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本论文针对无线通讯系统对时钟系统中锁相环锁定时间的要求，通过改进电荷泵锁相环前级电路中鉴频鉴相器（PFD）的电路结构，增加一个控制模块（DAPD）控制自适应调整电荷泵（CP）的充放电电流大小，设计了一种可实现快速锁定的电荷泵锁相环前级电路。该电路的PFD在输出的相位误差值大于DAPD的延迟时间τ时，控制开关打开， CP电流增加，环路带宽增加，环路滤波器（LPF）电阻值减少，在环路接近锁定时，调整带宽到预设的优化值，保证了系统性能的最优化。该PFD电路中增加反馈延时来消除鉴相死区，用EDC结构取代D触发器来防止电流泄露。当输出频率与输入频率相差较大时，由增加的带宽控制模块启动快速锁定模式，CP的电流增加为原来的四倍，LPF的电阻减少为原来的一半，环路进入快速锁定状态，此时系统相位裕度不变，即系统稳定性不变。电荷泵的设计有避免电荷共享，减小电流失配等优点。该电荷泵锁相环前级电路应用到的电荷泵锁相环，可为无线收发机提供精准的、高频谱纯度的本振信号。本设计基于SMIC40nm CMOS工艺，利用Cadence软件Schematic完成电路设计，用Spectre实现电路仿真和版图设计。仿真结果表明：在电源电压为2.5V时，晶体振荡器参考频率稳定在38.4MHz，鉴频鉴相器实现鉴频鉴相功能，复位电路上延时增加，消除鉴相死区，CP电流失配基本为0。该电荷泵锁相环可实现输出频率范围为698MHz-960MHz，1700MHz-2200MHz，2300MHz-2700MHz，符合GSM，TD-SCDMA，WCDMA，TD-LTE四个通讯标准的工作频段，且锁定时间小于12μs。版图设计中采用6层金属来实现，各部分都通过DRC，LVS检查。设计完成生成GDS文件送给SMIC公司流片后，测试结果表明，实现了高频率输出。