锁相环中电荷泵的研究

锁相环的运用已经越来越广泛，从时钟产生器到无线通信到有线通信，光通信等等。在实际应用中，很多工程师都倾向于使用电荷泵型锁相环。因为它更容易实现尽可能大的或者无限开环增益。这样，电荷泵在该种结构中将充当非常重要的角色，其中的不理想性将会对整个系统的性能，比如时钟抖动，相位噪声，锁定时间，带宽，功耗等的设计带来挑战。本文将就以上问题进行详细的分析和研究。最后本文提出了一种改善性能的增益提高技术电荷泵。     

锁相环中高性能电荷泵的设计

设计了一种结构新颖的动态充放电电流匹配的电荷泵电路，该电路利用一种放电电流对充电电流的跟随技术，使充放电电流达到较好匹配，同时，在电荷泵中增加差分反相器，提高电荷泵的速度。采用Istsilicon 0．25μmCMOS工艺进行仿真，结果显示：输出电压在0．3—2．2V之间变化时，电荷泵的充放电电流处处相等。     

CMOS锁相环电路

本文论述了一种CMOS的数字频率变换锁相环电路,内部由电流控制延迟单元和施密特整形电路组成的压控振荡器、鉴频鉴相器、电荷泵滤波器及分频电路组成.文中从原理及实用设计的角度给出了论述,着重讨论了系统的稳定性、收敛速度与稳态误差.     

一种应用于锁相环的线性化电荷泵电路

采用0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种线性化电荷泵电路,并对线性化电荷泵原理进行了分析.基于采样保持原理的充放电电路,配合特定时序逻辑电路,实现了较优的电荷泵线性化和锁相环鉴相杂散性能.该线性化电荷泵用于锁相环的闭环测试.结果表明,与非线性化电荷泵相比,闭环100 kHz频偏处相位噪声性能提升了 9...     

无线收发器中高速电荷泵锁相环电路的设计

文章介绍了一种用于高速频率合成器芯片中的自适应电荷泵电路。该设计能根据输出电压自动调节充放电电流,有效地解决了充放电电流失配问题;采用差分电路结构,通过开关充放电管栅极,提高了电路转换速度,有效地抑制了过冲注入电流;电路采用TSMC 0.25um CMOS工艺实现,可在低电压、高频率下可靠工作。     

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。     

一种用于高速锁相环的新型CMOS电荷泵电路

提出了一种适用于高速锁相环电路的新型CMOS电荷泵电路。该电路利用正反馈电路提高电荷泵的转换速度，利用高摆幅镜像电流电路提高输出电压的摆动幅度，消除了电压跳变现象。电路设计和H-SPICE仿真基于BL 1．2μm工艺BSIM3、LEVEL=47的CMOS库，电源电压为2V，功耗为0．1mW。仿真结果表明，该电路可以很好地应用于高速锁相环电路。     

电荷泵锁相环中相位噪声的抑制和讨论

旨在介绍一种抑制电荷泵锁相环(CPPLL)中相位噪声(Jitter)的电路结构。文章在分析CPPLL对Jitter抑制原理的基础上，指出Jitter虽然无法被环路自身的跟踪作用根除，但却可以通过对鉴频鉴相器(PFD)的改进而得到较好地抑制。为了验证改进电路的效果，文中给出了实验数据，实验结果证明新的电路结构可以较好地抑制Jitter。     

一种锁相环中高性能电荷泵电路

设计了一种新型电荷泵电路.该电荷泵电路采用可调节共源共栅结构增大输出阻抗,具有结构简单、速度快、充放电电流匹配性好、抑制了电荷注入等特点.采用0.18μmCMOS工艺模型以及Hspice仿真工具的仿真结果显示,输出电压在0.4~1.3V之间变化时,电荷泵的充放电电流处处相等.     

基于电荷泵锁相环的有源环路滤波器的设计

环路滤波器是锁相环中的一个关键模块,对宽带高压VCO进行调谐时,常采用有源滤波器。在论述了电荷泵锁相环基本原理的基础上,对有源环路滤波器的结构以及滤波器对锁相环性能的影响进行了分析,推导出有源环路滤波器参数的设计方法。根据课题设计了三阶有源环路滤波器,用ADS工具对锁相环系统性能进行仿真,仿真结果与理论相吻合。实验结果表明,所设计的滤波器满足了课题的要求,验证了本方法的正确性。     

电荷泵锁相环的全数字DFT测试法

以电荷泵锁相环为对象,提出了针对电荷泵锁相环各个模块的不同测试方法,着重论述了如何在一个完整的测试方案中把不同的测试方法结合起来--即采用电荷泵锁相环的全数字可测试性设计(DFT)法.这种测试方法简单、成本较低,具有较高的开发价值.     

一种基于电荷泵锁相环的高精度数字移相方法

移相器是相控阵雷达的核心器件,随着工作频率的逐步提升,传统移相器的插入损耗和相位控制误差恶化严重,导致额外增加的功耗及波束性能变差.本文基于电荷泵锁相环（Charge Pump Phase-Locked Loop,CP-PLL）开展了高精度数字移相方法的研究.在分析CP-PLL相位数学模型与移相机理的基础上,提出了通过数控电流源的方法实现对输出信号相位的精确控制,建立电路模型开展仿真分析,并设计了实验电路模块,通过仿真和实测的对比验证了该方法的有效性和精确性,实现了移相步进优于1°,移相精度优于移相值的10%.该CP-PLL可通过作为本振信号或直接产生发射信号应用于相控阵雷达系统中,具有精度高、功耗低、易集成等特点,从而取代移相器,有效提升相控阵雷达的性能.     

电荷泵锁相环环路滤波器参数设计与分析

从环路滤波器的基本概念出发,主要论述了电荷泵锁相环环路滤波器参数的设计方法(包括1阶,2阶,3阶环路滤波器),通过比较闭环的参数设计方法的不足,提出了一种新的开环环路滤波器参数的设计方法,并做出总结,最后利用Cadence公司Virtuoso系列主要对二阶无源低通滤波器进行仿真,验证了本方法的正确性,有一定的实用价值。     

高速PLL电路中的电荷泵电路设计

提出了一种适用于USB2．0高速模式480MHz时钟产生的单片锁相环(PLL)电路中的新型电荷泵电路设计。电路设计是基于TSMC公司的0．25um CMOS混合信号模型，采用了正反馈及与电源无关的带隙基准设计方法．着重解决传统电荷泵电路设计中存在的电荷注入现象(Charge Injection)。仿真结果表明本文的设计方案提高了电路的开关速度，符合480MHz速度的PLL对电荷泵电路的要求。     

用于电荷泵锁相环的无源滤波器的设计

探讨了应用于无线通信领域的锁相环中的环路滤波器的设计方法。采用基于锁相环交流频域特性分析的方法，设计了电荷泵锁相环中的无源低通滤波器。文章讨论了基本无源滤波器的设计方法，着重介绍了三阶无源低通滤波器的设计过程。给出了采用这种方法设计的滤波器和电荷泵锁相环的仿真结果。     

一种500MHz高性能锁相环的设计

随着专用集成芯片（ASIC）和系统芯片（SOC）的飞速发展,芯片内部生成可变频率的稳定时钟变得至关重要,设计一个高性能锁相环正是适应了这样的需求。本文在传统锁相环结构的基础上设计了一种高速、低功耗、低噪声的高性能嵌入式混合信号锁相环结构。它可以在片内产生多分组高频稳定时钟信号,从而为先进的专用集成芯片（ASIC）和系统芯片（SOC）的实现提供最基础且最重要的可应用时钟产生电路。模拟结果表明：该锁相环可稳定输出500 MHz时钟信号,稳定时间小于700ns,在1．8V电源下的功耗小于18mW,噪声小于180mV。     

一种500MHz高性能锁相环的设计

在传统锁相环结构的基础上设计了一种高速、低功耗、低噪声的高性能嵌入式混合信号锁相环结构.它可以在片内产生多分组高频稳定时钟信号,从而为先进的专用集成芯片(ASIC)和系统芯片(SOC)的实现提供最基础且最重要的可应用时钟产生电路.模拟结果表明,该锁相环可稳定输出500MHz时钟信号,稳定时间小于700 ns,在1.8V电源下的功耗小于18mW,噪声小于180mV.     

一种应用于HDMI接收端的宽频带锁相环设计

基于110 nm CMOS工艺设计了一种应用于HDMI接收端电路的宽频带低抖动锁相环。采用一种改进型双环结构电荷泵,在25～250 MHz的宽输入频率范围内实现了快速锁定。通过高相噪性能的伪差分环形振荡器产生了调谐范围为125 MHz～1.25 GHz的时钟信号。仿真实验结果表明,该锁相环的锁定时间小于1.2μs,在振荡器工作频率为0.8 GHz时,其相位噪声为-100.0 dBc/Hz@1 MHz,输出时钟峰峰值抖动为4.49 ps。     

一种高性能CMOS电荷泵的设计

设计了一种用于电荷泵锁相环的CMOS电荷泵电路。电路中采用3对自偏置高摆幅共源共栅电流镜进行泵电流镜像,增大了低电压下电荷泵的输出电阻,实现了上下两个电荷泵的匹配。为消除单端电荷泵存在的电荷共享问题,引入了带宽幅电压跟随的半差分电流开关结构,使电荷泵性能得以提高。设计采用0.18μm标准CMOS工艺。电路仿真结果显示,在0.35～1.3V范围内泵电流匹配精度达0.9%,电路工作频率达250MHz。