應用于無線超寬帶通信接收機鎖相環(huán)式頻率合成器中的PFD和CP設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著無線通信技術的發(fā)展和人們對高速短距離通信的需求，超寬帶(UWB，Ultra WideBand)技術作為一種具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ男滦蜔o線通信技術，實現(xiàn)了短距離內(nèi)超帶寬、高速的數(shù)據(jù)傳輸。由于射頻接收機位于無線通信系統(tǒng)的最前端，其關鍵電路的設計成為受到廣泛關注的熱點。隨著半導體技術的迅速發(fā)展，CMOS工藝低制造成本的優(yōu)勢，加上不斷提高的特征頻率，使得以CMOS工藝實現(xiàn)高頻段通信系統(tǒng)的射頻前端集成電路成為可能。鎖相環(huán)(PLL，Phase-Lo

2、cked Loop)式頻率合成器作為射頻接收機的“心臟”，是射頻接收機中的關鍵部件，決定著射頻接收機的整體性能。作為鎖相環(huán)電路的關鍵模塊，鑒頻鑒相器(PFD，Phase Frequency Detector)提供鎖相環(huán)頻率合成器系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度，電荷泵(CP, ChargePump)決定了快速鎖定能力以及寬的頻率捕捉范圍。
　　本文對應用于無線超寬帶通信接收機中鎖相環(huán)頻率合成器中的PFD和CP電路的設計進行了研究。本文首先分析了

3、鑒頻鑒相器以及電荷泵的基本工作原理及影響其性能的各項指標。本文設計了一種基于TSPC-D觸發(fā)器的新型非線性PFD電路。該電路具有結構簡單、對稱性好、能加速鎖相環(huán)的鎖定過程等優(yōu)點。此外，本文還設計了一種基于電流舵結構的改進型CP電路，其中加入電流補償電路、加速捕獲電路、毛刺抑制電路等一系列提高性能的輔助模塊，使得設計的電荷泵具有電流匹配性好、鎖定速度快、毛刺小等優(yōu)點。本文采用90nm CMOS工藝，完成了PFD和CP的版圖設計，并進行了流