13GHz VCO及鎖相環(huán)設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、無線收發(fā)系統(tǒng)的主要模塊包括收發(fā)鏈路以及頻率綜合器(frequency synthesizer,F(xiàn)S),尤其是頻率綜合器(頻綜)是影響無線收發(fā)系統(tǒng)的信號質量的重要因素,為其提供本地振蕩信號。壓控振蕩器(voltage controlled oscillator,VCO)和預二分頻器在基于鎖相環(huán)的頻綜中工作頻率最高,性能的好壞是頻綜能夠穩(wěn)定工作的關鍵和前提。
  本文首先詳述了頻綜在通信系統(tǒng)的功能以及指標,在介紹鎖相環(huán)(phase-l

2、ocked loop,PLL)式頻綜的工作原理、噪聲模型以及線性化模型的基礎上,確定了頻綜結構,并根據(jù)最大相位裕量法以及綜合考慮噪聲雜散等指標,進行環(huán)路參數(shù)設計。然后,詳述了VCO的種類和性能指標,確定了電感電容壓控振蕩器(LC voltage controlled oscillator,LC-VCO)的結構和各模塊電路級參數(shù),并且詳述了預二分頻器的類型并確定了結構,進行理論性分析和設計參數(shù),給出了仿真以及測試結果。最后,對頻綜其他電路

3、(鑒頻鑒相器/電荷泵、分頻器)行為級建模,并對附加電路(自動增益控制、串行外設接口、時序控制模塊)編寫Verilog代碼并對整個PLL數(shù)?;旌戏抡?,給出了仿真結果。
  本文采用的是TSMC0.13μm CMOS工藝,設計了一個全N型金屬-氧化物-半導體(N metal oxidesemiconductor,NMOS)的LC-VCO以及基于電流模式邏輯(current mode logic,CML)鎖存器的預二分頻器,對其設計并且

4、流片測試。同時,本文完成了整數(shù)PLL的數(shù)?;旌戏抡?。在片測試結果表明,1.2V電源電壓下,LC-VCO的輸出頻率為12.4-15.2GHz,在15.2GHz頻率下相位噪聲為-119.74dBc/Hz@1MHz,輸出功率為0.66dBm,核心電路功耗為11.88mA,核心面積為0.56×0.84 mm2;預二分頻器的自激頻率為17GHz,頻率范圍為11~21GHz,電流5.12mA,核心面積約30×25um2;數(shù)模混合電路中,串行外設接口

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