CMOS工藝下鎖相環(huán)的研究與設計.pdf

1、鎖相環(huán)為無線收發(fā)機提供本振信號，其決定著無線收發(fā)機的功耗和誤碼率。因此，低雜散、低噪聲鎖相環(huán)設計在無線收發(fā)系統(tǒng)中顯得尤為重要。
　　通信頻帶資源越來越緊張，數(shù)據(jù)安全問題日益突出，2.4GHz ISM頻段已經(jīng)不能滿足人們的需求，非標準PICO net組網(wǎng)與中低速業(yè)務通信的需求越來越強烈。針對上述問題，自定制3GHz頻段的低功耗無線通信項目應運而生，鎖相環(huán)是其中的重要模塊。本文設計了一個低雜散、低噪聲電荷泵鎖相環(huán)。為了防止功率放大器的

2、頻率牽引效應，電荷泵鎖相環(huán)的輸出頻率設計為6GHz，二分頻后得到頻率為3GHz的四路正交輸出信號。該電荷泵鎖相環(huán)采用130nm CMOS工藝設計。仿真結(jié)果顯示，電荷泵鎖相環(huán)輸出頻率為6.016GHz時，1MHz頻偏處的相位噪聲為-109dBc/Hz，參考雜散為-64dBc，功耗為9.866mW，滿足項目指標。針對壓控振蕩器對電源電壓較為敏感這一問題，本文設計了LDO給壓控振蕩器供電，有效地減小了電源電壓波動，避免了鎖相環(huán)雜散的惡化。

3、r>　　經(jīng)典鎖相環(huán)中反饋路徑上存在分頻器，導致鑒頻鑒相器和電荷泵的噪聲等效到輸出端放大了N2倍，無法實現(xiàn)低帶內(nèi)相位噪聲，針對這一問題，本文設計了一個低噪聲亞采樣鎖相環(huán)。該亞采樣鎖相環(huán)由核心環(huán)和鎖頻環(huán)構(gòu)成，環(huán)路鎖定時，鎖頻環(huán)停止工作，核心環(huán)中無分頻器，從而實現(xiàn)很低的帶內(nèi)相位噪聲。為了改善亞采樣鎖相環(huán)的輸出雜散，本文設計了占空比可調(diào)的參考buffer，并且采用了dummy采樣器以及自偏置隔離緩沖器。本文通過分析亞采樣鎖相環(huán)的瞬態(tài)工作過程得知