高速低功耗CMOS電荷泵鎖相環(huán)的技術(shù)研究.pdf

1、近幾年無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展推動了低成本、低功耗CMOS無線收發(fā)器的研究和開發(fā)，盡管CMOS工藝技術(shù)的不斷進步，使得無線收發(fā)器中的大部分單元電路都能夠單片實現(xiàn)，但是高速、低功耗RF CMOS PLL的設(shè)計仍然還是一個難點。通過對鎖相環(huán)原理進行深入的分析和研究，本論文針對CDMA無線通信標準，設(shè)計出了高速低功耗三階電流型電荷泵鎖相環(huán)。
　　論文的主要貢獻為以下幾個方面：
　　1．針對傳統(tǒng)鑒頻鑒相器速度慢、功耗高的缺點，改進了單

2、相時鐘動態(tài)D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，設(shè)計出了一種高速低功耗的鑒頻鑒相器，在反饋回路上加入延遲單元，能有效的消除鑒相死區(qū)。
　　2．針對傳統(tǒng)電荷泵中存在電荷泄漏和電荷共享現(xiàn)象，設(shè)計出了一種采用電流控制技術(shù)的新型電荷泵，電路中巧妙地運用了一個簡單的正反饋，以加快開關(guān)速度，仿真結(jié)果表明，所設(shè)計的電荷泵能有效的抑制了電荷泄漏和電荷共享現(xiàn)象。
　　3．由于LC壓控振蕩器中的PN結(jié)變?nèi)莨芷焚|(zhì)因數(shù)低、調(diào)諧范圍小，本次設(shè)計的LC壓控振蕩器采用了強反型

3、MOS變?nèi)莨?，仿真結(jié)果表明，所設(shè)計的LC壓控振蕩器具有15％調(diào)諧范圍。
　　4．由于三階電荷泵鎖相環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，在系統(tǒng)級的設(shè)計上采用環(huán)路優(yōu)化設(shè)計方法確定帶寬和相位裕度，使環(huán)路帶寬總在相位裕度最大處，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　5．根據(jù)TSMC0.35μm SiGe BiCMOS工藝模型，利用Cadence Spectre模擬軟件對所設(shè)計的電荷泵鎖相環(huán)路中各個模塊及整個系統(tǒng)進行了模擬仿真，模擬結(jié)果顯示，在1.5V電源電壓