寬帶PLL中電荷泵與環(huán)路濾波器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無(wú)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(jìn)步。無(wú)線收發(fā)器的大部分單元電路都能夠單片實(shí)現(xiàn),但高速、低功耗射頻CMOS鎖相環(huán)(PLL)的設(shè)計(jì)仍然是個(gè)難點(diǎn)。由于電荷泵鎖相環(huán)具有頻率獲取能力強(qiáng)、理論上無(wú)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(jì)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(duì)環(huán)路的相位噪聲、參考雜散和鎖定時(shí)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(jì)一個(gè)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(gè)模塊的主要性能,通過(guò)對(duì)電荷泵鎖相環(huán)的介紹深入分析電荷泵、環(huán)路濾波器對(duì)系統(tǒng)性能的影響。具體而言,電荷泵對(duì)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(shí)鐘饋通及電荷注入。環(huán)路濾波器對(duì)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(gè)

3、模塊是PLL設(shè)計(jì)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(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬信號(hào),然后通過(guò)濾波器濾除高頻分量并進(jìn)行放大控制VCO的振蕩頻率。通過(guò)對(duì)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(bǔ)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(bǔ)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(méi)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