一種寬帶模擬延遲鎖定環(huán)的設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、鎖相環(huán)(Phase-locked Loop,PLL)在電子電路中的應用越來越多,技術也越來越成熟,但是高性能鎖相環(huán)的設計依然是難點和熱點。延遲鎖定環(huán)(Delay-Locked Loop,DLL)由于具有鎖相環(huán)所不具備的優(yōu)點在某些場合應用廣泛,因而成為現(xiàn)在研究的新熱點。
   延遲鎖定環(huán)由鑒相器(Phase Detector,PD)、電荷泵(Charge Pump,CP)和壓控延遲線(Voltage Controlled Dela

2、y Line,VCDL)三個基本單元組成。鑒相器的功能是判別輸入信號和最終輸出信號的相位,將兩者的相位差以誤差方波的形式輸出,以控制下一級的電荷泵。電荷泵的功能是將鑒相器輸出的相差信號轉換為模擬控制電壓,它是根據(jù)相差信號來控制對電容的充放電,從而使電容上的電壓隨著相差信號的變化而變化。壓控延遲線由多個延遲單元組成,每個延遲單元對輸入信號產(chǎn)生一個相同的延時,延遲時間由電荷泵輸出的控制電壓決定,控制電壓的不同將會產(chǎn)生不同的延遲。整個延遲線上

3、總共延遲一個周期,將延遲后的信號送入鑒相器,并和輸入信號進行相位比較,這樣整個回路形成負反饋,從而保證輸出信號和輸入信號同頻同相。
   延遲鎖定環(huán)有模擬和數(shù)字兩種實現(xiàn)方式,兩種方式各有優(yōu)缺點,本文討論的是純模擬的實現(xiàn)方式。文中對三個組成部分進行了詳細的介紹,分析了它們的數(shù)學模型,并給出了系統(tǒng)的閉環(huán)傳輸函數(shù)。每個部分都有很多種實現(xiàn)電路,文中對多種典型電路都進行了仿真,給出了仿真結果,并對結果進行細致的分析。根據(jù)仿真結果,并結合理

4、論的分析,對部分電路提出了改進思路。
   本文在偏置電路、延時單元以及輸出電路都有所改進,并在電荷泵電路中綜合了兩種典型電路的優(yōu)點。偏置電路將電荷泵的控制電壓轉換為VCDL的控制電流,本文提出的控制電路利用MOS管的二級效應,使得得到的電流變化范圍更寬,而且對于越小尺寸的工藝效果越好,并從理論上分析了其可行性。提出的延時單元電路,在原有的電路上增加了一項因素,使得控制延時的因素增加到三個,這樣增寬了延時的范圍,也使得控制電壓跟

5、延時時間的關系更加線性。這兩者的結合極大的增大了鎖相環(huán)的鎖定范圍。輸出電路上,原有的電路功耗太大,而且在電源電壓比較高的情況下有燒壞器件的可能性,本課題提出的輸出電路,在保留它的主要思想的情況下對部分電路進行改進,使得功耗大為減小,而且性能更加優(yōu)良。電荷泵電路中,利用運放來調(diào)整充電電流,使得充放電電流不因MOS管的二級效應而失配,同時通過附加的MOS管來給寄生電容提供放電通路,消除寄生電容對電路的影響,電荷泵電路將這兩種特點綜合在一起能

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