基于CMOS工藝的低噪聲鎖相環(huán)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)終端設(shè)備的需求不斷增加，WiFi，Bluetooth，RFID等短距離無(wú)線通信協(xié)議被廣泛的開發(fā)利用。所有的通信系統(tǒng)都需要一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘，基于鎖相環(huán)(PLL)的頻率合成器是無(wú)線收發(fā)機(jī)中的重要組成部分，為系統(tǒng)提供本振信號(hào)。時(shí)鐘的精度影響著系統(tǒng)的整體性能，因此一個(gè)低噪聲的時(shí)鐘信號(hào)源是高性能無(wú)線收發(fā)機(jī)中必不可少的。
　　本文的目標(biāo)是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)低噪聲的鎖相環(huán)。首先介紹了鎖相環(huán)及其各組成模塊的基本原理、電路結(jié)構(gòu)及

2、非理想效應(yīng);隨后分析了環(huán)路帶寬和相位裕度對(duì)鎖相環(huán)穩(wěn)定性的影響;最后基于連續(xù)時(shí)間線性相位域模型，分析了其相位噪聲性能。
　　本文設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于超高頻RFID閱讀器的鎖相環(huán)電路。鎖相環(huán)輸出頻率為840MHz-960MHz，符合國(guó)際上不同地區(qū)的超高頻RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。考慮協(xié)議對(duì)鎖定時(shí)間和相位噪聲性能的要求，本文選取環(huán)路帶寬為40KHz。設(shè)計(jì)采用0.13μm CMOS工藝，仿真結(jié)果顯示，壓控振蕩器輸出頻率為1.6 GHz-2.0 GHz

3、，VCO在偏離載波頻率100KHz處的相位噪聲為-112 dBc/Hz。鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間為100μs，頻偏100KHz和1 MHz處相位噪聲分別為-106 dBc/Hz和-128 dBc/Hz。
　　本文設(shè)計(jì)了可以快速鎖定的低噪聲亞采樣鎖相環(huán)。在亞采樣鎖相環(huán)鎖定狀態(tài)下分頻器不參與環(huán)路工作，因此減少了分頻器所貢獻(xiàn)的噪聲。另外，由亞采樣鑒相器和亞采樣電荷泵所貢獻(xiàn)的噪聲不會(huì)被放大N2倍，從而極大程度地減小了鎖相環(huán)的帶內(nèi)噪聲。采用對(duì)稱式的