现在的社会是信息交流的社会,每天的信息数据都在不断更新,如何进行高效率的通信以及研究高性能的通信设备,这已经成为了现在的热点。USB2.0通信设备作为典型的串行通信设备,具有高速、简捷、易携带的特点,在人们的日常生活中得到了最为广泛的应用。USB2.0的通信模式分为三种:低速、全速和高速模式,其中高速模式的传输速度达到480Mbps,是目前大容量数据传输的主要模式。锁相环作为USB2.0主流时钟电路的产生模块,它的性能好坏直接影响通信的质量。文章通过多种降噪方案,设计了一款低噪声、快速锁定的电荷泵锁相环,能够很好地应用于USB2.0通信设备中。(1)全面分析了电荷泵锁相环的工作原理、线性模型、噪声模型以及非理想效应的基础上,总结对比了各模块各种电路的优点,设计出了合适的低噪声电路。基于SMIC0.13μm工艺模型库,设计并优化了电荷泵锁相环模块电路,对鉴频鉴相器进行了无电压死区设计,对电荷泵进行了低噪声电路设计,对环路滤波器则使用二阶环路滤波器,能够快速衰减噪声,对压控振荡器设计了噪声少的差分延时单元电路以及调频偏置电路,设计了 40倍分频器,采用5分频器乘以8分频器级联的方案,最后对整个电荷泵锁相环进行仿真,结果表明整体噪声性能优秀。(2)基于SMIC0.13μm工艺模型库完成了低噪声快锁定的锁相环电路设计,并对整体结果进行仿真,仿真结果表明:在1.8V的电源电压下,锁相环的输出频率范围为130 MHz至830 MHz,中心工作频率为480 MHz,压控电压范围为0.4 V到1.0V,在偏移主频率 480 MHz的1MHz频偏下,相位噪声为-111.3dBc/Hz,锁定时间为3.8μs。电路的整体仿真性能符合USB 2.0协议的要求,达到了预期的设计目标。