針對(duì)超寬帶和毫米波應(yīng)用的寬調(diào)諧低相位噪聲CMOS鎖相環(huán)研究.pdf

1、MB-OFDM超寬帶和60GHz通信均是用來(lái)實(shí)現(xiàn)高速短距離無(wú)線通信的潛在技術(shù)，將占據(jù)非常大的應(yīng)用市場(chǎng)，近年來(lái)，這兩項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)受到越來(lái)越多科研單位和公司的關(guān)注。與此同時(shí)，CMOS工藝的不斷發(fā)展，使得用CMOS工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)超寬帶射頻前端以及60GHz毫米波電路已成為可能，這樣不僅有利于基帶與射頻前端的單芯片集成，而且可以降低系統(tǒng)的成本，加速產(chǎn)品的市場(chǎng)化。而在使用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)單芯片集成的過(guò)程中，最重要的問(wèn)題是如何如何提高本振信號(hào)的質(zhì)量，以降

2、低短距離通信過(guò)程中的誤碼率。因而設(shè)計(jì)一個(gè)寬調(diào)諧、高輸出功率、低相位噪聲和低雜散的頻率生成電路對(duì)超寬帶和60GHz毫米波都具有十分重要的意義。因而，本文的研究?jī)?nèi)容是解決用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)OFDM超寬帶和60GHz通信系統(tǒng)的頻率生成電路時(shí)面對(duì)的困難和挑戰(zhàn)。
　　為解決這些問(wèn)題，本文主要做了以下的貢獻(xiàn):1）提出了一種正交輸入二分頻電路，此分頻電路可直接處理正交輸入信號(hào)，保證輸出信號(hào)的相位序列與輸入一致，同時(shí)解決了傳統(tǒng)分頻電路累積相位誤差

3、的缺點(diǎn)。2）提出了一種用于OFDM系統(tǒng)的五分頻電路，此電路利用正交輸入信號(hào)，解決了奇數(shù)分頻電路的輸出相位不確定和占空比不為50％的問(wèn)題。3）分析了電流注入對(duì)可再生分頻電路鎖定范圍的影響，并用此理論實(shí)現(xiàn)了一個(gè)中心頻率為25GHz，鎖定范圍33％的可再生型分頻電路。4）提出了一種具有毛刺抑制功能的電荷泵，可有效抑制電荷泵開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)的毛刺，并解決了電荷泵電流失配和電荷共享的問(wèn)題;在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了可用于OFDM-UWB頻率綜合器的鎖相環(huán)。5)

4、設(shè)計(jì)了一種新型正交時(shí)鐘校準(zhǔn)電路，既可以校準(zhǔn)輸入的I/Q失配，又可以抑制電路自身非線性引起的頻譜雜散。6）提出了適用于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的超寬帶頻率綜合器架構(gòu)，并將提出的正交鎖相環(huán)與時(shí)鐘校準(zhǔn)電路等模塊結(jié)合，實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證了此超寬帶頻率綜合器。7)為解決毫米波振蕩器相位噪聲差和輸出功率低的問(wèn)題，提出通過(guò)耦合振蕩器陣列來(lái)解決這兩個(gè)問(wèn)題，并給出了詳細(xì)的理論分析，在此基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)片上小面積耦合陣列，提出了一種基于左手介質(zhì)傳輸線的零相移器，并對(duì)此耦合振蕩器陣列