基于鎖相環電源噪聲引起的周期抖動分析

朱　劍

(西安電子科技大學 電子工程學院，陜西 西安 710071)

?

基于鎖相環電源噪聲引起的周期抖動分析

朱劍

(西安電子科技大學 電子工程學院，陜西 西安 710071)

摘要針對電源噪聲在時鐘電路的鎖相環中引起的抖動問題，通過分析周期抖動和相位抖動與電源噪聲間的關系，提出了用于預測電源噪聲引起的鎖相環抖動峰峰值的計算公式。文中預測的抖動峰峰值與HSPICE的仿真結果間的誤差最大為3%，說明了文中公式的有效性。

關鍵詞鎖相環；電源噪聲；周期抖動

鎖相環的工作原理[1-4]早在30年代就被提出，其本質上就是一個閉環反饋的控制電路。鎖相環電路實現的功能是使輸出信號(反饋信號)和輸入信號(參考信號)在相位與頻率上實現同步，它為系統的其他部分提供了一個干凈而且穩定的時鐘輸出信號。鎖相環可以產生倍頻或分頻輸出時鐘，被廣泛應用于串行通信系統中。隨著集成電路工作頻率不斷提升，鎖相環的工作頻率越來越高，電源噪聲也逐漸增大[5]。然而從始至終，它的基本電路原理框架從未發生變化，最根本的理論依然是自動控制理論。因為閉環反饋系統達到百分之百的穩定是不可能的，總是存在一定的波動，加之電源噪聲的影響，鎖相環產生的抖動從自動控制原理角度來看也是無法規避的。本文通過采用貝斯特的《鎖相環設計、仿真與應用》書中的鎖相環模型[6]，建立鎖相環的HSPICE模型[7]，深入探討電源噪聲對鎖相環電路抖動的影響。……