计,通过微机适当配置,可以使该设计的结果得到优化;最后,通过现场可编程门阵列(FPGA)验证,给出了测试结果.     

基于振荡器的高性能真随机数发生器

设计了一种应用于信息安全SoC平台的基于振荡器的高性能真随机数发生器,其利用放大的电阻热噪声来增大慢振荡器的抖动,使得前后两次采样相互独立,提高了序列的随机性能。采用T触发器采样消除快振荡器占空比偏差的影响。真随机数发生器采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,输出速率达4Mbps,通过NIST FIPS140-1和SP800-22中的各项测试。芯片面积为0.09mm2,工作电压为2.5V,功耗为4.15mW。     

低抖动高分辨率线性DCO的设计

设计了一个低抖动、高分辨率的线性DCO.该DCO由9级单端倒相器构成,通过分析输出时钟抖动、分辨率与每级倒相器尺寸之间的关系,找到设计的最佳尺寸,最终实现版图.采用SMIC 1μm 1P8M CMOS 工艺,1.2 V电源供电,振荡频率为180～580 MHz,分辨率为10 ps,Hspicerf仿真结果表明,DCO输出时钟为505.67 MHz时,峰-峰值抖动为72.159 ps.     

环形压控振荡器的噪声分析

在振荡器的设计中,为了得到更高性能,分析其相位噪声是十分重要的.利用Razavi对具有普遍意义的品质因数的定义将Leeson针对LC振荡器提出的相位噪声模型应用到环形振荡器上对其进行噪声分析.文中以一个2 GHz环形振荡器为例,采用TSMC 0.25 μm CMOS工艺参数,用Cadence的spectre仿真器进行仿真.电源电压为2.5 V,偏离中心频率1 MHz处的相位噪声为-86.6 dBc/Hz.仿真的结果与噪声模型所的结果基本吻合.     

一种低电压低功耗的环形压控振荡器设计

提出了锁相环的核心部件压控振荡器(VCO)的一种设计方案.该压控振荡器采用全差分环形压控振荡器结构,其延迟单元使用交叉耦合晶体管对来进行频率调节.基于SMIC0.18μmCMOS工艺,用Hspice对电路进行了仿真.仿真结果表明,该压控振荡器具有良好的线性度,较宽的线性范围以及高的工作频率,在1.8V的低电源电压下,振荡频率的变化范围为402～873MHz,中心频率在635MHz,功耗仅为6mW,振荡在中心频率635MHz时的均方根抖动为3.91ps.     

A Single Chip 160 Mbit/s Cable Communication Circuit Including a Gain Controlled Equalizer and a Data Regenerating PFLL

In this paper a single chip transmitter and receiver interface circuit for 160 Mbit/s CMI-coded data transmission is presented. The receiver circuit includes a 12 dB cable equalizer to compensate for nonconstant cable attenuations. There is also a PFLL for data regeneration and to extract a 320 MHz oscillator clock signal. The frequency characteristics of the equalizer are controlled with an automatic gain control loop (AGC). The PFLL is a combination of two separate control loops, the purpose of which is to keep the integrated oscillator on the narrow locking range of the data loop. The frequency loop has been designed with a frequency detector to avoid interferences between the two control loops. The transmitter includes a cable driver supplying a stable 1 Vpp signal amplitude to the transmission line and also a PLL to extract a 320 MHz clock signal.     

一种高性能鉴频鉴相器的设计

分析了电荷泵型锁相环中鉴相器和电荷泵的非理想因素及优化设计方法。基于台积电公司(TSMC)0.35μm 2层多晶硅4层金属(2P4M)CMOS工艺,设计了一种低杂散的鉴频鉴相器结构,该结构通过"自举"的方法,用单位增益放大器使充放电前后开关管各节点处的电压保持不变,从而消除了电荷共享的影响,减小了鉴相器的输出杂散。仿真结果表明相比于传统鉴相器结构,该鉴频鉴相器有效抑制了电荷共享问题,电荷泵开关管开启时的充放电电流尖峰大大减小了,鉴相前后的电压波动小于200μV,脉冲尖峰仅为3.07 mV,有效降低了鉴频鉴相器的输出杂散。     

电荷泵锁相环中压控振荡器的噪声设计

在分析和比较反相型VCO(压控振荡器)、差分对型VCO、LC型VCO工作原理和特点的基础上,综合差分对型和LC型VCO的优点,设计了一种全差分结构的LC型VCO(使用键合线等效电感及附加COMS电容阵列作为LC元件),具有较高的电源噪声和衬底噪声抑制能力。仿真结果表明,VCO工作频率范围1.98 GHz~2.06 GHz,相位噪声-89 dBc/Hz。本VCO适合于低功耗设计。     

基于65nm工艺的超高速全数字锁相环的设计和实现

论述了UMC 65nm CMOS工艺实现的全定制全数字锁相环.该锁相环用于提供高速嵌入武SRAM内建自测试所需的时钟.分析了全数字锁相环的工作原理和电路架构,并给出了整个锁相环系统的电路和版图实现.编码控制振荡器是全数字锁相环中的核心电路,提出了一种改进的编码控制振荡器,具有高线性度和高精度的特点.在理论上分析了全数字锁相环系统的稳定性,并给出所采用的锁相环架构的稳定性公式.该锁相环达最高输出频率为2GHz,抖动小于1%.     

Design of a Monolithic CMOS LC-Voltage Controlled Oscillator with Low Phase Noise for 4GHz Frequency Synthesizers

基于0.18μm RF CMOS工艺,采用双端调谐结构实现了一种可应用于WLAN的二次变频收发机的压控振荡器.其输出频率范围可以覆盖收发机所需4.1～4.3GHz的频段,其最大调谐范围为500MHz.在距中心频率4.189GHz为4MHz处的相位噪声为-117dBc/Hz,500kHz处为-107dBc/Hz.输出信号抖动的均方根值为4.423ps,输出功率为-8.68dBm.