一種高速電荷泵鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、鎖相環(huán)是一個(gè)可以產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘輸出的電路。它在模擬電路中有廣泛的應(yīng)用。在收發(fā)器的時(shí)鐘恢復(fù)電路中需要高精度的且能調(diào)節(jié)相位的時(shí)鐘來恢復(fù)出接收數(shù)據(jù)；在高速微處理器中，也需要鎖相環(huán)來產(chǎn)生內(nèi)部需要的高頻時(shí)鐘。鎖相雖然經(jīng)過多年發(fā)展，結(jié)構(gòu)已經(jīng)很成熟，但是芯片的高速發(fā)展對鎖相環(huán)電路的速度、功耗等提出了更高的要求。因此，對鎖相環(huán)進(jìn)行較深人的研究，設(shè)計(jì)出性能更優(yōu)越的鎖相環(huán)是非常有必要的。
　　以太網(wǎng)是現(xiàn)在使用很廣泛的一種局域網(wǎng)。現(xiàn)在使用較多的還是10

2、M/100M和千兆以太網(wǎng)，主要用于辦公室等局域網(wǎng)中，它們的傳輸距離一般在100m內(nèi)。而萬兆以太網(wǎng)主要用于城域網(wǎng)，它能傳輸更遠(yuǎn)的距離，最遠(yuǎn)可達(dá)到40km。萬兆以太網(wǎng)包含四個(gè)收發(fā)器，每個(gè)收發(fā)器速率已經(jīng)達(dá)到3.125Gb/s，再加上長距離的傳輸損耗，這些對萬兆以太網(wǎng)收發(fā)器中的PLL精度及頻率提出了更高的要求，需要設(shè)計(jì)出更高精度的PLL，PLL的中心頻率要達(dá)到3.125GHz。
　　本文首先分析了鎖相環(huán)的基本原理和環(huán)路傳輸特性。為我們接下

3、來設(shè)計(jì)鎖相環(huán)電路提供理論支持。
　　本論文所設(shè)計(jì)的鎖相環(huán)頻率較高，結(jié)構(gòu)采用常見的電荷泵鎖相環(huán)。鑒頻鑒相器我們選用的是加入延時(shí)單元的無死區(qū)鑒頻鑒相器，他不僅消除了鑒相死區(qū)，并且沒有反饋回路，提高了工作頻率。論文提出了一種新結(jié)構(gòu)的電荷泵電路，采用了一種改進(jìn)型的差分式結(jié)構(gòu)，加入運(yùn)放器使上下電流鏡電流匹配，同時(shí)加入特殊MOS管去除尖峰脈沖。濾波器采用傳統(tǒng)的二階濾波器，可以很好的抑制控制線上的波紋，減小輸出的相位噪聲。壓控振蕩器采用差分結(jié)構(gòu)