CMOS毫米波注入鎖定分頻器及OOK調(diào)制器的研究與設(shè)計.pdf

1、為了適應(yīng)日益增長的高數(shù)據(jù)率傳輸?shù)男枨笠约靶屡d應(yīng)用(如HDTV)的發(fā)展,用于短距離高速無線收發(fā)機的毫米波鎖相源以及OOK收發(fā)機的研究日趨活躍。毫米波分頻器具有多種結(jié)構(gòu)可供選擇,其中注入鎖定結(jié)構(gòu)具有高工作頻率、低功耗以及低相位噪聲等優(yōu)點,從而成為一個理想的選擇。OOK收發(fā)機的開關(guān)隔離度是衡量其性能的重要指標,而這一指標主要是由OOK調(diào)制器決定。本文以注入鎖定分頻器和OOK調(diào)制器為研究課題,重點研究了注入鎖定分頻器的頻率鎖定范圍、動態(tài)特性、相

2、位噪聲以及OOK調(diào)制器的開關(guān)隔離度等,主要研究內(nèi)容分為如下四部分:
　　第一部分對注入鎖定分頻器進行模型分析。介紹了其自由諧振模型、Alder模型、Miller模型、通用模型;并對其頻率鎖定范圍、動態(tài)特性以及相位噪聲進行了理論分析,從宏觀的角度認識注入鎖定現(xiàn)象以及注入鎖定分頻器的相位噪聲來源。
　　第二部分從電路的角度對注入鎖定分頻器的頻率鎖定范圍、相位噪聲等核心參數(shù)進行了更加細致的分析,得出了頻率鎖定范圍、相位噪聲與電路參

3、數(shù)之間的關(guān)系,從而得到注入鎖定分頻器的寬頻率鎖定范圍設(shè)計及其低相位噪聲設(shè)計的優(yōu)化方法。
　　第三部分詳細討論了毫米波注入鎖定分頻器的設(shè)計方法。首先介紹了基于最大輸出功率理論設(shè)計交叉耦合對的方法,并通過提取負電導的傳統(tǒng)方法對這種方法的正確性進行了合理的驗證;然后深刻剖析了注入管的過驅(qū)動電壓以及分頻器的輸出電壓幅度對頻率鎖定范圍的影響;與此同時將基于HFSS設(shè)計的片上無源器件的仿真結(jié)果與實測結(jié)果對比,證明了HFSS設(shè)計片上無源器件的方

4、法具有很高的精度;最后設(shè)計了一款功耗約為7.5mW,其鎖定輸入頻率從54.6GHz變化到68.5GHz,頻率鎖定范圍達13.9GHz(23％)。該注入鎖定分頻器涵蓋了所有國家在60GHz頻段劃分的頻率范圍(57~66GHz)。
　　最后詳細介紹了高隔離度 OOK調(diào)制器的設(shè)計方法。首先通過分析傳統(tǒng) OOK調(diào)制器的電流路徑,提出了高隔離度 OOK調(diào)制器的新結(jié)構(gòu);其中集成在Q-LINKPAN OOK發(fā)射機中的OOK調(diào)制器的開關(guān)隔離度的實