【摘 要】
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时钟数据恢复电路（CDR）是Serdes系统的核心模块,而压控振荡器是时钟数据恢复电路的关键模块,因此压控振荡器的功耗在整个系统的功耗中所占比例较大。要求整个锁相环系统符合JESD204B协议,达到12.5Gbps的数据传输速率。CDR电路采用1/4速率,环形压控振荡器实现多相位的输出,频率达到3.125GHz同时满足低功耗水平是研究的重点和难点。论文设计了四级伪差分环形压控振荡器,为了降低功耗并
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时钟数据恢复电路（CDR）是Serdes系统的核心模块,而压控振荡器是时钟数据恢复电路的关键模块,因此压控振荡器的功耗在整个系统的功耗中所占比例较大。要求整个锁相环系统符合JESD204B协议,达到12.5Gbps的数据传输速率。CDR电路采用1/4速率,环形压控振荡器实现多相位的输出,频率达到3.125GHz同时满足低功耗水平是研究的重点和难点。论文设计了四级伪差分环形压控振荡器,为了降低功耗并且输出八路正交相位波形,采用多通道技术即前馈技术的同时加入两组交叉耦合对管,分别为NMOS交叉耦合对和PMOS交叉耦合对。由于输出波形的上升时间大于下降的时间,论文改进设计了一种低功耗电阻增强型伪差分延迟单元结构,通过提高前馈MOS管的过驱动电压值,减少了输出波形的上升时间,进而获得对称的输出波形,加快输出端口电压波形翻转,降低相位噪声。利用变容管阵列进行频率细调,差分式电容开关阵列进行粗调。本文采用自偏置缓冲器结构对输出波形进行整形,增大输出摆幅。本文基于TSMC 40nm CMOS工艺,实现了一种低功耗低相位噪声的四级伪差分环形压控振荡器,并对其进行版图设计与后仿,版图面积为266um×335um,当电源电压为1.1V时,电流为3.8m A,振荡频率为3.06GHz～3.14GHz,当频率为3.125GHz时,相位噪声为-97d Bc/Hz@1MHz,Fo M值为-160.7d Bc/Hz。
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