The Designer's Guide to Jitter in Ring Oscillators

راهنمای طراح برای Jitter در نوسانگرهای حلقه اطلاعاتی را برای مهندسین در مورد طراحی نوسانگرهای کنترل شده با ولتاژ (VCO) و حلقه‌های قفل فاز (PLL) برای برنامه‌های کاربردی با لرزش کم مانند ارتباطات داده سریال ارائه می‌کند. و سنتز ساعت این ماده به صورت واضح و شهودی در سطح سیستم و سطح مدار ارائه شده است تا به طراحان کمک کند تا درک خود را از منابع اصلی نویز بهبود بخشند و مدارهای با لرزش کم را در محدوده قدرت، منطقه و محدودیت‌های فرآیند طراحی کنند تا عملکرد نهایی نیازهای سطح سیستم را برآورده کند. .

در سطح سیستم، نویسندگان روش‌های مختلف اندازه‌گیری لرزش را برای توصیف عدم قطعیت حوزه زمانی توصیف و مشخص می‌کنند. اگرچه تاکید بر معیارهای حوزه زمان عملکرد نوسانگر است، یک روش ساده برای ترجمه عملکرد به مقیاس‌های حوزه فرکانس (نویز فاز) نیز گنجانده شده است.

در سطح مدار، نویسندگان تکنیک‌هایی را برای طراحی عناصر تأخیر با لرزش کم برای استفاده در نوسانگرهای حلقه، و همچنین مرتبط کردن ویژگی‌های سطح مدار به عملکرد سطح سیستم، شامل می‌شوند. نویسندگان یک طرح طبقه بندی برای مراحل تاخیر را مورد بحث قرار می دهند تا به انتخاب طراح با توجه به نوع سیگنال (تک پایان در مقابل دیفرانسیل)، فرمت خروجی (تک فاز در مقابل چند فاز)، و روش تنظیم کمک کند. عبارات ریاضی ساده ای توسعه داده شده اند که معاوضه نویز-توان را برای هر نوع مرحله توصیف می کند، بنابراین طراح می تواند به سرعت اتلاف توان لازم برای دستیابی به سطح دلخواه از لرزش را تخمین بزند.

راهنمای طراح برای جیتر in Ring Oscillators منبعی عالی برای مهندسان و محققان علاقه مند به نوسانگرهای جیتر و حلقه و کاربرد آنها در سیستم های ارتباطی است.

The Designer’s Guide to Jitter in Ring Oscillators provides information for engineers on designing voltage controlled oscillators (VCOs) and phase-locked loops (PLLs) for low jitter applications such as serial data communication and clock synthesis. The material is presented in a clear, intuitive fashion at both the system level and the circuit level to help designers improve their understanding of fundamental noise sources and design low jitter circuitry within power, area, and process constraints so that ultimate performance meets system level requirements.

At the system level, the authors describe and specify different methods of measuring jitter to characterize time domain uncertainty. Although the emphasis is on time-domain measures of oscillator performance, a simple method of translating performance to frequency domain (phase noise) measures is also included.

At the circuit level, the authors include techniques for design of low jitter delay elements for use in ring oscillators, as well as relating the circuit-level characteristics to system-level performance. The authors discuss a classification scheme for delay stages to help guide the designer’s choice with regard to signal type (single-ended vs. differential), output format (single phase vs. multiple phase), and tuning method. Simple mathematical expressions are developed describing the noise-power tradeoffs for each type of stage, so the designer can quickly estimate the power dissipation required to achieve a desired level of jitter.

The Designer’s Guide to Jitter in Ring Oscillators is an excellent resource for engineers and researchers interested in jitter and ring oscillators and their application in communication systems.