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Multirate Timestamp Modeling for Ultralow-Jitter Frequency Synthesis: A Tutorial

抖动 宽带 相位噪声 时间戳 计算机科学 频域 带宽(计算) 符号 探测器 电子工程 锁相环 噪音(视频) 算法 实时计算 数学 工程类 电信 算术 人工智能 图像(数学) 计算机视觉
作者
Yizhe Hu,Teerachot Siriburanon,Robert Bogdan Staszewski
出处
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems Ii-express Briefs [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:69 (7): 3030-3036 被引量:6
标识
DOI:10.1109/tcsii.2022.3171498
摘要

In this tutorial brief, we introduce a unified wideband phase-noise theory framework of frequency synthesis based on a multirate timestamp modeling with “two $z$ -variables”. We apply it to model and analyze two types of ultra-low jitter (i.e., sub-50fs) phase-locking techniques: 1) high-bandwidth PLLs with high phase-detector gain (with emphasis on all-digital PLLs), and 2) injection locking (IL) or recently proposed charge-sharing locking (CSL), serving as a unified guide on achieving the sub-50 fs jitter. All analytical results are numerically verified through time-domain behavioral simulations, demonstrating that the theoretically maximum bandwidths are around 30% and 44% of the reference frequency in PLLs and IL, respectively.
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