射頻鎖相環(huán)中鑒頻鑒相器和電荷泵的設(shè)計(jì).pdf

1、伴隨著數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展，無(wú)線數(shù)字音頻技術(shù)逐漸成為第三代廣播技術(shù)，同時(shí)人們對(duì)于能夠提供CD質(zhì)量的音頻和其它類(lèi)型的多媒體需求日益增加，另外針對(duì)L波段的無(wú)線通信設(shè)備應(yīng)用也日益廣泛，而射頻收發(fā)機(jī)為無(wú)線系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵。隨著CMOS工藝技術(shù)的不斷更替，以其成本低，靜態(tài)功耗小等優(yōu)點(diǎn)使得以該工藝實(shí)現(xiàn)高速射頻收發(fā)機(jī)集成電路成為發(fā)展趨勢(shì)。在射頻接收架構(gòu)中，鎖相環(huán)(PLL，Phase-Locked Loop)類(lèi)型的頻率綜合器以提供本振信號(hào)成為不可或缺的電路

2、，決定著接收機(jī)的接收信號(hào)質(zhì)量。而作為PLL的關(guān)鍵模塊，鑒頻鑒相器(PFD，Phase-and-Frequency Detector)和電荷泵(CP, ChargePump)的性能成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
　　本文針對(duì)L波段多模無(wú)線通信和無(wú)線數(shù)字廣播通信中PLL的要求分別研究設(shè)計(jì)了PFD和CP電路。首先根據(jù)L波段無(wú)線通信系統(tǒng)指標(biāo)要求，采用三階環(huán)路濾波器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)環(huán)路帶寬為100～200kHz，相位裕度大于50°，鎖定時(shí)間小于40μs的系統(tǒng)參

3、數(shù)。接著采用基于TSPC-D觸發(fā)器設(shè)計(jì)線性PFD電路，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)稱性好，加入延時(shí)控制單元用于鑒相死區(qū)和盲區(qū)的折中，而根據(jù)CP指標(biāo)，采用電流舵開(kāi)關(guān)提高速度，同時(shí)為了配合壓控振蕩器的增益以穩(wěn)定環(huán)路帶寬而采用四路電流充放電模式，電流范圍100～400μA。然后針對(duì)無(wú)線數(shù)字廣播通信系統(tǒng)的CP指標(biāo)，采用雙鉗位放大器提高電流的平坦度，另外加入單位增益放大器、電流補(bǔ)償電路等改善電荷泵性能。最后基于0.18-μm CMOS工藝對(duì)數(shù)字廣播系統(tǒng)的P