Un PLL autoajustable de bloqueo rápido adaptativo de multiplicador de 5 a 512 en 28 nm CMOS de 1 a 3 GHz
Autores: Wang, Binghui; Yang, Haigang; Jia, Yiping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un PLL autoajustable de bloqueo rápido adaptativo de multiplicador de 5 a 512 en 28 nm CMOS de 1 a 3 GHz
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Bucle de bloqueo rápido adaptable
Amplio rango de operación
Lazo de bloqueo de fase de baja fluctuación
Inyección de corriente
Tecnología de ancho de banda adaptable
Oscilador controlado por voltaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Basado en una arquitectura auto-bias, este artículo presenta un novedoso bucle de enganche de fase (PLL) adaptativo de rápida sincronización, amplio rango de operación y baja fluctuación. Se emplea una inyección de corriente y tecnología de ancho de banda adaptativo con un área mínima adicional para acelerar el proceso de adquisición del equilibrio del bucle, sin impacto adverso en la dinámica del bucle en estado estable y el rendimiento de la fluctuación. El circuito de inicio propuesto restablece el bucle a un estado inicial apropiado para acortar el intervalo de rampa inicial del oscilador controlado por voltaje (VCO), lo que también reduce el tiempo de sincronización. Además, se introduce un factor proporcional para brindar flexibilidad en la optimización del diseño del circuito. El PLL auto-bias adaptativo de rápida sincronización propuesto (AFL-SPLL) está diseñado y realizado en un prototipo basado en el proceso CMOS de 28 nm de TSMC, con un voltaje de suministro de 0.9 V y un área de 0.0281 mm. Este PLL demuestra un rango de ajuste de 1 a 3 GHz y consumos de potencia de 0.91 mW a 1 GHz hasta 4.6 mW a una frecuencia de operación de 3 GHz. Los resultados experimentales muestran que el proceso de captura se ha acelerado hasta un 84.7% en grandes relaciones de división, sin embargo, el rendimiento de la captura no se deterioró en absoluto para relaciones de división pequeñas. Mientras tanto, la implementación del circuito casi no aumentó el área y aún logró una reducción en el tiempo de bloqueo de aproximadamente 6.5 veces, es decir, de 23.5 s (sin el bloqueo adaptativo) a solo 3.6 s (con el bloqueo adaptativo) en la condición de frecuencia máxima de operación de 3 GHz.
Descripción
Basado en una arquitectura auto-bias, este artículo presenta un novedoso bucle de enganche de fase (PLL) adaptativo de rápida sincronización, amplio rango de operación y baja fluctuación. Se emplea una inyección de corriente y tecnología de ancho de banda adaptativo con un área mínima adicional para acelerar el proceso de adquisición del equilibrio del bucle, sin impacto adverso en la dinámica del bucle en estado estable y el rendimiento de la fluctuación. El circuito de inicio propuesto restablece el bucle a un estado inicial apropiado para acortar el intervalo de rampa inicial del oscilador controlado por voltaje (VCO), lo que también reduce el tiempo de sincronización. Además, se introduce un factor proporcional para brindar flexibilidad en la optimización del diseño del circuito. El PLL auto-bias adaptativo de rápida sincronización propuesto (AFL-SPLL) está diseñado y realizado en un prototipo basado en el proceso CMOS de 28 nm de TSMC, con un voltaje de suministro de 0.9 V y un área de 0.0281 mm. Este PLL demuestra un rango de ajuste de 1 a 3 GHz y consumos de potencia de 0.91 mW a 1 GHz hasta 4.6 mW a una frecuencia de operación de 3 GHz. Los resultados experimentales muestran que el proceso de captura se ha acelerado hasta un 84.7% en grandes relaciones de división, sin embargo, el rendimiento de la captura no se deterioró en absoluto para relaciones de división pequeñas. Mientras tanto, la implementación del circuito casi no aumentó el área y aún logró una reducción en el tiempo de bloqueo de aproximadamente 6.5 veces, es decir, de 23.5 s (sin el bloqueo adaptativo) a solo 3.6 s (con el bloqueo adaptativo) en la condición de frecuencia máxima de operación de 3 GHz.