應(yīng)用于無線通信的CMOS頻率綜合器的研究和設(shè)計.pdf

1、無線通信近年來一直是射頻集成電路研究與設(shè)計的熱點領(lǐng)域。本論文以設(shè)計射頻無線收發(fā)機中關(guān)鍵模塊頻率綜合器為目的，研究并設(shè)計符合GSM、WCDMA和IR-UWB等協(xié)議要求的鎖相環(huán)型頻率綜合器。
　　論文首先回顧了鎖相環(huán)電路的基本概念和結(jié)構(gòu)，對鎖相環(huán)進行系統(tǒng)的建模與分析。并根據(jù)GSM、WCDMA和IR-UWB等協(xié)議對接收機的要求推導(dǎo)出頻率綜合器的性能指標(biāo)。
　　鎖相環(huán)各個模塊的設(shè)計與優(yōu)化在文中得到討論。重點研究了電荷泵、多模分頻器以

2、及∑△調(diào)制器等模塊的設(shè)計。從理論上分析了電荷泵對鎖相環(huán)的雜散以及帶內(nèi)相位噪聲的影響，并提出了在整數(shù)分頻鎖相環(huán)中動態(tài)失配在電荷泵電流失配中占主要貢獻的觀點?？偨Y(jié)了多模分頻器的設(shè)計結(jié)構(gòu)。采用了相位切換型結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了一個7.5/8雙模分頻器，對其中的四分頻電路進行改進以避免因相位不確定性造成的分頻錯誤。介紹了∑△噪聲整形原理，分析比較了級連型和單環(huán)型∑△調(diào)制器的結(jié)構(gòu)異同，最終采用一款單環(huán)高階∑△調(diào)制器實現(xiàn)分?jǐn)?shù)分頻。
　　總結(jié)了常見的幾種自

3、動頻率校準(zhǔn)(AFC)技術(shù)，理論分析了影響開環(huán)數(shù)字頻率比較AFC速度以及精度的因素。提出一款高速高精度AFC電路，去除了AFC工作環(huán)路中的分頻器，使得電路的精度與速度都得到提高。仿真結(jié)果證明了該方法的有效性。
　　本文設(shè)計了一款針對IR-UWB欠采樣接收機的4224MHz整數(shù)分頻鎖相環(huán)，并由SMIC0.13μm工藝驗證。測試結(jié)果表明，該頻綜電路輸出頻率為4224MHz，在10 kHz、100 kHz和1 MHz處的相位噪聲分別為-9