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深亚微米CMOS环形放大器研究 预览
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作者 裴志军 王雅欣 韩蕾 《天津职业技术师范大学学报》 2019年第2期13-18,共6页
随着CMOS工艺技术的持续进步,模拟集成电路中能耗有效的放大器设计面临着严峻挑战。CMOS环形放大器具有与环形振荡器相似的简单结构,能够随现代CMOS工艺特征尺寸的缩小而改善性能,且以低功耗获得高增益。文章分析了环形放大器转换、稳... 随着CMOS工艺技术的持续进步,模拟集成电路中能耗有效的放大器设计面临着严峻挑战。CMOS环形放大器具有与环形振荡器相似的简单结构,能够随现代CMOS工艺特征尺寸的缩小而改善性能,且以低功耗获得高增益。文章分析了环形放大器转换、稳定和锁定放大的工作机理,研究了CMOS环形放大器的设计技术,提出了三级反相器的增益分配方法。研究结果表明:基于浮动采样的伪差分环形放大器结构可应用于信号的差分处理,而自偏置的环形放大器结构能够改善电源变化的影响。 展开更多
关键词 环形放大器 深亚微米 环形震荡器 反相器 模拟集成电路
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基于XGBoost的硬件木马检测方法 预览
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作者 高洪波 李磊 +1 位作者 周婉婷 向祎尧 《电子技术应用》 2019年第4期55-59,共5页
在环形振荡器网络分析的基础上,提出一种基于XGBoost的硬件木马检测方法,并利用交叉验证方法进行模型优化。该方法能够利用训练样本数据集构建XGBoost分类模型,采用监督学习模式对数据进行分类,从而实现将原始电路与木马电路分离的目的... 在环形振荡器网络分析的基础上,提出一种基于XGBoost的硬件木马检测方法,并利用交叉验证方法进行模型优化。该方法能够利用训练样本数据集构建XGBoost分类模型,采用监督学习模式对数据进行分类,从而实现将原始电路与木马电路分离的目的。以RS232-T100、RS232-T800为木马电路,进行FPGA实验,实验结果表明:对RO在0. 1 ms积分时间下的木马数据,检测率达到100%、 99. 20%,验证了本方法的有效性。此外,在与传统方法和其他机器学习方法比较时,基于XGBoost的检测方法表现出了更高的检测率,能对多维度向量的关联数据作特征重要性分析,而非降维,能最大限度地保留木马检测所需的关键特征。 展开更多
关键词 硬件木马 XGBoost 交叉验证 环形振荡器 FPGA
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Speeding up carbon nanotube integrated circuits through three-dimensional architecture
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作者 Yunong Xie Zhiyong Zhang +1 位作者 Donglai Zhong Lianmao Peng 《纳米研究:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第8期1810-1816,共7页
Semiconducting carbon nanotube (CNT) field effect transistor (FET) is attractive for constructing three-dimensional (3D) integrated circuits (ICs) because of its low-temperature processes and low power dissipation. Ho... Semiconducting carbon nanotube (CNT) field effect transistor (FET) is attractive for constructing three-dimensional (3D) integrated circuits (ICs) because of its low-temperature processes and low power dissipation. However, CNT based 3D ICs reported usually suffered from lower performance than that of monolayer CNT ICs. In this work, we develop a 3D IC technology through integrating multi-layer high performance CNT film FETs into one chip, and show that it promotes the operation speed of CNT based 3D ICs considerably. We also explore the advantage on ICs of 3D architecture, which brings 38% improvement on speed over two-dimensional (2D) one. Specially, we demonstrate the fabrication of 3D five-stage ring-oscillator circuits with an oscillation frequency of up to 680 MHz and stage delay of 0.15 ns, which represents the highest speed of 3D CNT-based ICs. 展开更多
关键词 carbon NANOTUBE nanoelectronics FIELD-EFFECT TRANSISTORS three-dimensional (3D) integrated circuits ring OSCILLATOR
基于环形振荡器的物理不可克隆函数的设计与验证 预览
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作者 胡鹏 魏江杰 +2 位作者 周昱 张荣 魏敬和 《电子与封装》 2019年第7期33-36,共4页
为了验证物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)的有效性,试验必须针对大量芯片的微延迟特性进行建模。尽管仿真的方式能够提供近似的结果,但通过片上试验能获得更加精确的结果。借助FPGA工具制造硬宏,在多块同型号FPGA... 为了验证物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)的有效性,试验必须针对大量芯片的微延迟特性进行建模。尽管仿真的方式能够提供近似的结果,但通过片上试验能获得更加精确的结果。借助FPGA工具制造硬宏,在多块同型号FPGA上分析了基于环形振荡器(Ring Oscillator,RO)的物理不可克隆函数。其核心步骤是通过对相邻RO的振荡频率计数后相互比较,得到1024比特长度的响应输出。在多次试验测试后,得到了片内和片间汉明距,并作为PUF性能的指标参数——唯一性、可靠性。结果表明,常温下的平均唯一性为48.01%,平均可靠性为1.75%。 展开更多
关键词 物理不可克隆函数 环形振荡器 唯一性 可靠性
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基于环形振荡器的物理指纹认证设计研究 预览
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作者 钟杰 雷颜铭 +1 位作者 王溢 程丽君 《通信技术》 2019年第2期429-433,共5页
物理指纹(PUF)认证技术是利用硬件设备在生产过程中产生的随机差异,生成该设备的唯一身份标识,在设备认证、信息加密等领域有广泛应用。首先对物理指纹认证技术进行归纳和分类;其次,针对具体需求,基于FPGA芯片设计环形振荡器电路,实现F... 物理指纹(PUF)认证技术是利用硬件设备在生产过程中产生的随机差异,生成该设备的唯一身份标识,在设备认证、信息加密等领域有广泛应用。首先对物理指纹认证技术进行归纳和分类;其次,针对具体需求,基于FPGA芯片设计环形振荡器电路,实现FPGA器件的有效认证;最后,针对环形振荡器的指纹可提取性、随机性、稳定性等展开设计研究。 展开更多
关键词 物理指纹 环形振荡器 系统偏差 伪随机数
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2.6GHz高速CMOS环形振荡器设计 预览
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作者 肖乃稼 何晓雄 崔华锐 《合肥工业大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第8期1059-1064,共6页
文章提出了一种偶数级环形振荡器的设计方案,中心频率为2.3GHz,利用起振电路使其能够快速起振,当环形振荡器的控制电压为1.2~2.0 V时,其线性调谐范围为1.9~2.6GHz;电路设计采用TSMC 0.18μm 1P6M混合信号生产工艺;利用Cadence Spectre R... 文章提出了一种偶数级环形振荡器的设计方案,中心频率为2.3GHz,利用起振电路使其能够快速起振,当环形振荡器的控制电压为1.2~2.0 V时,其线性调谐范围为1.9~2.6GHz;电路设计采用TSMC 0.18μm 1P6M混合信号生产工艺;利用Cadence Spectre RF进行仿真。结果显示,在中心频率为2.3GHz、偏移载波频率为10MHz的情况下,环形振荡器的相位噪声为-112.9dBc/Hz。该电路可用于高速锁相环的设计中。 展开更多
关键词 压控振荡器 环形振荡器 相位噪声 偶数级 起振
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用于超高频标签芯片的低功耗高稳定时钟电路 预览 被引量:2
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作者 许仕龙 魏恒 陈燕 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2018年第2期357-362,共6页
提出一种适用于无源超高频射频识别(UHF RFID)标签芯片的时钟产生电路。电路使用N型金属-氧化物-半导体(NMOS)栅极电压取代了复杂的比较器电路作为比较电平,精简了电路结构,降低了电路功耗,减小了版图面积;使用二极管方式连接的NMOS管... 提出一种适用于无源超高频射频识别(UHF RFID)标签芯片的时钟产生电路。电路使用N型金属-氧化物-半导体(NMOS)栅极电压取代了复杂的比较器电路作为比较电平,精简了电路结构,降低了电路功耗,减小了版图面积;使用二极管方式连接的NMOS管作温度及工艺补偿感应管,利用其栅压变化控制充放电电流,使其在不同工艺角下,当温度在较大范围内变化时,均能实现输出频率稳定。采用中芯国际0.18μm工艺进行仿真验证,结果表明:当电源电压为1 V,基准电流为130 nA时,电路功耗仅为447 nW;在工艺角由ss变化到ff的过程中,输出频率偏差不超过2.43%,;温度在-40~90℃范围变化时,输出频率偏差小于0.99%,适合无源射频识别标签芯片使用。 展开更多
关键词 低功耗 弛豫振荡器 环形振荡器 时钟生成 超高频射频识别
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基于数字电容式的传感器接口电路设计 预览 被引量:1
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作者 肖莹慧 《现代电子技术》 北大核心 2018年第18期45-48,共4页
为了降低无源RFID传感器标签的功耗和面积,设计一种基于无源RFID数字电容式传感器的接口电路。其采用0.18μmCMOS工艺设计的集成式全数字结构,能够在频域内对传感器电容值进行处理。该电路采用一种功耗比传统反相器结构振荡器低30%的新... 为了降低无源RFID传感器标签的功耗和面积,设计一种基于无源RFID数字电容式传感器的接口电路。其采用0.18μmCMOS工艺设计的集成式全数字结构,能够在频域内对传感器电容值进行处理。该电路采用一种功耗比传统反相器结构振荡器低30%的新型环形振荡器结构,振荡器内部是限幅的。最后,对该集成全数字电路进行测试。测试结果表明,其线性度与稳定性均良好,芯片占用面积小,仅为0.21mm2,且功率消耗小,在电源电压下仅为0.92μW。因此,适合应用于无源RFID传感器标签设计中。 展开更多
关键词 数字电容式传感器 接口电路 无源RFID CMOS工艺 环形振荡器 标签设计
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基于环形振荡器的硬件木马检测
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作者 金瓯 李磊 周婉婷 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2018年第11期79-83,88共6页
针对传统的边信道检测模型容易受到工艺偏差的影响,提出了一种集成在电路内部的检测方法,该方法将电路内部难以直接测量的待测信号转化直观的量化值输出,并通过后续的降噪、降维、分类算法的处理,实现硬件木马的检测.与传统信道检测方... 针对传统的边信道检测模型容易受到工艺偏差的影响,提出了一种集成在电路内部的检测方法,该方法将电路内部难以直接测量的待测信号转化直观的量化值输出,并通过后续的降噪、降维、分类算法的处理,实现硬件木马的检测.与传统信道检测方法相比,本检测方法的最大特点是:(1)有效的避免工艺偏差的影响;(2)即使木马尚未激活也能检测木马的存在;(3)能实现对木马位置的定位.FPGA实验表明,对Trust-hub上的RS232木马电路能显著提高检测结果. 展开更多
关键词 硬件木马 工艺偏差 环形振荡器 边信道 FPGA
基于CMOS环型振荡器0~100 MHz高线性低功耗时钟发生器 被引量:1
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作者 刘心彤 李振荣 庄奕琪 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2018年第3期52-57,63共7页
设计了一种基于高线性低功耗延时单元和电压电流转换电路的环形压控振荡器电路,并采用数控技术提出了一种延时和充放电电流可编程控制的鉴频鉴相器和电荷泵电路,获得了突出的环路性能,最终基于0.18μm RF CMOS工艺集成实现了一个具有高... 设计了一种基于高线性低功耗延时单元和电压电流转换电路的环形压控振荡器电路,并采用数控技术提出了一种延时和充放电电流可编程控制的鉴频鉴相器和电荷泵电路,获得了突出的环路性能,最终基于0.18μm RF CMOS工艺集成实现了一个具有高线性低功耗特性的时钟信号发生器. 展开更多
关键词 时钟发生器 锁相环 环形振荡器 高线性 低功耗
一种高精度环形振荡器的设计 预览
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作者 骆川 《中国集成电路》 2018年第9期48-53,共6页
本文设计了一款输出频率为30MHz的高精度环形振荡器(Ring OSC),同时详细分析了环形振荡器中使用的补偿技术,包括温度补偿和电压补偿。spectre仿真显示,经过温度补偿和电压补偿之后,环形振荡器的输出精度在电压变化范围为1.6V~2.0V以... 本文设计了一款输出频率为30MHz的高精度环形振荡器(Ring OSC),同时详细分析了环形振荡器中使用的补偿技术,包括温度补偿和电压补偿。spectre仿真显示,经过温度补偿和电压补偿之后,环形振荡器的输出精度在电压变化范围为1.6V~2.0V以及温度变化范围在-40℃~125℃时可以达到±1%以内的水平。 展开更多
关键词 环形振荡器 温度补偿 高精度
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FROPUF:从基于FPGA的震荡环PUF中提取更多的熵 预览
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作者 李昌婷 章庆隆 +1 位作者 刘宗斌 荆继武 《信息安全学报》 CSCD 2018年第1期16-30,共15页
FPGA平台上基于振荡环的物理不可克隆方法(Ring Oscillator based Physically Unclonable Function,以下简称RO PUF)以其简洁的架构和优良的属性而备受青睐。但是常用的RO PUF结构只能通过比较一对振荡环的频率,从两个振荡环里提取到... FPGA平台上基于振荡环的物理不可克隆方法(Ring Oscillator based Physically Unclonable Function,以下简称RO PUF)以其简洁的架构和优良的属性而备受青睐。但是常用的RO PUF结构只能通过比较一对振荡环的频率,从两个振荡环里提取到1比特的熵。在很多应用中,尤其是基于PUF技术的密钥生成和随机数生成中,PUF响应能够保证提供足够的熵至关重要,为此,RO PUF需要部署大量的振荡环从而会消耗更多的资源。硬件资源利用率的低下极大限制了RO PUF的应用范围,尤其是资源受限的情景。针对这个问题,我们提出了一种简洁高效的方法,通过利用可编程延迟线(Programmable Delay Line,PDL)对延迟路径的精细控制,可以从每个振荡环中提取到相当于目前最优方案6倍的熵。我们将这种新型RO PUF结构命名为深度RO PUF(Further RO PUF)。本文不仅详细介绍了如何利用从实现振荡环的查找表(Look Up Table,LUT)中推导出的潜在随机变量,还展示更深层的制造差异变量是如何通过类似于高阶差分算法来提取的。除此之外,我们还建立了模型进行仿真并在Xilinx Virtex-6和Zynq-7000系列评估板上进行了实验,通过展示仿真和实验结果的一致性来证明我们所提出方法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 PUF 振荡环 高阶差分 可编程延迟线 FPGA
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一种低功耗低噪声8相位输出环形振荡器 预览
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作者 李新 张海宁 刘敏 《电子技术应用》 2018年第4期40-43,47共5页
针对环形振荡器的功耗大、噪声大、线性度差等问题,基于TSMC 55 nm工艺,提出了一种新型交叉前馈结构环形振荡器电路。深入分析了器件自身热噪声、闪烁噪声对环形振荡器输出相噪贡献百分比,利用电容滤波技术来降低振荡器输出相噪,采用源... 针对环形振荡器的功耗大、噪声大、线性度差等问题,基于TSMC 55 nm工艺,提出了一种新型交叉前馈结构环形振荡器电路。深入分析了器件自身热噪声、闪烁噪声对环形振荡器输出相噪贡献百分比,利用电容滤波技术来降低振荡器输出相噪,采用源极负反馈电路得到线性电流来改善调频线性度,并提供了宽调谐范围。Spectre RF仿真结果表明,设计的环形振荡器频率覆盖范围为0.2 GHz~3.8 GHz,产生8相位,相位噪声为-91.34 dBc/Hz@1 MHz,在1.2 V电源电压下消耗电流为4.6 mA,线性度良好。 展开更多
关键词 环形振荡器 低功耗 交叉前馈 相位噪声
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一种低电源电压敏感度伪差分环形振荡器
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作者 王子谦 杨家琪 +1 位作者 刁盛锡 林福江 《微电子学》 CSCD 北大核心 2018年第5期642-647,共6页
基于0.18μm CMOS工艺,提出了一种低电源电压敏感度的环形振荡器电路。分析了电源噪声和衬底噪声的产生与耦合机制,以应对相位噪声的影响。对二级伪差分环形振荡器的电源电压敏感度进行了定量分析。基于分析结果,设计了基于电流源的补... 基于0.18μm CMOS工艺,提出了一种低电源电压敏感度的环形振荡器电路。分析了电源噪声和衬底噪声的产生与耦合机制,以应对相位噪声的影响。对二级伪差分环形振荡器的电源电压敏感度进行了定量分析。基于分析结果,设计了基于电流源的补偿偏置电路,有效降低了环形振荡器的电源电压敏感度。后端仿真结果表明,振荡器的电源电压敏感度达到0.05%@1%VDD,功耗为4.5mW。 展开更多
关键词 环形振荡器 电源噪声抑制 电源电压敏感度
一种基于0.18μm CMOS工艺的电荷泵锁相环 被引量:1
15
作者 葛彬杰 李琰 +1 位作者 俞航 冯晓星 《微电子学》 CSCD 北大核心 2018年第2期211-215,共5页
基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种锁定频率范围为36~96MHz的电荷泵锁相环。通过压控振荡器控制电压Vtune的反馈对输出电流进行动态调整,降低了电荷泵充放电流失配和漏电电流,减小了输出时钟的参考杂散。采用电压缓冲器作为VCO控制... 基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种锁定频率范围为36~96MHz的电荷泵锁相环。通过压控振荡器控制电压Vtune的反馈对输出电流进行动态调整,降低了电荷泵充放电流失配和漏电电流,减小了输出时钟的参考杂散。采用电压缓冲器作为VCO控制电压的输入,隔离了电荷泵开关切换产生的高频噪声,改善了输出信号的频谱纯度。测试结果表明,该锁相环的工作电流为170μA,工作电压最低为1.5V,芯片面积为0.04mm~2,适用于低功耗、低成本应用领域。 展开更多
关键词 锁相环 环形振荡器 电荷泵
Carbon nanotube network film-based ring oscillators with sub l O-ns propagation time and their applications in radio-frequency signal transmission
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作者 Yingjun Yang Li Ding +3 位作者 Hengjia Chen Jie Han Zhiyong Zhang Lian-Mao Peng 《纳米研究:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第1期300-310,共11页
关键词 无线电频率 繁殖时间 信号传播 振荡器 电影 戒指 应用 网络
适用于数字电源的新型温度自校准片上振荡器的设计 预览
17
作者 谢炜 冯全源 《电子元件与材料》 CAS CSCD 2017年第12期21-24,31共5页
设计了一种应用于数字电源的新型温度自校准高精度片上振荡器.该振荡器利用片内集成的环形振荡器作为“温度传感器”,环形振荡器的偏置电流设计成与热力学温度成正比,输出时钟信号频率对温度变化高度敏感,以此作为温度校准的参考信号,... 设计了一种应用于数字电源的新型温度自校准高精度片上振荡器.该振荡器利用片内集成的环形振荡器作为“温度传感器”,环形振荡器的偏置电流设计成与热力学温度成正比,输出时钟信号频率对温度变化高度敏感,以此作为温度校准的参考信号,经过数字自校准算法产生控制 RC 振荡器充电电流大小的信号,校准 RC 振荡器输出时钟频率,从而完成片上实时温度自校准的功能.采用双比较器加 SR 触发器对称结构,降低比较器延迟误差.电路基于0.18 μm BCD工艺模型,采用Cadence和Hspice进行仿真.仿真结果表明,在–55- +155 ℃温度范围内,振荡器输出中心频率为10.1 MHz,振荡器的频率随温度变化的偏移量在±0.6%以内. 展开更多
关键词 数字电源 环形振荡器 RC振荡器 低温漂 自校准 高频率
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一种低功耗频率稳定的CMOS环形振荡器设计 预览
18
作者 张可 代雪峰 张海涛 《微处理机》 2017年第5期23-26,共4页
COMS环形振荡器具有版图面积小,频率调谐范围大、线性度好等优点,可作为系统时钟的关键部件,广泛应用于电子及通信系统中。对传统的环形振荡器及其频率稳定的改进方式进行介绍,设计新的延时单元,搭建环形振荡器电路结构,实现了一种频率... COMS环形振荡器具有版图面积小,频率调谐范围大、线性度好等优点,可作为系统时钟的关键部件,广泛应用于电子及通信系统中。对传统的环形振荡器及其频率稳定的改进方式进行介绍,设计新的延时单元,搭建环形振荡器电路结构,实现了一种频率稳定的CMOS环形振荡器。该振荡器电路结构简单,易于集成。通过0.25μm CMOS工艺仿真对比分析,环形振荡器功耗降低了40%,同时在工作电压变化28%条件下,输出频率变化为5%,频率相对稳定。实现对振荡器频率稳定性的改进又降低了振荡器的功耗。 展开更多
关键词 低功耗 振荡器 环形振荡器 延时单元 振荡频率 时钟
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一种伪差分两级环形振荡器的设计
19
作者 刘筱伟 刘尧 +1 位作者 李振涛 郭阳 《微电子学》 CSCD 北大核心 2017年第5期635-638,643共5页
设计了一种伪差分两级环形振荡器,可为锁相环提供8GHz四相位正交时钟。通过分析耦合两级环形振荡线性模型,对四级环形振荡结构进行优化,提出了伪差分两级环形振荡结构。基于单级缓冲器的开环分析,可对振荡器的输出频率进行精准估算,并... 设计了一种伪差分两级环形振荡器,可为锁相环提供8GHz四相位正交时钟。通过分析耦合两级环形振荡线性模型,对四级环形振荡结构进行优化,提出了伪差分两级环形振荡结构。基于单级缓冲器的开环分析,可对振荡器的输出频率进行精准估算,并判断振荡情况。采用65nm CMOS工艺进行设计与仿真。结果表明,在1.2V电压下,振荡器的功耗为6.9mW,1 MHz频率处的相位噪声为-82.104 5dB,满足高速SerDes接口的设计要求。 展开更多
关键词 环形振荡器 伪差分两级环形振荡 相位噪声
应用于激光雷达的高精度时间间隔测量方法 预览
20
作者 严培辉 陈殿仁 +2 位作者 李兴广 陈磊 王远洋 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第11期104-107,共4页
针对当前脉冲激光测距雷达中时间间隔测量精度低的问题,文中提出了一种高精度时间间隔测量方法。该方法采用双环形振荡器作为时间内插器,利用其输出的可控频率时钟信号对时间间隔做内插和逼近,实现时间间隔的粗测量和精测量,然后结合改... 针对当前脉冲激光测距雷达中时间间隔测量精度低的问题,文中提出了一种高精度时间间隔测量方法。该方法采用双环形振荡器作为时间内插器,利用其输出的可控频率时钟信号对时间间隔做内插和逼近,实现时间间隔的粗测量和精测量,然后结合改进的时域互相关算法对测量结果做估计。实验结果表明,当环形振荡器的时钟为50 MHz时,时间测误差小于20 ps。 展开更多
关键词 激光雷达 时间间隔测量 时间内插器 延时锁定环 环形振荡器 时域互相关
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