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在各种通信系统和数据传输系统中，锁相环电路都是其中不可或缺的组成模块，锁相环电路的性能在很大程度上决定了系统的性能。正是由于其应用的广泛性和重要性，锁相环电路成为近年来的研究热点。
本文设计了一款应用于USB2.0收发器的电荷泵锁相环电路，该电荷泵电路用于提供四相正交480MHz的时钟信号以完成USB2.0高速情况下的传输。
在设计过程中，首先对电荷泵锁相环的工作原理进行了详细介绍，在电路层面对各个子电路模块的工作原理，原型结构，S域的传递函数，存在的非理想效应等都做了详细的分析；在系统层面，根据传递函数对电荷泵锁相环的带宽，相位阈值和锁定时间三者之间的关系进行了数学分析，为后续的电路设计提供理论基础。
然后，针对于本论文的具体应用环境对锁相环电路进行设计。在设计中采用自顶向下的设计思想：通过系统的要求得到电路的性能指标，然后根据子电路对各个指标依赖性的高低决定设计的次序，从而得到一个整体上的设计步骤。在具体设计中均从最为经典的结构出发，从理论上分析其中存在的问题并进行必要的优化。完成子模块的设计以及电路的版图后，在不同工艺角和温度下进行仿真验证以确保系统工作的稳定性。
在完成面向USB2.0收发器的锁相环设计后，对电路子模块进行了更深入的讨论：提出了动态逻辑饱和输出鉴频鉴相器(PFD)，该PFD具有高频，低盲区，低功耗，版图面积小等特点；提出了动态匹配电荷泵电路以减小参考杂散；提出了动态带宽锁相环结构中的参考相位电路，以较小的硬件开销得到不随工艺，电压，温度变化且具有确定值的参考相位，同时也提出了基于环形振荡器的倍频电路以及精确50％占空比信号产生电路。