針對超寬帶和毫米波應(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通信均是用來實現(xiàn)高速短距離無線通信的潛在技術(shù)，將占據(jù)非常大的應(yīng)用市場，近年來，這兩項技術(shù)已經(jīng)受到越來越多科研單位和公司的關(guān)注。與此同時，CMOS工藝的不斷發(fā)展，使得用CMOS工藝來實現(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)品的市場化。而在使用CMOS工藝實現(xiàn)單芯片集成的過程中，最重要的問題是如何如何提高本振信號的質(zhì)量，以降

2、低短距離通信過程中的誤碼率。因而設(shè)計一個寬調(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，本文的研究內(nèi)容是解決用CMOS工藝實現(xiàn)OFDM超寬帶和60GHz通信系統(tǒng)的頻率生成電路時面對的困難和挑戰(zhàn)。
　　為解決這些問題，本文主要做了以下的貢獻: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，保證輸出信號的相位序列與輸入一致，同時解決了傳統(tǒng)分頻電路累積相位誤差

3、的缺點。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，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％的問題。3）分析了電流注入對可再生分頻電路鎖定范圍的影響，并用此理論實現(xiàn)了一個中心頻率為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關(guān)開啟時的毛刺，并解決了電荷泵電流失配和電荷共享的問題;在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了可用于OFDM-UWB頻率綜合器的鎖相環(huán)。5)

4、設(shè)計了一種新型正交時鐘校準(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)與時鐘校準(zhǔn)電路等模塊結(jié)合，實現(xiàn)并驗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題，提出通過耦合振蕩器陣列來解決這兩個問題，并給出了詳細(xì)的理論分析，在此基礎(chǔ)上，為實現(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，并對此耦合振蕩器陣列