集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)-大學(xué)本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告

1、.黑龍江大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告學(xué) 院電子工程學(xué)院專 業(yè)集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)姓 名劉博學(xué) 號(hào)20133942報(bào)告日期2017年 11 月30 日論文（設(shè)計(jì)）題目基于CMOS工藝的震蕩電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師邱成軍論文（設(shè)計(jì)）起止時(shí)間 年 月 日至 年 月 日（共 周）一、論文（設(shè)計(jì)）研究背景與意義射頻和通信是現(xiàn)代通信工程的重要技術(shù)，也是相關(guān)集成電路設(shè)計(jì)的重要領(lǐng)域，在射頻和微波通信技術(shù)中，震蕩器的設(shè)計(jì)是核心技術(shù)之一。壓控振蕩器即輸入頻率與輸入控制電壓有對(duì)應(yīng)關(guān)系的振蕩電路。它是時(shí)鐘生成模塊的核心組成部分，幾乎是所有模塊系統(tǒng)和混合信號(hào)系統(tǒng)中必備的電路模塊。從紛繁的通信協(xié)議、接口協(xié)議，到單純的CP

2、U內(nèi)部精準(zhǔn)時(shí)鐘，壓控振蕩器的結(jié)構(gòu)及具體設(shè)計(jì)方法會(huì)隨應(yīng)用的不同而有不同側(cè)重。壓控振蕩器具有成本低、體積小重量輕、功耗小、可靠性高等優(yōu)越性能、所以人們從未停止對(duì)壓控振蕩器的研究，從早期的真空管時(shí)代到后期的晶體管時(shí)代，不管是理論、電路結(jié)構(gòu)、性能、體積還是制作成本上都取得了飛躍性的進(jìn)展。近年來(lái)，由于對(duì)電子設(shè)備的高要求和基礎(chǔ)部件的不可替代性，人們?cè)絹?lái)越重視壓控振蕩器的研究。目前，壓控振蕩器主要采取的兩種實(shí)現(xiàn)形式是環(huán)形壓控振蕩器和電感電容壓控振蕩器，近IL十年的研究者們一直圍繞這兩種實(shí)現(xiàn)形式進(jìn)行了大量的探索和研究。RING-VCO環(huán)形壓控振蕩器可以采用純數(shù)字CMOS工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，不需要電感元件，因此可以節(jié)省

3、大量的芯片面積，從而實(shí)現(xiàn)低成本的壓控振蕩器;而且這種振蕩器可以實(shí)現(xiàn)很寬的調(diào)諧范圍，振幅比較大，因此在時(shí)鐘類型的應(yīng)用以及低頻或者中頻通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。但是環(huán)形壓控振蕩器具有較強(qiáng)的開關(guān)非線性效應(yīng)，其噪聲性能普遍較差，同時(shí)功耗偏高，這些缺點(diǎn)限制了它在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用；LC-VCO一電感電容振蕩器，適合高頻通信系統(tǒng)中應(yīng)用。雖然LC振蕩器擁有優(yōu)良的相位噪聲特性和較高的頻率穩(wěn)定度，溫度和電源電壓對(duì)它的影響較小，但其需要的無(wú)源器件必須擁有較高品質(zhì)因素，而因其使用電感元器件也大大增加了電路面積，并且不能實(shí)現(xiàn)較寬的調(diào)節(jié)頻率范圍。二、論文（設(shè)計(jì)）的主要內(nèi)容采用0.18um CMOS工藝，利用集成電路EDA設(shè)

4、計(jì)工具cadence進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、仿真、版圖設(shè)計(jì)1、 環(huán)形壓控振蕩器基本結(jié)構(gòu)及工作原理；2、 環(huán)形壓控振蕩器電路結(jié)構(gòu)選定；3、 按照電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論計(jì)算、仿真分析、得出實(shí)際參數(shù)指標(biāo)；4、按最終得出參數(shù)繪制版圖并進(jìn)行驗(yàn)證。三、論文（設(shè)計(jì)）的工作原理及重點(diǎn)、難點(diǎn)工作原理：1、采用四級(jí)差分形式的延遲單元級(jí)聯(lián)構(gòu)成差分環(huán)形壓控振蕩器，輸出信號(hào)交叉返回到輸入端。提高壓控振蕩器電路對(duì)噪聲的抑制能力，減弱信號(hào)的共模干擾，保證壓控振蕩器輸出信號(hào)不受芯片內(nèi)部其他電路的影響，同時(shí)降低功耗。 2、采用直流負(fù)反饋的思想設(shè)計(jì)成復(fù)制偏置電路，實(shí)現(xiàn)延遲單元中負(fù)載阻抗與漏電流的同時(shí)調(diào)節(jié)，從而保證環(huán)形壓控振蕩器的輸出具有相對(duì)恒定

5、的振蕩幅度、頻譜純度較高的正弦波形，降低由振蕩幅度波動(dòng)引起的相位噪聲，減弱由溫度、濕度、工藝變化等因素引入的偏差。 3、采用內(nèi)部帶有正反饋功能的遲滯比較器作為環(huán)形壓控振蕩器的輸出級(jí)降低因噪聲干擾引起的比較器的誤判決，保證輸出波形擁有對(duì)稱的上升沿與下降沿，提高相位噪聲的抑制能力，同時(shí)增大環(huán)形壓控振蕩器帶負(fù)載能力。電路結(jié)構(gòu)：延遲單元偏置電路：輸出緩沖器：重點(diǎn)：電路模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證。以振蕩器的相關(guān)性能為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)延遲單元電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行論證分析，同時(shí)針對(duì)課題的指標(biāo)要求完成延遲單元電路的設(shè)一計(jì)，并給出頻率調(diào)節(jié)范圍、相位噪聲性能在理論上的預(yù)測(cè)結(jié)果。然后對(duì)延遲單元之外的電路進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì)，包括復(fù)制偏

6、置電路、輸出緩沖器電路等。難點(diǎn)：段首空格換型振蕩電路的調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)線性度、輸出振幅、功耗、電源與共模抑制、輸出信號(hào)的純度。四、論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度安排對(duì)齊2016.11.30-2016.12.15 查閱文獻(xiàn)資料，撰寫開題報(bào)告，準(zhǔn)備開題；2016.12.16-2016.12.30 確定電路結(jié)構(gòu)，了解工作原理；2016.12.31-2017.01.15分析工工作原理進(jìn)行理論；2016.01.15-2017.01.30根據(jù)理論計(jì)算和電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，得到最終數(shù)據(jù)；2017.02.1-2017.02.15 繪制電路板圖，計(jì)算版圖面積并進(jìn)行優(yōu)化；2017.02.15-2017.05.15 整理數(shù)據(jù)，撰寫

7、論文，準(zhǔn)備答辯。五、參考文獻(xiàn)1劉清波.0.18umCMOS壓控振蕩器研究與設(shè)計(jì)D.湖南大學(xué).2010.04標(biāo)簽后要空一格2 張勇生.CMOS低相位噪聲環(huán)形壓控振蕩器的設(shè)計(jì)D.武漢理工大學(xué).2012.113 陳超. CMOS壓控振蕩器的研究D南京理工大學(xué)。2013.034 呂志強(qiáng)CM參考文獻(xiàn)內(nèi)容是五號(hào)字體OS振蕩器噪聲理論及優(yōu)化技術(shù)研究D哈爾濱工業(yè)大學(xué).2007.035 鄧揚(yáng)揚(yáng).帶溫度補(bǔ)償?shù)母呔菴MOS振蕩器的研究與設(shè)計(jì)D西南交通大學(xué).2015.056 朱少華.打破調(diào)諧范圍記錄的串聯(lián)LC壓控振蕩器J電子報(bào).2016.08.147 周功孩.CMOS寬帶低噪聲壓控振蕩器設(shè)計(jì)D華中科技大學(xué)2016.

8、1.18英文之間間距太大，調(diào)整每行單詞個(gè)數(shù)，必要的時(shí)候使用連字符8Ham D, Hajimili A. Concepts and Methods in Optimization of Integrated LC VCOs.IEEEJ. Solid-State Circuit, 2001，36(6): 896-909.9Herzel F, Pierschel M, Weger P, et al. Phase Noise in a Differential CMOSVoltageControlled Oscillator for RF Application. IEEEJ Transaction on Circuits and SystemsII: Analog and Digital Signal Processing, 2016, 47(1): 11一15.10Aktas A, Ismail M. CMOS PLL Calibration Techniques. IEEEJ Circuits and Devices Magazine, 2014, 20(5): 6-11六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日七、答辯小組意見 組長(zhǎng)簽字： 年 月 日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期檢查學(xué)