超高速CMOS锁相环集成电路设计

摘要

该次课题采用TSMC 0.25μm CMOS工艺设计了2.5GHz光纤通信用锁相环电路.该文首先介绍了光纤通信系统的基本概念以及应用于光纤通信的最常见锁相环电路结构和基本原理,接着讨论了环路系统的噪声并提出了一种新型结构的单片集成的注入同步锁相环（IPLL）,在论文的最后给出了具体电路的设计、模拟和测试结果.注入同步型锁相环是在一般锁相环的基础上,引进注入同步技术,即输入信号直接注入到振荡环路中,并通过外部控制端调节注入的强度.在注入信号的牵引下,振荡信号同步于注入信号,同时辅助PLL缩小振荡器的注入与反馈振荡信号间的相位差.这样,提高了锁相环的捕捉范围和稳定性.

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1光纤通信系统

1.1.1光纤通信

1.1.2光纤通信系统

1.1.3 3R再生

1.1.4数字光纤通信系统的主要性能指标

1.2工艺选择

1.3论文的组织

第二章 锁相环电路的构成与基本原理

2.1锁相环的基本原理

2.1.1锁相环的分类

2.1.2基本拓扑结构

2.2锁相环的环路分析

2.2.1环路跟踪特性

2.2.2环路捕捉特性

2.2.3 小结

2.3注入同步型锁相环

2.3.1注入振荡器

2.3.2注入同步型锁相环

第三章 锁相环电路的噪声

3.1一般噪声源

3.2相位噪声基本概念

3.3 PLL相位噪声研究

3.3.1输入端相位噪声对PLL的影响

3.3.2 VCO相位噪声对PLL的影响

3.3.3注入对噪声性能的影响

3.3.4定时误差对系统的影响

3.4 VCO相位噪声研究

3.4.1模拟问题

3.4.2 LTI线性时不变相位噪声模型

3.4.3 LTV线性时变相位噪声模型

第四章 基于CMOS工艺的超高速IPLL电路设计

4.1无生产线芯片设计流程

4.2高速电路设计

4.3 IPLL电路系统设计

4.4单元电路设计

4.4.1相位检测器电路设计

4.4.2环路滤波器电路设计

4.4.3振荡器电路设计

4.4.4移相电路设计

4.4.5缓冲电路设计

4.4.6 IPLL

4.5版图设计

4.5.1版图的整体布局

4.5.2版图设计的考虑因数

4.5.3芯片版图

4.6芯片测试

4.7进一步工作

致谢

附录

参考文献