@phdthesis{Lippold2018,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Lippold, Markus},
  title     = {Entwurf einer Delay-Locked Loop f{\"u}r die Nutzung als Time-to- Digital Converter in einer Time-of-Flight Anwendung in 350nm CMOS Technologie},
  doi       = {10.26205/opus-3050},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:dm13-30508},
  pages     = {120},
  year      = {2018},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Masterthesis wird eine Delay-Locked Loop von einem idealen Aufbau {\"u}ber Verilog-A Modellen bis hin zur realen Umsetzung entworfen. Diese Delay-Locked Loop (DLL) wird f{\"u}r die Nutzung in einem Time-to-Digital Converter (TDC) mit Local-Passiv-Interpolation, entwickelt. Mit Hilfe des TDC soll eine Verz{\"o}gerungszeit bei einer Time-of-Flight Anwendung ermittelt werden. Hauptbestandteil dieser Arbeit ist es, eine Charge Pump zu implementieren, welche eine geringe Auswirkung auf die Phasenverschiebung der Regelschleife aufgrund von parasit{\"a}ren Eigenschaften im Schaltmoment aufweist. Zudem wird f{\"u}r die Stromregelung innerhalb der Charge Pump ein pr{\"a}ziser Transkonduktanzverst{\"a}rker (OTA) mit einem hohen Eingangsspannungsbereich implementiert. F{\"u}r die Entkopplung der Verz{\"o}gerungskette als Last von der Filterspannung wird ein Low-Dropout Spannungsregler (LDO) entwickelt. Im Verlauf der Arbeit hat sich gezeigt, dass eine Charge Pump, aufgebaut mit einem differentiellen Stromzweig, aufgrund des konstant fließenden Stroms die geringsten parasit{\"a}ren Einfl{\"u}sse aufweist. Innerhalb dieser Charge Pump wird ein gefalteter Transkonduktanzverst{\"a}rker als Spannungsfolger genutzt, um das Potential in den Zweigen der differentiellen Stufe aneinander anzugleichen und somit die Einfl{\"u}sse im Schaltmoment zu verringern. Zus{\"a}tzlich erfolgt {\"u}ber diesen Verst{\"a}rker eine exakte Stromanpassung der UP- und DOWN-Str{\"o}me. F{\"u}r die Umsetzung der Verz{\"o}gerungskette wird das Rauschverhalten verschiedener CMOSInverter bez{\"u}glich Phasenrauschen und Jitter simuliert. Aufgrund dieser Simulationen ist der differentielle Inverter mit NMOS-Kreuzkopplung f{\"u}r die Umsetzung der Delay-Line ausgew{\"a}hlt worden. Die real aufgebaute Delay-Locked Loop wird nach der Spezifikation f{\"u}r Automobilanwendungen in einem Temperaturbereich von -50°C bis 120°C simuliert. Zus{\"a}tzlich werden globale und lokale prozessbedingte Variation ber{\"u}cksichtigt. Bei dieser Simulation stellt sich eine maximale Phasenverschiebung zur Referenzperiodendauer von 218 ps ein. Dies entspricht bei einer Referenzfrequenz von 25 MHz einer Abweichung von ca. 0,5 \% und f{\"u}hrt zu einem Messfehler der Delay-Locked Loop von 3 cm. Somit k{\"o}nnte im schlechtesten Fall ein Objekt von der ToF-Kamera mit einem Fehler von 3 cm detektiert werden.},
  language  = {de}
}