CMOS集成鎖相環電路設計

圖書簡介

本書以CMOS鎖相環及其在射頻頻率合成器和時鐘恢復中的套用為主題，詳細討論了相關基礎原理、系統考量和電晶體級實用電路設計。
全書共14章。第1～4章介紹了頻率合成器套用和性能指標，鎖相環的基本結構原理，子模組電路設計和噪聲；第5～7章討論了差分積分調製分數線鎖相環設計；第8～9章講述全數字鎖相環設計和相位調製。第10～11章介紹振盪器設計、相位噪聲和抖動；第12章講述了延遲鎖定環；第13章討論了實用鎖相環設計；第14章講述了時鐘和數據恢復電路設計。
本書系統介紹了CMOS集成鎖相環設計的各個方面，可以作為高等院校工科微納電子、積體電路設計、通信與電子系統等專業高年級本科和研究生教材，同時可作為模擬混合電路設計、射頻通信電路系統設計人員的參考書。

前言

鎖相環設計是現代積體電路設計中的一個重要課題，在射頻無線通信、高速有線通信、光纖通信以及高性能數字電路等領域中都占有重要的地位。而且，鎖相環作為電路設計理論中最重要的混合信號負反饋系統之一，是一個合格的射頻及混合信號積體電路設計師必須了解和掌握的一項電路設計專業知識。頻率合成器是鎖相環在通信電路中最重要的套用，在任何一個無線接收發射器中都可以找到多個頻率合成器。了解和掌握頻率合成器性能指標、系統和電路單元設計，是一名通信積體電路設計師必備的專業素養。鎖相環的另一個重要套用是時鐘和數據恢復，主要套用於高速有線通信，包括光纖通信和金屬導線通信。
近20年以來，隨著無線通信設備、無線智慧型終端的普及和高速網際網路的發展，包括頻率合成器和時鐘恢復電路在內的通信電路設計技術都取得了長足的進步，尤其是基於大規模量產和較低成本CMOS工藝的射頻積體電路設計已經成為工業界的主流。任何實用的射頻電路設計的知識，都應該是基於CMOS工藝和器件的實現。
隨著中國30多年飛速的發展，國內已經形成了對無線通信設備和終端具有巨大需求的市場。相應地，在國內出現了許多本土和來自海外的射頻積體電路設計和生產廠商，射頻積體電路設計的水準和對這方面人才的需求也大幅上升。但是在此方面的教學和專業培訓卻相對滯後，尤其是大學教科書，還是停留在翻譯國外教材或沿用老化的教材，和其他相關領域如計算機教材形成很大的反差。隨著中國積體電路設計產業的發展壯大，據筆者了解，廣大的設計人員苦於沒有一本跟上學科前沿、選材契合設計實踐的中文參考書。
即便在國外已有的參考書中，大部分已出版多年，雖然會在再版時更新和補充一些新的內容，但仍無法跟上技術的進步。比如很多關於鎖相環的參考書是基於反饋控制理論來講述的，包含了大量的控制理論，卻沒有結合積體電路設計。還有很多鎖相環的參考書選材過於龐雜，涵蓋了大量的控制理論和通信信號處理，等等，和鎖相環積體電路的設計基本沒有任何直接的聯繫。另外一類鎖相環參考書則選題非常狹窄和專業，比如只講述全數字鎖相環等非常專門的知識，這類參考書通常是由某博士論文直接改編或一組專業論文編纂而來的，很難針對廣大的積體電路設計人員和院校中的研究人員。CMOS集成鎖相環電路設計前言[1][2][2]本書以鎖相環及鎖相環在射頻頻率合成器和時鐘恢復中的套用為主題，以集成CMOS為電路實現方法，詳細討論從基礎原理、系統考量和電晶體級電路設計細節到實際設計生產中遇到的實際問題，盡力給廣大工業界積體電路設計人員和院校研究機構研究人員和研究生提供一本原理清晰透徹、設計講解詳細豐富、內容前沿實用的積體電路設計參考書。
從選材來看，從鎖相環負反饋原理出發，先介紹鎖相環及頻率合成器在通信電路中的套用和性能，然後由鎖相環基本結構、主要模組電路設計細節逐漸深入到基於差分積分調製器的分數型鎖相環設計，包括其核心的差分積分調製器設計，接著擴展到最前沿的全數字鎖相環設計和基於鎖相環的相位調製。在鎖相環設計之外，專門介紹壓控振盪器的設計，包括電容電感振盪器和環振盪器設計；此外介紹了基於延遲鎖定環的頻率合成器，最後指出在實際鎖相環設計生產中的問題。由於時鐘和數據恢復電路設計較為獨立，自成一體，在第14章中單獨進行介紹。從其在高速有線通信中的套用背景出發，先介紹其主要設計指標、基本環路結構，然後講解基本子電路模組，包括全速率和半速率線性和二進制鑒相器、鑒頻器和電荷泵等，最後以基於相位內插值的數字時鐘恢復電路結束。

CMOS集成鎖相環電路設計

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