【摘 要】
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随着集成电路的高速发展,对芯片时钟频率精确度的要求也越来越高。频率源的准确性可以决定一个时序电路设计的质量。尤其是在如今高速集成的数字电路中,一个细小的时钟误差就
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随着集成电路的高速发展,对芯片时钟频率精确度的要求也越来越高。频率源的准确性可以决定一个时序电路设计的质量。尤其是在如今高速集成的数字电路中,一个细小的时钟误差就可能导致整体周期的错乱,使得数字电路的时序紊乱。因此,振荡器作为集成电路频率源的代表成为了人们关注的研究课题。本论首先文介绍了目前较为流行的三种在集成电路中应用的振荡器,它们分别是晶体振荡器、环形振荡器以及张弛振荡器。随之逐一地分析了它们的结构特点以及工作方原理。本文基于TSMC90nm工艺设计了一款频率可修调的张弛振荡器,并且还设计了一款低功耗的线性稳压器来驱动振荡器。文中详细地阐述了线性稳压器的设计原理,并结合其自身的特点提出了一种低功耗并且十分节省面积的设计方案。随后对其进行仿真验证,得到了一个可靠的输出电压为1.2V的线性稳压器。仿真结果表明线性稳压器的负载调整率为3.64%以及其电源抑制比为-63.4dB。随后,根据设计要求完成了对振荡器电路的总体结构设计和子模块的电路设计。并详细地讲述了如何通过修调控制端口的连接方式来得到所需的输出振荡频率。通过调节控制端口课时输出频率覆盖范围达到默认值的284%至61.5%内,并且仿真数据验证了在如此大的范围内一定可以找到最初设定的频率为48MHz的振荡器。而后为了确保输出时钟的可靠性,还专门地讨论了其相位噪声,仿真实验结果测得相位噪声可达-101.128dBc/Hz @1MHz,以及-121.806dBc/Hz @10MHz。最后,本文绘制出了线性稳压器与振荡器的版图,并分别对其进行后仿验证,仿真结果均满足设计要求。
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