【儀表網 研發快訊】近日，中國科大微電子學院胡詣哲與林福江課題組設計的一款基于全新電荷舵采樣(Charge-SteeringSampling, CSS)技術的極低抖動毫米波全數字鎖相環(CSS-ADPLL)芯片入選2023 Symposium on VLSI Technology and Circuits(以下簡稱VLSI Symposium)。VLSI Symposium是超大規模集成電路芯片設計和工藝器件領域最著名的國際會議之一，也是展現IC技術最新成果的櫥窗，今年VLSI Symposium于6月11日至16日在日本京都舉行。該論文第一作者為我校微電子學院博士生陶韋臣，胡詣哲教授為通訊作者。
 

　　極低抖動毫米波頻率綜合器芯片是實現5G/6G毫米波通信的關鍵核心模塊，為毫米波通信提供精準的載波信號。此研究提出的電荷舵采樣技術，將電荷舵采樣和逐次逼近寄存器型模數轉換器(SAR-ADC)進行了巧妙的結合，構建了一種高鑒相增益，高線性度且具有多bit數字輸出的數字鑒相器。CSS-ADPLL的結構十分緊湊(如圖1所示)，由電荷舵鑒相器(CSS-PD)、SAR-ADC、數字濾波器和數控振蕩器組成，具有優異相位噪聲性能，較快的鎖定速度并消耗極低的功耗。
 

圖1.論文提出的電荷舵采樣全數字鎖相環(CSS-ADPLL)架構
 

　　測試結果表明，該芯片實現了75.9fs的時鐘抖動與–50.13dBc的參考雜散，并取得了-252.4dB的FoM值，為20GHz以上數字鎖相環的最佳水平，芯片核心面積僅為0.044mm2。該研究成果以“An 18.8-to-23.3 GHz ADPLL Based on Charge-Steering-Sampling Technique Achieving 75.9 fs RMS Jitter and -252 dB FoM”為題由博士生陶韋辰在大會作報告。
 

圖2.CSS-ADPLL相位噪聲與參考雜散測試結果
 

　　該研究工作得到了科技部國家重點研發計劃資助，也得到了中國科大微電子學院、中國科大信息科學技術學院支持。