一种用于产生多相时钟的延时锁定环

分析并实现了一种用于产生多相时钟的延时锁定环电路。利用重复延时线和周期检测器,避免了复位信号和错误锁定的问题;采用信号路径对称的鉴相器,减小了抖动;使用电流舵技术,提高了电荷泵的开关速度。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,实现了一种产生32相时钟的延时锁定环,芯片核心尺寸为0.7mm×0.55mm,参考时钟频率范围为20~150MHz。仿真结果显示,在输入参考时钟频率为60MHz时,最长锁定时间为1.9μs,抖动为1ps,1.8V电源电压下的功耗为31.5mW。     

一种用于脉冲延时发生器中消除触发抖动的方法

针对延时脉冲发生器在外触发模式下,触发信号与时钟信号不同步造成的随机抖动问题,提出了一种随机抖动消除方法。该方法在FPGA(Field-Programmable Gate Array, FPGA)内部设计多路并行TDC(Time-to-Digital Converter, TDC)对随机抖动进行实时精确测量,然后通过数字延时和压控模拟延时电路进行相应随机抖动的补偿,从而提高了脉冲延时的分辨率和精度。测试结果表明,测量模块造成脉冲的抖动为18.9 ps,抖动补偿模块的抖动为4.2 ps,最终系统的抖动为19.3 ps。     

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.     

高性能数控振荡器的设计

设计了一个低抖动、高分辨率的DCO(数控振荡器)。该DCO由7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0.35μm1P4M CMOS工艺,3.3 V电源供电,振荡频率为280 MHz~550 MHz,分辨率为10 ps。Hspicerf仿真结果表明,DCO输出时钟为385 MHz时,峰-峰值抖动为70.35 ps。     

1.2V低功耗时钟发生器设计

基于整数分频锁相环结构实现的时钟发生器,该时钟发生器采用低功耗、低抖动技术,在SMIC 65 nm CMOS工艺上实现。电路使用1.2 V单一电源电压,并在片上集成了环路滤波器。其中,振荡器为电流控制、全差分结构的五级环形振荡器。该信号发生器可以产生的时钟频率范围为12.5～800MHz,工作在800 MHz时所需的功耗为1.54 mW,输出时钟的周期抖动为:pk-pk=75 ps,rms=8.6 ps;Cycle-to-Cycle抖动为:pk-pk=132 ps,rms=14.1 ps。电路的面积为84μm2。     

基于TDC算法的激光内光路精细矫正

传统的激光测距方法是通过计算激光在整数个系统时钟周期内传输的距离实现的。对于测量精度要求较高的系统,此种方法不可采取。根据多通道激光三维雷达系统的需要,解决每一通道的内光路脉冲与系统测量时钟之间延时量的技术问题,提出了一种基于时间数字转换(TDC)算法的激光内光路矫正方法,并采用verilog实现基于TDC算法的IP核设计,并高度集成于多通道采集系统中,算法的时间分辨率可达100ps,提高了激光三维雷达的多通道距离测量精度。     

基于DLL的1.25 G超宽带通信系统时钟生成电路

设计并实现了一个基于延时锁定环(DLL)、用于超宽带(UWB)无线通信系统的1.25GHz时钟生成电路。该时钟生成电路由两个DLL和一个自调谐LC滤波电路组成,输入125MHz的参考时钟,输出1.25GHz的差分时钟和间隔100ps的16相时钟。通过优化电荷泵电路有效地减小了静态相位误差,新式自调谐LC滤波电路的应用消除了工艺偏差对谐振的影响。在1.8V电源电压,SMIC0.18μmCMOS工艺下,该时钟生成电路在各种工作条件下均表现出良好的性能,在标准情况下静态相位误差仅为9ps,最大时钟抖动为10ps。当电感存在30%的工艺偏差时,滤波电路的谐振频率能够自动维持在1.25GHz上。     

一种用于TDC的低功耗多相时钟生成电路北大核心

在无人机3D地形测绘中，作为核心模块的时间数字转换器(TDC)需要具有远距离测量能力和高测量分辨率。基于对测距系统的长续航、公里级测距能力和厘米级测量精度的综合考量，文章设计了一种用于TDC的低功耗多相位时钟生成电路。采用了伪差分环形压控振荡器，通过优化交叉耦合结构，在保证低功耗的前提下，提升了信号边缘的斜率，增强了时钟的抖动性能和对电源噪声的抑制能力。在电荷泵设计中，通过对环路带宽的考量选取了极低的偏置电流，在进一步降低功耗的同时缩小了环路滤波器的面积。基于SMIC 180 nm CMOS工艺完成了对多相时钟生成电路的设计。仿真结果表明，在400 MHz的输出频率下，环路带宽稳定在1 MHz。该电路在不同工艺角下均能达到较快的锁定速度，相位噪声为-88 dBc@1 MHz,功耗为1 mW,均方根抖动为27 ps,满足厘米级测距的精度需求。     

一种电流失配自适应补偿宽带锁相环设计

针对宽带自偏置锁相环(PLL)中存在严重的电荷泵电流失配问题,提出了一种电流失配自适应补偿自偏置锁相环。锁相环通过放大并提取参考时钟与反馈时钟的锁定相位误差脉冲,利用误差脉冲作为误差判决电路的控制时钟,通过逐次逼近方法自适应控制补偿电流的大小,逐渐减小鉴相误差,从而减小了锁相环输出时钟信号抖动。锁相环基于40 nm CMOS工艺进行设计,后仿真结果表明,当输出时钟频率为5 GHz时,电荷泵输出噪声从-115.7 dBc/Hz@1 MHz降低至-117.7 dBc/Hz@1 MHz,均方根抖动从4.6 ps降低至1.6 ps,峰峰值抖动从10.3 ps降低至4.7 ps。锁相环输出时钟频率为2～5 GHz时,补偿电路具有良好的补偿效果。     

2-GHz CMOS锁相环时钟发生器研究与设计

采用包含预充电通路,自适应偏置的压控振荡器,设计了一种2-GHz锁相环时钟发生器,并用0.18μm混合信号CMOS工艺实现.分析了环路参数对锁相环输出噪声影响,并对环路参数进行优化.1.8V电源电压下2GHz时钟的rms抖动,peak-peak抖动的测试结果分别为7.27ps,37.5ps,功耗为42mW.