紅外圖像處理芯片中頻率綜合器的設計與實現(xiàn).pdf

1、紅外成像具有作用距離遠、抗干擾性好、穿透煙塵霧霾能力強、可全天候、全天時工作等優(yōu)點，在軍用和民用領域都得到了極為廣泛的應用，而最終成像系統(tǒng)的應用價值取決于能否對圖像信息進行充分的提取與利用。本文所設計的頻率綜合器就是應用于一款基于SOC技術架構的圖像處理芯片，作為其中的關鍵模塊，提供讀取紅外焦平面陣列數(shù)據(jù)時所需的時鐘。
　　本文從分析鎖相式頻率合成器的工作原理出發(fā)，對其體系結構及各個模塊都進行了行為建模與分析，在此基礎上進行了系統(tǒng)

2、設計，對電路參數(shù)進行了優(yōu)化設計，并且分析了系統(tǒng)的噪聲來源同時提出了減小壓控振蕩器噪聲的方法。
　　接下來根據(jù)系統(tǒng)所要求的功能和性能設計了應用于紅外圖像處理芯片的頻率合成器，通過輸入分頻器、輸出分頻器和可編程分頻器實現(xiàn)了頻率的數(shù)字可編程調整；同時，通過兩輸出時鐘和D觸發(fā)器延遲實現(xiàn)了相位的偏移。具體設計了相應的電路：使用有延遲單元的鑒頻鑒相器來消除死區(qū)；使用差分結構的電荷泵、雙環(huán)路濾波器結構和差分信號控制的壓控振蕩器來盡可能的減小壓控

3、振蕩器控制信號上的噪聲，優(yōu)化了輸出時鐘性能；采用隨分頻器系數(shù)逐級遞增充電電容的鎖定檢測電路來保證鎖定檢測信號能夠可靠、準確的輸出。
　　最后給出了在GSMC0.18μm1P5M CMOS混合信號工藝下，各個模塊以及整體的仿真波形及版圖。電路最終實現(xiàn)了2MHz-13.5MHz的時鐘輸出，以步長1/16MHz為單位進行變化，且能夠以1/16周期為步長進行相位偏移。在典型情況TT、1.8V電源電壓、溫度25℃時，輸出3MHz的時鐘周期抖