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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃資文
研究生(外文):Zi Wen Huang
論文名稱:快速鎖定的全數位責任週期同步校正電路
論文名稱(外文):A Fast Locked All Digital Duty Cycle Synchronization Mirror Delay Circuits
指導教授:高少谷
指導教授(外文):S. K. Kao
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
論文頁數:77
中文關鍵詞:全數位工作週期校正同步快速鎖定游標卡尺的時間轉數位
外文關鍵詞:All-Digital Duty-Cycle CorrectorSynchronousFast-LockedVernier TDC
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目錄
指導教授推薦書
口試委員會審定書
致謝 iii
摘要 iv
Abstract v
目錄 vii
圖目錄 ix
表目錄 xii
第一章緒論 1
1.1 發展背景 1
1.2 研究動機 2
1.3 論文組織 2
第二章文獻回顧 4
2.1 類比式工作週期校正電路 4
2.2 數位式工作週期校正電路 6
2.3 結論 15
第三章電路架構設計與實現 17
3.1 設計流程 19
3.2 電路架構簡介 20
3.3 內部電路架構介紹 24
3.3.1 半延遲線和粗調碼產生器 24
3.3.2 脈波產生器 29
3.3.3 細調偵測器 33
3.4 模擬結果 34
3.5 晶片佈局與規格表 40
3.6 結論 41
第四章晶片量測結果 42
4.1 晶片量測與環境設定 42
4.2 印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)設計 43
4.3 量測結果 46
4.4 電路設計規格 56
4.5 相關文獻之電路設計規格比較 58
第五章結論及未來研究方向 60
5.1 結論 60
5.2 未來研究方向 60
參考文獻 61


圖目錄
圖2.1類比式工作週期校正電路. 5
圖2.2 參考文獻[2] 之DCC 電路架構. 5
圖2.3參考文獻[2] 之延遲單元. 6
圖2.4 SMD型DCC. 7
圖2.5 (a) Phase-Alignment ADDCC (b) DLL部分的時序圖(c) DCC部分的時序圖 9
圖2.6 (a)Phase-Alignment ADDCC (b) DCC時序圖. 11
圖2.7 DCC電路架構圖. 12
圖2.8 Signal paths at (a) DCC phase and (b) deskew phase. 13
圖2.9 (a) ADDLL and ADDCC (b) ADDLL 時序圖 (c) ADDCC時序圖. 15
圖3.1時序圖. 18
圖3.2 設計流程. 19
圖3.3總電路架構圖. 20
圖3.4 時序圖. 21
圖3.5 (a) 量化架構圖 (b)Arbiter 25
圖3.6 (a)傳統2-1多工器 (b)新2-1多工器. 26
圖3.7 (a) 傳統多工器模擬 (a) 新多工器模擬. 27
圖3.8 (a) Half Delay Line架構圖 (b) 延遲線線性度圖. 28
圖3.9 (a)脈波產生器 (b)Clock Shaping (c) Fine Delay Line (d)SR latch (e) SR latch 模擬圖 31
圖3.10(a) Fine Delay Line線性圖(b)閘極-源極和閘極-汲極電容與VGS之關係圖. 32
圖3.11細調偵測器. 33
圖3.12模擬頻率1G,工作週期20%,Post-Simulation, (a)在TT情況下模擬結果,(b)在FF情況下模擬結果,(c)在SS情況下模擬結果. 35
圖3.13模擬頻率1G,工作週期80%,Post-Simulation, (a)在TT情況下模擬結果,(b)在FF情況下模擬結果,(c)在SS情況下模擬結果 36
圖3.14模擬頻率400M,工作週期20%,Post-Simulation, (a)在TT情況下模擬結果,(b)在FF情況下模擬結果,(c)在SS情況下模擬結果. 37
圖3.15模擬頻率400M,工作週期80%,Post-Simulation, (a)在TT情況下模擬結果,(b)在FF情況下模擬結果,(c)在SS情況下模擬結. 38
圖3.16 TT情況下工作週期誤差結果. 39
圖3.17 TT情況下相位誤差結果. 39
圖3.18晶片佈局圖. 40
圖4.1 量測晶片訊號輸出考量. 42
圖4.2 量測環境設備. 43
圖4.3印刷電路板上層. 44
圖4.4印刷電路板底層. 44
圖 4.5晶片腳位鎊線圖. 45
圖 4.6(a) 為實際印刷電路板上層圖形. 45
圖 4.6(b) 為實際印刷電路板下層圖形. 46
圖4.7 參考頻率 500MHz、工作週期20%量測. 47
圖4.8 參考頻率 500MHz、工作週期 50%量測. 48
圖4.9 參考頻率 500MHz、工作週期80%量測. 49
圖4.10 參考頻率 1000MHz、工作週期20%量測. 50
圖4.11 參考頻率 1000MHz、工作週期 50%量測. 51
圖4.12 參考頻率 1000MHz、工作週期 80%量測. 52
圖 4.12 參考頻率500MHz 相位抖動值量測. 53
圖 4.13 參考頻率 900MHz 相位抖動值量測. 54
圖4.14 工作週期誤差量測統計圖. 55
圖 4.15 相位誤差量測統計圖. 56
圖 4.16 峰對峰抖動與 RMS 抖動量測統計圖. 56
圖 4.17 整體晶片照片. 57
圖 4.18 核心晶片佈局照片. 58

表目錄
表3.1規格表. 40
表 4.1規格表. 56
表 4.2相關文獻比較表. 58


參考文獻(Reference)

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[3] C. C. Chung, D. Sheng, and S. E. Shen, “High-Resolution All-Digital Duty-Cycle Corrector in 65-nm CMOS Technology ”IEEE Trans. On Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, vol.22, no. 5, pp.1096-1195.May 2014
[4] Y. G. Chen, H. W. Tsao, and C. S. Hwang, “A Fast-Locking All-Digital Deskew Buffer With Duty-Cycle Correction”IEEE Trans. On Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, vol.21, no. 2, pp.270-280.Feb. 2013
[5] S.Dongsuk, J. Song,H.Chae,and C. Kim,“A 7 ps Jitter 0.053 mm^2 Fast Lock All-Digital DLL With a Wide Range and High Resolution DCC”IEEE J. Solid-State Circuits, vol.44, no.9, pp.2437-2451. Sept. 2009
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[22] Y. J. Min, C. H.Jeong, K. Y. Kim, W. H.Choi,J. P. Son, C. Kim, and S. W. Kim, “A 0.31-1 GHz Fast-Corrected Duty-Cycle CorrectorWith Successive Approximation Register forDDR DRAM Applications,”IEEE Trans. VLSI Systems, vol. 20, no. 8, pp. 1524-1528, Aug. 2012.
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[24] 劉深淵, 楊清淵,“鎖相迴路”, 滄海書局, 2006
[25] 蕭培墉, 吳孟賢,“Hspice積體電路設計分析與模擬導論”, 東 華書局, 2007

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