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锁相环电路中压控振荡器的SET响应研究

空间辐射环境中的锁相环在SET作用下,将产生频率或相位偏差,甚至导致振荡中止,造成通信或功能中断。压控振荡器是锁相环中的关键电路,也是对SET敏感的部件之一。本文基于工艺校准的器件模型,采用TCAD混合模拟的方法,针对180nm体硅CMOS工艺下高频锁相环中的压控振荡器,研究了偏置条件、入射粒子的能量以及温度对压控振荡器SET响应的影响,通过分析失效机理,以指导抗辐照压控振荡器的设计。研究结果表明,当器件工作在截止区时,入射粒子引起压控振荡器输出时钟的相位差小;压控振荡器的输出时钟错误脉冲数随着入射粒子LET的增加而线性增加;随着器件工作温度的升高,轰击粒子引起压控振荡器输出时钟的相位差也是增大的。

一种具有温度补偿效应的环形振荡器设计

介绍了一种基于O.35μm标准CMOS工艺实现的三级差分环形压控振荡器。结果表明,2.5V电源电压供电时,振荡器中心频率为315MHz,工作电流为330uA,电路功耗仅为825uW。温度范围为一30~80℃,输出频率的中心频率为295~328MHz,频率变化小于1000ppm。本设计可极大的改善由于温度引起的振荡器频率严重变化的影响,可应用于锁相环和频率综合器设计中。

1. 中心频率指频率调节范围的中间值，CMOS输出可达到245.0MHz，LVDS可达到2.1GHz, HCSL可达到700MHz。

2. 输出方式根据需要采用不同的输出。CMOS, LVDS, HCSL, True Sine都有不同的波形特征以及用途。

3. 工作电压可根据具体型号选择1.8V/2.5V/3.3V/5.0V。其中3.3V的应用较为广泛。

4. 压控范围通过调节控制电压改变输出频率。单位为ppm，范围一般为±50~200ppm。

5. 频率稳定度在工作温度范围内，对标称频率允许的偏差，单位一般为百万分之一即ppm。

6. 工作温度工业级标准-40~85℃。特殊应用会对温度有更高的要求。