Hocheffiziente Modellierung, Charakterisierung und Analyse von Mixed-Signal Phasenregelkreisen unter Berücksichtigung von nichtlinearen und nicht-idealen [...] / von Dipl.-Ing. Christian Hangmann ; Erster Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Hilleringmann, Zweiter Gutachter: Prof. Dr. techn. Felix Gausch. Paderborn, 2017
Inhalt
- Kurzfassung / Abstract
- Verwendete Symbole und Abkürzungen
- 1 Einleitung
- 2 Architektur und Funktionsweise von Phasenregelkreisen
- 3 Grundlegende Modellierungsansätze der CP-PLL
- 3.1 Lineares Modell
- 3.2 Verhaltensbeschreibung
- 3.3 Ereignisgesteuerte Modellierung
- 3.4 Vergleich der verschiedenen Modelle
- 4 Stabilität der modellierten idealen CP-PLL
- 4.1 Stabilität des linearen zeitkontinuierlichen Modells
- 4.2 Stabilität des linearen zeitdiskreten Modells
- 4.3 Stabilität basierend auf dem Abtastverhältnis
- 4.4 Analytische Stabilitätsbedingung basierend auf dem ereignisgesteuerten Modell
- 4.5 Vergleich der Stabilitätsbedingungen
- 4.6 Überlastgrenze des Phasenregelkreises zweiter und dritter Ordnung
- 5 Modellierung der CP-PLL inkl. nicht-idealer Effekte
- 5.1 Typen der Transistor-Level-basierten nicht-idealen Effekte
- 5.2 Phasenrauschverhalten anhand des linearen Modells
- 5.3 Ereignisgesteuerte Modellierung nicht-idealer Effekte
- 5.3.1 Modellierung der nicht-idealen Effekte des PFD & CP Blocks
- 5.3.2 Dividiererlaufzeiten
- 5.3.3 Phasenrauschen
- 5.4 Vergleich der Modellierungsansätze
- 6 Validierung mittels Hardware-Realisierung
- 6.1 Aufbau der Testschaltung
- 6.2 Charakterisierung der einzelnen Bauelemente
- 6.3 Validierung der ereignisgesteuerten Modellierung
- 7 Charakterisierung und Analyse der CP-PLL inkl. nicht-idealer Effekte
- 7.1 Phasenrauschverhalten
- 7.2 Statischer Phasenfehler
- 7.3 Dynamisches Verhalten
- 7.4 Stabilität des Phasenregelkreises mit Totzone
- 7.5 Statistische Betrachtung der CP-PLL
- 7.5.1 Dynamikwechsel in Abhängigkeit von den Anfangsbedingungen
- 7.5.2 Überschwinger in Abhängigkeit vom Schleifenfilterwiderstand
- 7.5.3 PVT-Charakterisierung
- 7.5.4 Attraktivität zweier möglicher Ruhelagen
- 7.6 Robuster Systementwurf basierend auf den Charakterisierungen
- 8 Zusammenfassung und Ausblick
- A Messtechnische Aufnahme der PFD-Kennlinie
- B Ereignisgesteuerte Modellierungen weiterer Phasenregelkreise
- B.1 Spannungsgesteuerte CP-PLL
- B.2 Phasenregelkreis zur Takt- und Datenrückgewinnung
- B.3 CP-PLL mit 5-State PFD
- C Digitale Schaltung zur Einrastdetektion
- D Grafische Benutzeroberfläche
- E Einblick in die C++ Implementierung des ereignisgesteuerten Modells
- F Verilog-AMS Verhaltensmodelle der Fractional-N PLL
- G Beziehung der Determinantenmethode und der Tabellenform von Jury
- Abbildungsverzeichnis
- Literaturverzeichnis
- Stichwortverzeichnis