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A low-noise PLL design achieved by optimizing the loop bandwidth

Journal of Semiconductors 2009年第8期30卷 156-159页

作者：白创赵振宇张民选 School of Computer National University of Defense Technology

This paper describes a low-noise phase-locked loop （PLL） design method to achieve minimum jitter. Based on the phase noise properties extracted from the transistor, and the low-pass or high-pass transfer characteristics of different noise sources to the output, an optimal loop bandwidth design method, derived from a continuous-time PLL model, further improves the jitter characteristics of the PLL. The described method not only finds the optimal loop-bandwidth to minimize the overall PLL jitter, but also achieves optimal loop-bandwidth by changing the value of the resistor or charge pump current. In addition, a phase-domain behavioral model in ADS is presented for accurately predicting improved jitter performance of a PLL at system level. A prototype PLL designed in a 0.18 μm CMOS technology is used to investigate the accuracy of the theoretical predictions. The simulation shows significant performance improvement by using the proposed method. The simulated RMS and peak-to-peak jitter of the PLL at the optimal loop-bandwidth are 10.262 ps and 46.851 ps, respectively.

关键词： continuous-time domain analysis optimal loop bandwidth phase-domain behavioral model timing jitter

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