利用ADC测量皮秒量级时钟抖动大小及分布

研究了时钟抖动与正弦信号的采样序列之间的关系,并在正弦信号参数估计法的基础上,提出一种利用ADC采样测量皮秒量级的时钟抖动大小和分布的新方法．同时,还从理论上分析了参数估计误差和信号幅度噪声对测量时钟抖动的影响,并进行了仿真验证．结果表明,采用参数估计测量法测量时钟抖动,不但能够准确地测出抖动的大小,而且能够测出抖动的分布．     

高速数据采集系统时钟抖动研究

研究了数据采集系统时钟抖动、ADC量化噪声以及ADC微分非线性与信噪比的关系．通过合理的假设，利用自相关和功率谱密度的关系，推导出了信噪比与抖动和噪声的数学公式．并建立仿真模型，验证该公式．结果表明，在输入信号频率比较高的时候，信噪比以20dB／倍频下降，时钟抖动决定了20dB／倍频下降的起始位置．     

基于高速SerDes中非等值尾电流源技术的新型高线性度相位插值器设计

为解决高速串行接口(SerDes)中时钟数据恢复电路(CDR)的恢复时钟抖动较大的问题,设计了一种基于非等值尾电流源技术的新型高速高线性度相位插值器。该技术在分析相位插值器输入控制码和输出时钟相位产生非线性机理的基础上,通过计算晶体管电路中插值器输出时钟相位与尾电流源权重的反函数关系,精确设计了相位插值器中尾电流源阵列参数,实现了高速率下相位插值器的高线性度关系,有效提高了CDR恢复时钟抖动性能。通过设计一款基于CMOS 65nm工艺的22Gb/s SerDes接收机对该技术进行了验证。电路后端仿真结果表明:相较于传统结构,该相位插值器线性度提高了55.1%,CDR恢复时钟的抖动性能提高了22.5%。     

适用于4通道100 Gbps SerDes的两级架构正交12.5 GHz低功耗低抖动时钟发生器

为了缓解多通道SerDes中高频时钟信号在长距离传输中引入的噪声过大和功耗过高的问题,设计了一种应用于多通道的低功耗低抖动两级锁相环结构;同时为了进一步降低噪声性能,在第2级锁相环中设计了一种采样鉴相器。该设计将第1级LC振荡器锁相环产生的低频时钟信号（3.125 GHz）传输到各通道收发机后,将该信号作为第2级参考信号,再采用小面积的环形振荡器锁相环产生正交的高频时钟 (12.5 GHz),这种结构降低了高频时钟在片上长距离传输的距离,提高了收发机的时钟质量;此外该技术避免了使用高频缓冲器,降低了功耗。其中第2级锁相环通过无分频鉴相技术提高了第2级环振锁相环的噪声性能。该时钟发生器电路整体功耗为100 mW,第1级锁相环相位噪声拟合后为-115 dBc/Hz,第2级环形振荡器电路在1 MHz处相位噪声为-79 dBc/Hz,锁相环电路产生的时钟信号整体抖动为2.7 ps。正交时钟偏差在300 fs以内。相比传统时钟发生器,该设计性能有较大提高,功耗有明显降低,适合应用于100 Gbps SerDes中。     

采样时钟抖动对超宽带脉冲雷达目标检测性能的影响

信号采样是超宽带脉冲雷达接收的关键环节,其中采样时钟抖动会引起ADC输出信噪比的下降,继而对雷达目标的检测性能产生一定影响,为此以雷达目标的检测性能为评价原则,研究了高斯白噪声环境中采样时钟抖动引起的信噪比损失,并以匹配滤波检测器和多样本能量积累检测器为对象,详细推导了采样时钟抖动与目标检测概率的关系.据此给出了输出信噪比损失的理论曲线,通过仿真对比分析了不同检测方法下采样时钟抖动对目标检测性能的影响,对超宽带脉冲雷达系统设计中的采样时钟选取有直接指导意义.     

一种快速锁定数控锁相环

提出了一种快速锁定数控锁相环结构.该锁相环具有频率捕获模式和相位捕获模式2种工作模式.在频率捕获模式,通过提出的一种新的算法,可以迅速缩小参考时钟和反馈时钟之间的频率差.在相位捕获模式,数控锁相环能够达到更精确的相位锁定.为了验证提出的数控锁相环结构和算法,该数控锁相环电路采用SMIC0.18μm logic1P6M CMOS工艺实现,面积为0.2mm2,频率范围为48~416MHz.实测结果表明,数控锁相环只需要2个参考时钟周期就锁定在376MHz.数控锁相环锁定后功耗为11.394mW,峰峰值抖动为92ps,周期抖动为14.49ps.     

利用ADC输出码密度测量时钟抖动的仿真研究

在已有的利用ADC采样研究时钟抖动基本模型的基础上，提出了利用ADC的输出码密度测量时钟抖动的修正模型。考虑了量化噪声的影响，利用信噪比关系，根据修正模型导出了最佳性能公式。最后通过MATLAB对这个修正模型进行了仿真验证，并指出可以利用修正模型对实际测量结果进行修正。     

250 MHz 时钟产生电路中低抖动锁相环的仿真与设计

提出了一种基于行为级的锁相环(PLL)抖动仿真方法.分析了压控振荡器的相位噪声、电源和地噪声以及控制线纹波对输出抖动的影响.采用全摆幅的差分环路振荡器、全反馈的缓冲器以及将环路滤波器的交流地连接到电源端等措施,减小了PLL的输出抖动.给出了一个采用1st silicon 0.25μm标准CMOS工艺设计的250 MHz时钟产生电路中低抖动锁相环的实例.在开关电源和电池供电2种情况下,10分频输出(25 MHz)的绝对抖动峰峰值分别为358 ps和250 ps.测试结果表明该行为级仿真方法可以较好地对PLL的输出抖动做出评估.     

过采样Δ－Σ模数转换器的噪声特性

定量分析了过采样Δ－Σ模数转换器电路的噪声源（包括由开关引入的热噪声、运放的噪声和时钟抖动噪声等）及其对转换器性能的影响．通过对量化噪声及电路噪声的比较分析，获得了过采样Δ－Σ转换器在不同的电路参数下的噪声特性曲线，为转换器电路设计提供了理论依据。     

AD9516-3时钟设计及在中频数字系统中的应用

高速ADC（analog to digital converter,模／数转换器）对时钟质量的要求越来越高,为此介绍了一种基于时钟同步器与抖动清除器AD9516．3的低抖动时钟设计,并分析了时钟抖动对信噪比的影响,介绍了在中频数字接收机中AD9516—3的具体设计应用,引入了Signal Tap这种新的测试方法,最后测试了时钟性能,整体指标达到设计要求．     

宽带ADC低抖动时钟驱动电路的分析与设计

提出采用小信号模型对时钟驱动电路中由热噪声引起的时钟抖动进行分析,并提出采用多级准无穷负载差分放大器结构以有效地实现低抖动.通过Cadence Spectre RF的瞬态噪声仿真,可以得到时钟抖动值,在输入频率变化时将仿真结果与手工推导的结果相比较,推导的公式能较好地预测时钟驱动电路的时钟抖动.设计的时钟驱动电路达到了输入频率100 MHz、幅度为480 mV下时钟抖动仅为193 fs,可以应用于高性能模数转换器.     

基于HDMI视频信号接收的电荷泵PLL设计

介绍了一种实现HDMI中数字视频信号接收的方法,设计并实现了一种新的用于HDMI中像素数据和时钟信号恢复的电荷泵锁相环;通过V-I电路的改进降低了压控震荡器的增益,改善了控制电压的波动对压控震荡器频率的影响,从而减小时钟抖动;采用频率检测电路对输入时钟信号频率进行自动检测分段,可实现大的频率捕获范围,从而实现了对高达UXGA格式的数字视频信号接收;采用Hspice-RF工具对压控震荡器的抖动和相位噪声性能进行仿真,SMIC0.18μsCMOS混合信号工艺进行了流片验证,测试结果表明输入最大1.65Gbit/s像素数据信号条件下PLL输出的时钟信号抖动小于200ps.     

统计预测法与同步数字系列基群时钟同步恢复

同步数字系列 ( SDH)指针调整给支路时钟带来了幅度很大的低频抖动 ,一般的时钟同步恢复方法 (如简单的模拟或数字锁相环 )已无法将其滤除 ,为恢复 SDH中基群时钟同步 ,提出了一种新的全数字化方法——统计预测法。该方法通过对一个统计周期内欲平滑时钟与参考时钟的差异的统计 ,在下一个周期内预测出支路时钟。从该方法的原理、抖动性能的分析以及给出的计算仿真结果和实验测试结果可知 ,该方法可以有效地平滑由于指针调整和码速调整产生的很大的相位跃变 ,恢复的时钟抖动很小 ,有很好的抖动转移特性和很大的捕捉范围 ,且不需要锁相环 ,系统便于集成 ,有利于设备的小型化。     

Testing Jitter on PLL Clocks Based on Analysis of Instantaneous Phase

A novel method based on the analysis of instantaneous phase is proposed to extract the jitter on phase-locked loops output clock. The method utilizes the Hilbert transform to extend the real signal of PLLs output into an analytic signal, and the implementation of Hilbert transform is based on the Fourier transform windowed with Hamming window. Then, the jitter of clock is extracted from the instantaneous phase of analytic signal. The experimental results of simulations validate that the proposed method can effectively extract the jitter on PLL clock, and it has better performance by comparing the sinusoidal jitter extraction results with the other methods.     

一种快速锁定低抖动的时钟数据恢复电路

设计了一款应用于光通信28Gb/s非归零码高速串行接收机的快速锁定、低抖动时钟数据恢复电路。为了解决时钟抖动性能和锁定时间难以兼顾的问题,在比例-积分通路分离的电路结构中,提出了锁定检测判别技术,实现了比例通路增益的可调节,使得环路能够在低抖动的情况下快速锁定。通过Cadence Spectre进行仿真,当环路中使用锁定检测判别技术时,锁定时间为400ns,抖动峰峰值为2.5ps。相较于未使用该技术的环路,锁定时间缩短了33%,抖动降低了40%。