（微电子学与固体电子学专业论文）电荷泵锁相环的模型研究和电路设计.pdf

摘要 本文研究了电荷泵锁相环电路的模型和电路设计 在模型研究方面，我们讨论了电荷泵锁相环经典的线性模型，离散z 域模型， 分析了它们对设计的意义，指出了它们可取和不足之处，并由此提出了一个新型 的z 域模型，绘出了详细推导过程，并在频域上予以清晰的物理解释，仿真对比 验证了该模型的正确性，同时指出了我们的模型能对实际电路设计提供指导和启 发意义。在后续的章节中，我们运用随机理论，将振荡器在热噪声下的相位抖动 建模为维纳过程，进而分析了振荡器最一般情况下的相位噪声和时间抖动之间的 关系。在此基础上，结合新型z 域模型求解了c p - i l l 环路中的噪声抖动问题： 利用复变函数中的留数定理，解析地给出不同噪声源( v c o ，输入信号) 情况下， p l l 的抖动大小得到了最优噪声带宽，为电路的环路参数设计提供了理论指导 在电路设计方面，为减小c p - p l l 片上积分电容，我们提出了一个新型的电流 模滤波器电路，该滤波器不仅大大缩减的芯片面积，并且其电路实现方式简单。 与文献中报道的设计不同，它不需要有源运算放大器，悬浮电容( f l o a t i n g c a p a c i t o r ) ，同时具有自偏置，低电压等优势 提出了一个改进型低噪声压控振荡器电路，该v c o 利用了n e g a t i v e s k e w 结构 功耗- 延时积( p o w e r x d e l a y ) 小的特点，仿真的结果表明，该结构的噪声性能 可以与文献报道的设计相比拟 将上述新型电流模滤波器和n e g a t i v e 。s k e w 型的v c o 相结合，利用滤波器的自 偏置特征，我们构建了一个带宽自适应的c p p l l ，该环路具有很强的带宽稳定 性。通过电路仿真，我们看到在反馈分频比从1 0 变化到1 0 0 的过程中，该c p ，p l l 环路带宽变化仅为3 0 n ，而对经典的c p p l l ，这个变化将达到9 0 为了进一步提高c p p l l 电路集成度，并为其提供一个高性能的参考时钟信号， 我们专门设计了石英晶体振荡器电路。分析了晶振电路中偏置电流和振荡幅度的 解析关系，提出了一些简单实用的电路技术和电路仿真技术 最后，我们在芯片上成功实现了以上三个电路，测试结果表明，v c o 的工作 频率和功耗跟电路仿真符合得很好，并具有很好抖动性能；电荷泵锁相环电路测 试结果也基本上达到了目的，其功耗和抖动性能同相关文献相比较来看也具有一 定的竞争力参考时钟电路的测试结果表明，对比于市场上常见的产品，我们的 设计具有功耗低，工作频率范围宽和抖动性能好的特点，完全可以为c p p l l 提 供一个高性能的参考时钟信号 关键词：电荷泵锁相环自偏置带宽自适应电流模滤波器时钟发生器频率合 成压控振荡器石英晶体振荡器z 域模型建模稳定性电路仿真相 位噪声抖动模拟电路 中图分类号：t n 4 3 2 电荷泵锁相环的模型研究和电路设计 v a b s t r a c t a b s t r a c t t h i sd i s s e r t a t i o n p r e s e n t sas t a d yo nm o d e l i n ga n d c i r c u i t d e s i g n o fc h a r g e p u m p p h a s e - l o c k e dl o o p s ( c p - p l l ) i nt h ea s p e c to fm o d e l i n g , w eh a v eab c fd i s c u s s i o no nal i n e a rm o d e la n dz - d o m a i nd i s c r e t e m o d e l so f c p - p l l ，a n a l y = n gt h e i rc o n t r i b u t i o n st oc i r c u i td e s i g na n dp o i n t i n go u tt h e i rm e r i ta n d d e m e r i t b a s e do na b o v ea n a l y s i s ，w ep r o p o s ean o v e lz - d o m a i nm o d e lf o rc p - p u a n dg i v ea d e t a i ld e r l v a t i o na n da ne x p l i c i te x p l a n a t i o nf o rt h em o d e lf r o mt h ev i e wo fo m p l e d - d a t as y s t e m c o m p a r i s o na n dv e r i f i c a t i o nr e s u r sa r ep r o v i d e dw i t hm a l l t a ba n ds p e e t r e w h i c hf i tw e l lw i t h e x i t i n gm o d e l s w h a t sm o l e t h ep r o p o s e dz - d o m a i nm o d e l c a ns u c c e s s f u l l yg u i d ea n ds h e dl i g h t o np l lc i r c u i td e s i g n bl h ef o l l o w i n gc h a r p t s b yw i e n e rp r o c e s st h e o r y , w eg i v ec l o s e d - f o r me x p r e s s i o n sf o rp h a s e n o i s ea n dj i t t e ro ff r e e - r u n n i n go s c i l l a t o ri ng e n e r a lc a s e c o m b i n e dt h ee x p r e s s i o n sw i t ht h e p r o p o s e dz - d o m a i nm o d e l ，t h et i m i n gj i t t e ro f c p - p l lo u t p u tr e l a t e dt od i f f e r e n tn o i s es o u r c c si n t h el o o pa f ca l s oi n v e s t i g a t e di nz - d o m a i n ：r e s i d u et h e o r e mi sa d o p tt os i m p l i f yt h ec a l c u l a t i o n , a n do p t i m i z et h en o i s eb a n d w i d t hi nt e r m so f t h ep s d so f v c oa n di n p u tr e f e r e n c ec l o c k , w h i c h i si n s t r u c t i v et od e s i g nt h el o o pp a r a m e t e r s i n t h e a s p e c to f c i r c u i t d e s i g n , an e w c u r r e n t - m o d e f i l t e r ( c m f ) i s p r e s e n t e d t or e d u c e t h ea r e a o f o n - c h i pc a p a c i t o r t h et e c h n i q u en o to n l yg r e a t l ys h r i n k st h ec h i pa r e a , b u ti se a s yt oi m p l e m e n t , m o r e o v e r , c o n t r a s tw i t ho t h e rr e p o r t e dm e t h o d s ，t h ep r o p o s e dc m f i so f a d v a n t a g ei ns e l f - b i a s i n g a n dl o wv o l t a g e a n dh a v en on e e dt ou s eo p a m po rf l o a t i n gc a p a c i t o r ，w h i c hs i m p l i f yc i r c u i t d e s i g ng r e a t l y , a ni m p r o v e dl o w m o i s er i n go s c i l l a t o ri se x p l o r e du t i l i z i n gn e g a t i v e - s k e wc o n f i g u r a t i o n , w h i c h h a sal o wp o w e r - d e l a yp r o d u c ls i m u l a t i o n sd e m o n s t r a t et h a to u rv c oi sc o m p a r a b l ew i t ho t h e r r e p o r t e dd e s i g no np h a s en o i s ep e r f o r m a n c e a na d a p t i v eb a n d w i d t hc p p l li sb u i l tb a s e do nt h en e wc m en e g a t i v e - s k e wv c oa n do t h e r c o n v e n t i o n a lc o m p o n e n t s t h el o o pi sr o b u s ta n di t sb a n d w i d t hi si n d e p e n d e n to fp r o c e s s ，p o w e r s u p p l y , t e m p e r a t u r ea n dm u l t i p l i c a t i o nf a c t o rn w h e nm u l t i p l i c a t i o nf a c t o rnc h a n g e sf r o m1 0t o 1 0 0 ，s i m u l a t i o nd e m o n s t r a t e s 也丑tt h eb a n d w i d t hv a r i e s3 0 ，w h i l e9 0 t oc o n v e n t i o n a lc p - p u ah j g hp e r f o r m a n c ec r y s t a lo s c i l l a t o rc i r c u i ti sd e s i g n e dt og e n e r a t ear e f e r e n c ec l o c kf o rh i 曲 d e n s i t yc p - p l l m e a n w h i l e ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e no s c i l l a t i o na m p l i t u d ea n db i a s - e n r r e n ta r e a n l y s i z e da n ds o m ep r a c t i c a lc i r c u i ts i m u l a t i o nt e c h n i q u e sa r ea l s op e r f o m e df o rh i g hqc i r c u i t f i n a l l y , t h ea b o v ec i r c u i tp r o t o t y p e sa r ef a b r i c a t e d i ns t a n d a r dc m o sp r o c e s s t h e m e a s u r e m e n tr e s u l t ss h o w ：v c o st o n i n gr a n g ea n dp o w e rc o a s o m p t i o na r ec o n s i s t e n tw i t ht h e s i m u l a t i o n s , a n d 扛h a sg o o dj i t t e rp e r f o r m a n c e , t h ec p - p l la l s of u n c t i o n sw e l l c o m p a r e dw i t h o t h e rr e p o r t e d d e s i g n ，i t i sa l s o c o m p e t i t i v e i n t e r m so f p o w e rc o n s u m p t i o na n d j i t t e r p e r f o r m a n c e ； t h er e f e r e n c e c l o c k ( c r y s t a lo s c i l l a t o r ) q u a l i f i e d f o rc p p l lh a sb e t t e r ( p o w e ra n dj i t t e r ) p e r f o r m a n c et l l 柚s o m ep r o d u c 忸o nt h em a r k e t s v l电荷泵锁相环的模型研究和电路设计 a b s t r a d k e yw o r d s ：c p - p l l ，s e l f - b i a s e d , a d a p t i v eb a n d w i d t h , c u r r t - m o d ef i l t e r , c l o c kg e n e r a t i o n ， v o l t a g e - c o n t r o l l e do s c i l l a t o r ，c d s l a lo s c i l l a t o r , z - d o m a i nm o d e l , m o d e l i n g ，s t a b i l i t y , c i r c u i t s i m u l a t i o n ，p h a s en o i s e ，t m a i n g j i t i z r , a n a l o gc i r c u i t c l cn u m b e r ：t n 4 3 2 电荷泵锁相环的模型研究和电路设计v 致谢 i v 致谢 我要衷心地感谢许多人，是他们使论文得以顺利完成，也使我在复旦五年的 学习生活变得丰富而充实。 首先我要衷心感谢我的导师汤庭鳌教授。汤老师学识渊博，治学严谨，思想 深邃，其忘我的敬业精神和执著的科研追求让我印象深刻；又其朴实无华、平 易近人的人格魅力亦使我倍感亲切。 衷心感谢章倩苓教授对论文工作提出很多宝贵的意见和建议，并在百忙中认 真细致地修改文稿。 衷心感谢曾晓洋副教授对论文工作的大力支持和资助。曾老师胸襟宽广，视 野开阔，他开拓进取的事业心着实让我钦佩。 衷心感谢林殷茵师姐在硕士期间的指导，林师姐求实创新、干练果敢的工作 作风令我至今无法忘怀。 衷心感谢沈泊副教授的对论文工作的指导；衷心感谢微科公司郭亚炜师兄在 电路设计上的指导和帮助；衷心感谢於伟峰老师为芯片照相提供帮助。 在复旦的五年里，我还有幸结识了一大批杰出的有志青年，他们聪明能干， 多才多艺。他们分别是我室友同学，我铁电实验室师兄、师弟、师妹以及a s i c 实验室的师兄、师弟、师妹。在此向他们对我在学习和生活中的帮助表示感谢。 特别感谢师弟陈俊为p c b 的绘制，芯片c o b 和测试所作的出色工作表示感 谢，感谢师弟金荣华、谢磊为部分电路的版图设计作出的努力。 感谢i d t - 新涛公司严钢、任晨晓工程师对电流模滤波器电路的指导和帮助。 感谢w i l l i a me e g a n 博士多次耐心解答锁相环模型方面的问题，感谢e a v i t t o z 教授、r c m ib r c n d e l 教授对晶振电路方面的指导和疑问解答。同时对热 心回复我信函和解答我疑问的许多国外学者和工程师深表感激。 最后，要感谢我的父母，我的三位姐姐、三位姐夫以及我可爱的三个外甥， 正是他们无私的关爱和默默的奉献，使我得以顺利完成博士学业。谨以本文献 给我的父母和家人。 电荷泵锁相环的模型研究和电路设计 第一章引言 第章引言 本章我们介绍了本文的研究背景、现状和研究目的，以及说明了本文的主要 内容和贡献，最后是讨论了文章的结构安排 1 - 1 研究背景和现状 锁相( p h a s el o c k i n g ) 的概念早在1 9 世纪3 0 年代就被提出 1 】，但只有当锁 相环在集成电路上实现之后，它才很快在电子学和通信领域中得到广泛应用 1 2 】。比如，无线射频系统中，锁相环( p l l ) 作为频率综合器产生本地振荡 器( l o ) 来调制解调信号；在数据通信中，用p l l 用来恢复发送端的数据和 同步的时钟信号；p l l 的其他应用包括p c 上的时钟发生器，调制解调器等 等。至今出现的锁相环电路大体可以分为四类 3 】： 线性锁相环( 1 i n e a r p l l ) ，由全模拟电路实现： 数模混合信号锁相环( m i x e d - s i g n a lp l l ) ，其中的鉴频鉴相器由数 字电路实现； 全数字锁相环( a l l - d i g i t a lp l l ) ，由全数字电路实现： 软件锁相环( s o r w a r cp l l ) ，其功能由计算机软件实现。 随着工艺、电路技术的发展。上述四种锁相环电路中的数模混合信号锁相 环因为其功能和性能的强大优势，在近几十年得到广泛应用和研究，数模混 合信号锁相环也是本文研究的对象。最近，全数字锁相环由于易于实现和随 工艺变化小，便于移植等优点得到了广泛的关注 4 1 1 5 6 1 。 一般地，工业界、学术界的关于锁相环的研发集中地体现在锁相环电路 在频率综合器的应用尽管基本的锁相环型频率综合器( p l l - f s ) 自其出现 后几乎保持原有的结构，但是在使用不周的工艺、电路技术设计以及满足不 同应用要求的实现上，一直给设计者提出挑战，包括： l 、相位噪声，杂散信号干扰和时间抖动； 2 、工艺，电压和温度变化的： 3 、低电压，低功耗； 4 、高密度单片集成： 5 、p u 。中数字模拟电路之间的隔离。p l l 与其他功能块之问的串扰； 6 、电源、衬底噪声于扰的能力和c m o s 器件本身噪声； 7 、电磁兼容( e m c ) 和邻近信道干扰( a c i ) 正是由于上述诸多因素在每一个应用中需要权衡，才使得锁相环型的频率综 合器的研究经久不衰。研究者们每一个设计思想都体现了他们自己对锁相环电 路的深刻理解，都是一种再创造，都是对传统实现方式的一种突破，所以可以 电荷泵锁相环的模型研究和电路设计 第一章引言 说，他们的设计至少在某些方面较之传统经典电路做了成功的改进。将现有的 在锁相环电路上的成功设计思想加以概括、比较和总结不仅有利于加深我们对 电路的理解，提供相关的借鉴，而且能启发我们创造新结构新电路但是要想 公平地比较文献中的各个电路设计性能，得出孰优孰劣，既不可能也不必要， 因为不同的设计针对的应用不同，选择的工艺、环路结构、功耗、面积、频率 范围、相噪抖动性能不尽相同。所以这里我们只是简单的列举了近l o 多年来 文献中各个大家普遍感兴趣的一些指标参数、应用背景和该设计区别与其他的 主要特色。 塞ul 塑= 2 鲤5 生褒羞l 墨型题奎绩盒器塞熬遢直= 煞蠢 r e 断m i ，i z e p o w ( w )f r e qr a n g ea p p l i c a t i o n f o c u so f m c 佃 s u p p l y d i ea r 日( m 0 ，p 日f o n n r e s e a r c h 【7 y 1 9 9 3 0 8 p r o 2 0 0 m 0 5 + 4 0 5 2 ( k 4 0 m h z v i d e op r o c e s s m g h i g h l l t a b j h t y 5 v 2 _ 2 d d 叫 + ，1 0 0 p 舯 s 1 9 9 4 1 5 u i l l ，1 2 5 m na f 一= 9 0 m h h c l o c k , d i s k c e l li m s e d h丸loops d r i v e * e g i p 9 5 n 5 m 2 5 s i n 2 5 0 - 6 4 0 m h h c i o c k t e r l h - c h a r g e p f d n t i l - m i l i 5 - 3 v6 0 0 m h z 4 0 p sp k - p k m u l t l - m e d l a v c o 1 2 r n 3 2 0 m l 0 0 l 0 上i 9 2 4 m i w 19 1 m m 2 n 圳 1 2 0 m 6 + 2 i n c l l i d i n gp a d 8 4 m 2 0 1 b 1 5 t o 0 1 1 m r l l 2 孙3 8 0 m h 吖 s o p sp k - 础 1 7 由5 7 4 m h d 1 5 0 p s p k - p k 25 巧5 0 m h 3 9 4 p s ( 打a c k ) 0 3 - 1 6 5 m 时 8 1 p sp l c - p k 4 0 - 1 7 0 m h z 6 0 m h z ) 的情 况下，就要付出更高的成本代价( 关于c m o s 石英晶体振荡器的设计在第五章 中详细论述) 。一个应用灵活的p l l 结构是它能提供多种频率输出，比如包括 分别为处理器( p r o c e s s o r ) 和芯片接口( c h i pi n t e r f a c e s ) 提供时钟。简单的实现 上述要求就是p l l 的输出频率可调或是可编程，由反馈分频比n 来决定，这样 就可以输出多个可供选择的时钟。现今的大部分设计都是采用了上述技术，但 随之而来需要考虑的是随着反馈分频比n 改变，整个环路的各个设计参数( 如 环路带宽，相位裕度，阻尼因子等等) 都在变化，致使我们必须相应的动态地 改变环路的其他参数( 如可以改变电荷泵电流i c p ，v c o 的线性增益k v c o 等等) 来保证环路的特性和稳定性基本保持不变。文献 2 9 4 6 】就试图借助自偏置电路 技术来完成上述构想，2 0 0 5 年的i s s c c 上，上海i d t 新涛科技有限公司提出 的一种自偏置电流模型滤波器结构的p l l 同样出色地实现上述设计要求，并且 设计简单容易实现 3 8 】。 另一个对于电荷泵型锁相环( c p - p l l ) 突出的难题就是，由于c p - p l l 本身 的离散特性 4 7 1 ，其环路带宽必须小于1 1 0 的输入参考频率。这就给环路滤波 器的片上集成带来了困难，尤其对窄带倍频锁相环电路的设计来说，这个问题 更具挑战性。 本文的c p - p l l 电路设计初衷就是寻求一种电路技术来同时解决上述两个问 题，并且所引入的这种技术并不涉及到复杂度过高和开销过大等问题；同时， 为了为c p p l l 电路提供高性能且易集成一个参考时钟，我们设计了c m o s 石 4 电荷泵锁相环的模型研究和电路设计 第一章引言 英晶体振荡器电路。 1 1 3 本文的内容和贡献 由上面几节的分析，本论文的重点一方面在电路设计上，另一方面，为了更 好的理解锁相环电路原理及其相位噪声( p h a s on o i s e ) 、时间抖动( j i t t e r ) 等问 题，我们的一部分研究工作集中在c p - p l l 电路系统建模上，具体的工作和贡 献分为： 1 、对电荷泵型锁相环( c p - p l l ) 进行离散域建模，提出了一个崭新的z 域模型， 区别与传统的状态空间方法，我们引入了一种扩展的方块图法( 包含了采样 和保持的操作) 。正是用了上述方法，在两个基本的假设条件下，我们直接 在连续s 域里详细推导2 阶电荷泵锁相环，得到了z 域模型。我们同时给出该 模型在频域上的直观解释该z 域模型不仅能很好的解释电荷泵锁相环的稳 定性，而且从采样系统的角度表明了v c o 过载条件。通过简单的代数运算， 3 阶或更高阶的电荷泵锁相环的z 域传递函数也能直接得到。我们通过 m a t l a b 和s p e c t r e 的行为级仿真来验证所提出的电荷泵锁相环的离散时 间模型，结果表明了本文的分析方法和得到的模型与一些已发表的模型吻合 得很好，同时进一步指明该模型对电路设计有很好的启发意义： 2 、从随机过程理论出发，完整地分析解释了振荡器的相位噪声与抖动之间的关 系。我们提出从最基本的维纳随机过程和最一般的振荡器输出波形出发，计 算了噪声干扰下的电压功率谱密度函数，然后将其归一化，得到单边带相位 噪声，由于维纳随机过程的数学特征中包含了时间抖动的信息，故最后得到 了热噪声下振荡器相噪和时间抖动之间的解析关系本文的方法是从最一般 也是最接近实际的情况进行分析的。 3 、采用上述所提出z 域模型，结合单个模块( 如v c o ，输入参考信号) 的噪声特 性我们用全新的方法计算了c p - p l l 系统相位噪声和抖动之间的解析关系， 即利用留数定理十分方便的得出了在考虑输入噪声和v c o 噪声下的各自对 输出抖动的影响以及最优环路噪声带宽，其结果与已发表文献完全一致，但 本文的求解方法大大简化，同时本文的方法可以进一步推广到不满足连续性 近似的情况，得出更为一般的结论； 4 、借助数学方法，解析地分析- j n e g a t i v e s k e w 结构的环形振荡器的频率特性， 揭示了这种v c o 结构比传统的结构能提供更好的功耗一时延积，同时在此 v c o 结构上，提出了一个改进型的具有低噪声的n e g a t i v e s k e w 型v c o ： 5 、设计、实现了一个自偏置、带宽自适应、高密度、低功耗的c p - p l l 。我们 提出了一个新型的电流模滤波器，该电路大大缩小了积分电容的芯片面积， 电荷泵锁相环的模型研究和电路设计 第一章引言 提高了窄带c p p l l 的集成度同时，环路带宽是自适应的，具有高度环路 稳定性； 6 、借助非线性方法揭示了石英振荡器的频率、振幅和功耗之间的关系，为进 步的电路设计提供理论指导；设计、实现了一个工作范围大，抖动小、低功 耗的石英振荡器电路，其中提出运用了一些新型的电路技术，如窄带宽电压 跟随器做直流偏置，单向导通的p m o s 来做振荡幅度控制等等，在高q 值电 路仿真技术上，提出了几种实用有效的仿真方法。 1 4 本文的组织结构 为了将前面的内容有条不紊的进行阐述，考虑前后文的合理衔接过渡，本论 文的具体的结构安排如下： 第二章“电荷泵锁相环( c p - p l l ) 的z 域建模”首先讨论了电荷泵型锁相环 ( c p - p l l ) 连续s 域的线性模型及其弊端，然后介绍了两种经典的z 域建模， 同时说明了它们的不足，最后详细推导了新型的2 域模型，论述了其正确性及 用不同的方式进行验证和比较，并指出了在该模型基础上可以进一步开展环路 的相位噪声分析，同时对电路设计有启发指导作用。 第三章“电荷泵型锁相环中噪声和抖动z 域分析”介绍了相位噪声和时间抖 动等一些术语的基本概念及它们之间的数学关系：借用随机过程理论解释了振 荡器中的相位噪声之间的关系；同时结合第二章的z 域模型分析了c p p l l 系 统中的噪声抖动特性，利用复变函数中的留数定理得出了输入噪声和v c o 噪声 下各自分别对c p - p l l 输出抖动影响，以及上述两个噪声源共同作用下的最优 环路带宽。 第四章“新型电流模滤波器电荷泵锁相环的电路设计”首先简单地分析了电 流模原型的电路原理，然后介绍了改进型的电流模型的环路滤波器的设计，指 出了怎样等效成倍提高滤波电容值，使之易于片上集成；同时介绍了c p - p l l 的其他电路如电荷泵电路，鉴频鉴相器电路，分频器电路，尤其强调了压控振 荡器v c o 的设计，解析地解释了n e g a t i v e s k e w 结构的环形振荡器的压控特性。 设计了一个低噪声n e g a t i v e s k e w 结构的环形振荡器。 第五章“参考时钟电路的分析和设计”讲述了为了给电荷泵锁相环电路提供 一个易集成，低功耗以及抖动性能好的参考时钟，本文石英晶体的电学特性及 其电路等效，介绍了几种c m o s 石英晶体振荡器的电路实现形式；借助非线性 方法分析了振荡器频率、振幅和功耗之间的关系；详细讨论了三点式皮尔斯 ( p i e r c e ) 振荡器的c m o s 电路具体实现，提出了一些简单实用的电路技术和 仿真技术。 第六章“芯片及测试”对上述电路进行流片测试验证及分析。第六章给出 电荷泵锁相环的模型研究和电路设计 第一章引言 了测试结果，包括三个电路( 单独v c o 电路，c p - p l l 电路和晶振电路) 的工 作频率范围，芯片面积，功耗，低电压特性以及抖动的测试，分析了测试结果， 并将其与一些文献上的设计做了简单的性能比较。 第七章“总结和展望”总结分析了本论文的工作，简单小结我们研究内容和 贡献，并指出了工作中的不足和对后续工作的展望。 电荷泵锁相环的模型研究和电路设计 第一章引言 参考文献 【l 】h d eb 出( e s c i l z e ， l ar 6 c e p t i o ns y n c h r o n e ，”l o n d e6 1 e c t r i q u e ，v 0 1 1 1 ，m a y 1 9 3 2 ，p p 2 2 5 2 4 0 【2 】b r a z a v i ， m o n o l i t h i cp h a s e - l o c k e dl o o p sa n dc l o c kr e c o v e r yc i r c u i t s ，”i e e e p r e s s 1 9 9 6 【3 1r e b e s t , p h a s e - l o c k e dl o o p s ，d e s i g n ，s i m u l a t i o na n da p p l i c a t i o n s , 5 “e d t i o n m c g r a w h i l l 2 0 0 3 4 】b s t a s z e w s k i ，c - m h u n g ，k m a g g i o ，j w a l l b e r g , d l e i p o l d ，a n dp b a l s a r a , a l l d i g i t a lp h a s e q o m a i nt xf r e q u e n c ys y n t h e s i z e rf o rb l u e t o o t hr a d i o si n o 1 3 - _ mc m o s ，”i np r o c i s s c c ，v 0 1 5 2 7 ，s e c 1 5 3 ，f e b 2 0 0 4 ，p p 2 7 2 - 2 7 3 【5 】b s t a s z e w s k ia n dp t b a l s a r a , p h a s e d o m a i na l l d i g i t a lp h a s el o c k e dl o o p ，” i e e et r a n s c i r c u i t ss y s t ee x p b r i e f s , v 0 1 5 2 ，n o 3 ，即1 5 9 - 1 6 3 ，m a r 2 0 0 5 6 b s t a s z e w s k i ，j w a l l b e r g ，s r e z e q ，e 1 a l , “a l l - d i g i t a lp l la n dt r a n s m i t t e rf o r m o b i l ep h o 一- n e s ，”i e e e j s s c , v 0 1 4 0 ，n o 1 2 ，p p 2 4 6 9 - 2 4 8 ，d e c 2 0 0 4 7 】a t e r u k i n a , “ah i g hp r e c i s i o n “- lo o p p m ) c m o sc l o c kg e n e r a t o rf o ro p t i m u m s a m p l i n go f a n a l o gr g bd a t a , ”i np r o c i e e ec i c c , 1 9 9 3 ，p p2 7 3 1 2 7 3 4 8 d m i j u s k o v i e ，“c e l l b a s e df u l l yi n t e g r a t e dc m o sf r e q u e n c ys y n t h e s i z e r s ，”i e e e j s s c , v 0 1 2 9 ，n o 1 2p p 2 7 1 2 7 9 ，d e c 1 9 9 6 【9 】h k o n d o n , “a1 5 一v2 5 0 m h zt 0 3 0 一v6 2 2 m h zo p e r a t i o nc m o sp h a s e l o c k e d l o o pw i t hp r e c h a r g et y p ep h a s e f r e q u e n c yd e t e c t o r ，”i e i c et r a n s e l e c t r o n i c s ， v 0 1 e - 7 8 - c ，n o 4 ，a p r1 9 9 5 1 0 】z - x z h a n g , “a3 6 0 m h z , 3 vc m o sp l lw i t hl vp e a k - t o p e a kp o w e rs u p p l y n o i s et o l e r a n c e ，”i n l s s c c d i g e s t o f t e c h n i c a l p a p e r s , f e b 1 9 9 6 ，p p l 3 4 - 1 3 5 【1 1 】vd k a e n e l ，“a3 2 0 m h z , 1 5 m w 1 3 5 vc m o sp l lf o rm i c r o p r o c e s s o r d o c kg e n e r a t i o n ，”i e e ej s s c ，v 0 1 3 1 ，n o 1 1 ，p p 1 7 1 5 1 7 2 2 ，n o v 1 9 9 6 1 2 】j m a n e a t i s ， l o w j i t t e rp r o c e s s i n d e p e n d e n td l la n dp l lb a s e do ns e l f - b i a s e d t e c h n i q u e s ，”i e e e j s s c , v 0 1 3 l ，n o 1 1 ，p p 1 7 2 3 1 7 3 2 ，n o v 1 9 9 6 【1 3 】h c y a n g ，al o wj i t t e r0 3 m h z 一1 6 5 m h zc m o sp 乙lf r e q u e n c ys y n t h e s i z e r f o r 3 v 5 vo p e r a t i o n ，”i e e e j s s c , v 0 1 3 2 ，n o 4 ，p p 5 8 2 5 8 6 ，a p r 1 9 9 7 【1 4 】m m i z u n o ，“a0 1 8 9 i nc m o sh o t s t a n d b yp h a s e l o c k e dl o o pu s i n ga n o i s e - i m m u n e a d a p t i v e - g a i nv o l t a g e - c o n t r o l l e d o s c i l l a t o r , i e i c et r a n s e l e c t r o n i c s , v 0 1 e - 8 0 一c ，n o i2 a p r1 9 9 7 【1 5 】j c r a n i n c k x , “af u l l yi n t e g r a t e dc m o sd c s 1 8 0 0 f r e q u e n c ys y n t h e s i z e r , ” i e e e j s s c , v 0 1 3 3 ，n o 1 2 ，p p 2 0 5 4 - 2 0 6 5 ，d e c1 9 9 8 8 电荷泵锁相环的模型研究和电路设计 第一章引言 16 】a m f a h i m ，al o w - p o w e rc m o sf r e q u e n c ys y n t h e s i z e rd e s i g nm e t h o d o l o g y f o r w i r e l e s sa p p l i c a t i o n ，i np m c i e e e c i c c , 1 9 9 9 , p p1 1 5 - 1 1 9 1 7 p l a r $ s o n ，a2 1 6 0 0 m h zc m o sc l o c kr e c o v e r yp l lw i t hl o w - v d d c a p a b i l i t y , ”i e e e j s s c , v 0 1 3 4 ，n o 1 2 ，p p l 9 5 1 - 1 9 6 0 ，d e c1 9 9 9 18 】c y a n g ，“f a s ts w i t c h i n gf r e q u e n c ys y n t h e s i z e rw i t had i s c r i m i n a t o ra i d e dp h a s e d e t e c t o r , ”i e e e j s s c , v 0 1 3 5 ，n o 1 0 ，p p l 4 4 5 1 4 5 2 ，o c t2 0 0 0 【1 9 l l i n , a1 4 g h zd i f f e r e n t i a ll o w - n o i s ec m o sf r e q u e n c ys y n t h e s i z e ru s i n ga w i d e b a n dp l la r c h i t e c t u r e ，”i ni s s c cd i g e s to ft e c h n i c a lp a p e r s ，f e b 2 0 0 0 ， p p 2 0 4 - 2 0 5 【2 0 j l e e ，b k i m ，“l o w - n o i s e f a s t l o c kp h a s e - l o c k e d l o o p w i t h a d a p t i v e b a n d w i d t hc o n t r o l ，”i e e e j s s c , v 0 1 3 5 ，n o 8 ，p p l l 3 7 1 1 4 5 ，a u 9 2 0 0 0 2 1 】s s i d i r o p o u l o s ，“a d a p t i v eb a n d w i d t hd l l sa n dp l l su s i n gr e g u l a t e ds u p p l y c m o sb u f f e r s ，”i np r o c i e e es y r u p v l s lc i r c u i t s , 2 0 0 0 ，p p l 2 4 1 2 7 2 2 】a m a x i m ，e d 吐“al o w q i r e r1 2 5 1 2 5 0 m h zp r o c e s s i n d e p e n d e n ta n d r i p p l e -