寬帶PLL中電荷泵與環(huán)路濾波器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信飛速發(fā)展,低成本、低功耗CMOS工藝技術(shù)得到不斷進步。無線收發(fā)器的大部分單元電路都能夠單片實現(xiàn),但高速、低功耗射頻CMOS鎖相環(huán)(PLL)的設(shè)計仍然是個難點。由于電荷泵鎖相環(huán)具有頻率獲取能力強、理論上無限大的頻率牽引范圍零靜態(tài)相位誤差,因此電荷泵鎖相環(huán)成為現(xiàn)代流行的鎖相環(huán)設(shè)計結(jié)構(gòu)。電荷泵和環(huán)路濾波器(LPF)是電荷泵鎖相環(huán)的重要組成部分,對環(huán)路的相位噪聲、參考雜散和鎖定時間都有很大的影響。本論文的目的是為高性能電荷泵鎖相環(huán)設(shè)

2、計一個性能優(yōu)良的電荷泵和環(huán)路濾波器。
　　論文首先介紹了鎖相環(huán)的基本原理,系統(tǒng)分析鎖相環(huán)路各個模塊的主要性能,通過對電荷泵鎖相環(huán)的介紹深入分析電荷泵、環(huán)路濾波器對系統(tǒng)性能的影響。具體而言,電荷泵對系統(tǒng)性能的影響主要是由于電荷泵的非理想性造成的,表現(xiàn)為漏電流的不匹配、電荷泄漏以及MOS開關(guān)的時鐘饋通及電荷注入。環(huán)路濾波器對維持環(huán)路穩(wěn)定性、控制環(huán)路帶內(nèi)外噪聲、防止VCO調(diào)諧電壓控制線上電壓突變、抑制參考邊帶雜散等具有決定性作用,這兩個

3、模塊是PLL設(shè)計與調(diào)試的關(guān)鍵。
　　電荷泵的主要功能是將鑒頻鑒相器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬信號,然后通過濾波器濾除高頻分量并進行放大控制VCO的振蕩頻率。通過對各種類型電荷泵的分析與比較,最終選用差分輸入單端輸出的正反饋互補型結(jié)構(gòu),這是一種采用電流控制技術(shù)的電荷泵。從給出正反饋互補型電荷泵電路瞬態(tài)分析仿真結(jié)果可以看出,不管是上拉電流還是下拉電流都很穩(wěn)定,輸出電壓也很穩(wěn)定,沒有電壓跳變。而且電路采用正反饋技術(shù),使電荷泵充放電所