一个简单鉴频鉴相器结构实现的快速锁定低抖动锁相环

用简单的鉴频鉴相器结构实现了一个快锁定低抖动的锁相环.鉴频鉴相器仅仅由两个异或门组成,它可以同时获得低抖动和快锁定的性能.锁相环中的电压控制振荡器由四级环形振荡器来实现,每级单元电路工作在相同的频率,并提供45°的相移.芯片用0.18μm CMOS工艺来实现.PLL输出的中心频率为5GHz,在偏离中心频率500kHz处,测量的相位噪声为-102.6dBc/Hz.锁相环的捕获范围为280MHz,RMS抖动为2.06ps.电源电压为1.8V时,功耗仅为21.6mW(不包括输出缓冲).     

用于锁相环快速锁定的鉴频鉴相器设计

针对鉴频鉴相器(PFD)的盲区现象对锁相环路的锁定速度的影响,设计了一种PFD结构,可以实现锁相环路的快速锁定。该结构在传统PFD的基础上,利用内部信号的逻辑关系进行逻辑控制,其输出特性呈现非线性;在输入相位差大于π时,抑制了复位脉冲的产生,避免了输入时钟边沿的丢失,有效消除了盲区,加快了锁相环的锁定速度。设计采用SMIC 0.18μm标准CMOS工艺,采用全定制设计方法对该PFD结构进行了设计、仿真分析和验证。结果表明,采用该PFD结构的锁相环,在400 MHz工作频率下锁定时间为2.95μs,锁定速度提高了34.27%。     

一种用于锁相环快速锁定的动态鉴频鉴相器

设计了一种用于电荷泵锁相(CPPLL)快速锁定的动态鉴频鉴相器(PFD).该PFD采用传统结构,利用开关延时动态D触发器预充电,复位时间内输入时钟边沿未发生丢失,有效地消除了盲区.基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,用Cadence Spectre对其进行仿真验证.结果显示,采用新型PFD的锁相环,其锁定速度提高40.3%,频率范围达1 MHz～2 GHz.     

毫米波段锁相环数字式鉴频鉴相器

文章首先阐述了毫米波段数字式锁相环的特点，进而介绍了毫米波段数字式锁相环最关键的部件鉴频鉴相器的原理与设计，最后给出了实验的结果。     

一种具有快速锁定特性的自适应锁相环设计

基于传统电荷泵锁相环(CP-PLL)系统结构设计了一个具有快速锁定特性,环路带宽自适应调节的锁相环。对其中的电荷泵(CP)、低通滤波器(LPF)和环形振荡器(VCO)子模块电路采用了新颖的设计,用UMC 0.18μMix-mode CMOS工艺实现了电路,仿真结果表明系统有较高的性能,适用于USB2.0等高速串行数据传输系统。     

低抖动时钟锁相环设计

采用SMIC0.13μm CMOS工艺,设计实现了一个基于自偏置技术的低抖动时钟锁相环。锁相环核心功耗约为8.4～16.8mW,可稳定输出的频率范围为25MHz～2.4GHz,测试结果显示,锁相环锁定在1.36GHz时输出时钟的均方抖动为2.82ps,周期峰峰值抖动为21.34ps。     

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。     

一款低抖动宽调节范围锁相环频率合成器的设计

提出了一种基于SMIC公司0.18μm工艺、输出频率范围为1 GHz～3 GHz的低抖动电荷泵锁相环频率合成器设计方法.该设计方法采用一种新型自动调节复位脉冲的鉴频鉴相器结构,可以根据压控振荡器反馈频率自动调节不同的脉冲宽度,用以适应不同的输出时钟.仿真结果显示该器件能够有效降低锁相环频率合成器的抖动,其最大峰-峰值抖动为20.337 ps,锁定时间为0.8μs,功耗为19.8 mW.     

CMOS电荷泵锁相环中鉴频鉴相器的研究与设计

介绍了鉴频鉴相器(PFD)在其发展过程中产生的结构,并对每一种结构的优缺点进行了比较。通过对原有PFD电路结构进行重新设计,在传统D触发器PFD的基础上提出了两种新型PFD:传输门D触发器型PFD和基于锁存器的PFD。电路设计基于TSMC公司的0.18μm CMOS工艺,仿真环境为Candence Spectre,仿真结果显示电路可以工作在2GHz以上频率的应用环境下。相对于传统的PFD,新型PFD工作频率高、几乎无死区,而且具有噪声低、速度快的优点,在高速、低抖动、低噪声PLL中将有广泛的应用前景。     

低杂散锁相环中鉴频鉴相器与电荷泵的设计

采用TSMC 0.18 μm 混合CMOS工艺,设计了一种应用在1.571 GHz GNSS接收机中低杂散锁相环的鉴频鉴相器与电荷泵电路。鉴频鉴相器采用两相非重叠时钟结构和延时可控电路,实现了鉴频鉴相器的延时失配最小化和导通时间可调,在降低杂散的同时消除死区。电荷泵采用4路控制信号和1路可控充电和放电电路,有效地优化了电流失配和电荷泵电流的大小,进一步降低锁相环的杂散。测试结果表明,在电源电压为1.8 V,电荷泵电流为100 μA 时,延时失配和充放电电流失配近似为0,杂散为－71.77 dBc@16.375 MHz。     

一种高速输出低抖动的全数字锁相环

提出了一种以小数分频锁相环作为数控振荡器的全数字锁相环架构.该设计具有输出频率高,抖动小等优点.该设计在UMC0.13μm CMOS工艺中实现,版图面积为0.2mm2,最高输出频率可以达到1GHz以上,测量的输出时钟抖动RMS值为32.36ps.     

A fast-locking PLL with all-digital locked-aid circuit

In this article, a fast-locking phase-locked loop (PLL) with an all-digital locked-aid circuit is proposed and analysed. The proposed topology is based on two tuning loops: frequency and phase detections. A frequency detection loop is used to accelerate frequency locking time, and a phase detection loop is used to adjust fine phase errors between the reference and feedback clocks. The proposed PLL circuit is designed based on the 0.35?µm CMOS process with a 3.3?V supply voltage. Experimental results show that the locking time of the proposed PLL achieves a 87.5% reduction from that of a PLL without the locked-aid circuit.     

基于电感电容振荡器的电荷泵锁相环的设计

设计并实现了一种采用电感电容振荡器的电荷泵锁相环,分析了锁相环中鉴频/鉴相器(PFD)、电荷泵(CP)、环路滤波器(LP)、电感电容压控振荡器(VCO)的电路结构和设计考虑。锁相环芯片采用0.13μm MS&RF CMOS工艺制造。测试结果表明,锁相环锁定的频率为5.6～6.9 GHz。在6.25 GHz时,参考杂散为-51.57 dBc;1 MHz频偏处相位噪声为-98.35 dBc/Hz;10 MHz频偏处相位噪声为-120.3 dBc/Hz;在1.2 V/3.3 V电源电压下,锁相环的功耗为51.6 mW。芯片总面积为1.334 mm2。     

Digital-only PLL with adaptive search step

In this paper, an all-digital phase-locked loop (PLL) with adaptively controlled up/down counter serves as the loop filter is presented, and it is implemented on a field-programmable gate array. The detailed circuit of the adaptive up/down counter implementing the adaptive search algorithm is also given, in which the search step for frequency acquisition is adaptively scaled down in half until it is reduced to zero. The phase jitter of the proposed PLL can be lowered, yet keeping with fast lock-in time. Thus, the dilemma between the low phase jitter and fast lock-in time of the traditional PLL can be resolved. Simulation results and circuit implementation show that the locked count, phase jitter and lock-in time of the proposed PLL are consistent with the theoretical predictions.     

C波段锁相环式本振源设计

锁相环广泛应用于时钟系统设计,分析了锁相环式本振系统各组成部分的性能及参数.根据锁相倍频原理和环路滤波器传递函数,分析了环路参数的选择,计算了各个参数,并通过实例给出了一种C波段固定频率本振源的系统设计方案,且应用集成芯片成功实现了5.12 GHz固定点频本振源,达到了较为理想的性能.     

高速宽带锁相环的相位噪声影响研究

介绍了一种高速宽带锁相环的架构设计和基本原理。设计了双压控振荡器结构,使得锁相环输出时钟信号的频率范围达到6.0~12.5 GHz。基于锁相环的线性模型,从理论上分析了各单元电路的相位噪声对总体输出相位噪声的影响。基于65 nm CMOS工艺,根据各单元电路相位噪声的典型数据,对锁相环的输出相位噪声和等效时钟抖动等参数进行了仿真。结果表明,电荷泵、输入参考时钟、分频器、压控振荡器对整体输出噪声的贡献分别为35.8%、30.3%、18.3%、14.6%,环路滤波器对相位噪声贡献很小。锁相环的整体仿真结果显示,在各种工艺角下,锁相环的输出时钟信号频率均可达到12.5 GHz,高频输出相位噪声带来的时钟抖动均小于1 ps。     

显示控制CMOS锁相环频率合成器设计

从工程的角度出发,设计了一个应用于显示控制芯片的新颖实用的CMOS锁相环频率合成器.详细论述了系统设计的关键问题,研究了电荷泵充放电电流匹配、精度和输出电压等工程设计问题,并对环路滤波器的计算和仿真以及压控振荡器的噪声性能进行了研究.采用1st Si 0.25μm的CMOS混合信号工艺对整个电路系统进行了带版图寄生的后仿真,仿真结果表明锁相环频率合成器设计的正确性.