鎖相環(huán)中PFD和CP的設(shè)計(jì).pdf

1、據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，人們所獲取的信息有80％以上是通過(guò)視覺(jué)器官得到的。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷提高，圖像傳感器因其能實(shí)現(xiàn)圖像信息的獲取、轉(zhuǎn)換和擴(kuò)展，而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。高集成度低功耗的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器(CMOS Image Sensor,CIS)逐漸取代電荷耦合元件圖像傳感器(CCD Image Sensor,CCD)成為圖像傳感器的主流器件，電荷泵鎖相環(huán)頻率綜合器（Charge Pump Phase Locked Loop f

2、requency synthesizer,CPPLL）以其低功耗、高速、低抖動(dòng)和低成本的優(yōu)勢(shì)在CIS中得到廣泛的應(yīng)用，作為其中的關(guān)鍵模塊鑒頻鑒相器(Phase Frequency Detector,PFD)和電荷泵（Charge Pump，CP），前者決定了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定度，而后者為系統(tǒng)提供了寬的頻率捕捉范圍和快速的鎖定能力。
　　本文首先介紹CPPLL的項(xiàng)目背景;然后分析了CPPLL的特點(diǎn)，闡述了CPPLL中關(guān)鍵模塊PFD以及

3、CP的工作原理和結(jié)構(gòu)分類;接著詳細(xì)討論了PFD和CP的設(shè)計(jì)指標(biāo)以及設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)基于TSPC(True Single Phase Clock,TSPC)動(dòng)態(tài)D觸發(fā)器式高精度PFD，以及結(jié)合寬輸入范圍誤差運(yùn)放和自偏置共源共柵電流鏡結(jié)構(gòu)的CP的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了電荷泵充放電流的高精度寬范圍匹配的設(shè)計(jì)要求;最后本文在0.13μm CMOS工藝下完成了PFD和CP模塊的版圖設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并對(duì)電路進(jìn)行了流片驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明:在1.8V電源電壓下