硅基毫米波頻率綜合器關鍵技術研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術迅速發(fā)展和智能終端的廣泛普及，人們對無線數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高，毫米波通信正逐漸成為研究熱點。頻率源為毫米波通信中收發(fā)系統(tǒng)提供本振，其相位噪聲、調諧范圍、頻率穩(wěn)定度和功耗對整個收發(fā)信號質量至關重要。本文以國內毫米波無線通信標準Q-LINKPAN為背景，采用TSMC90nm CMOS工藝，設計了45GHz毫米波鎖相環(huán)關鍵電路芯片。論文主要內容如下:
　　本文首先對整數(shù)型鎖相環(huán)結構進行了介紹，分析了環(huán)路濾波器的計算方

2、法并對環(huán)路相位噪聲進行了建模。對壓控振蕩器的相位噪聲模型進行了分析，由此得到幾種改善相位噪聲的方法。壓控振蕩器采用電流源偏置的電感-電容交叉耦合結構，為了減小諧振腔中的寄生電容，交叉耦合對管采用共質心對稱的版圖布局并采用變壓器隔離諧振腔電路和緩沖電路。為了提高仿真結果和測試結果的一致性，重新設計工藝庫中的電感和變壓器，采用HFSS對壓控振蕩器整體版圖進行了后仿真。經(jīng)過測試，壓控振蕩器的輸出調諧范圍:42.4～49.8 GHz。在頻率46

3、 GHz處相位噪聲為:-99.7dBc/Hz@1MHz，測試結果和仿真結果吻合度較好。
　　鑒頻鑒相器采用基于邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器與邏輯門結構，通過在復位信號中加入適當延遲單元來消除鑒頻鑒相器死區(qū)，同時提高電路鑒相精度。電荷泵電路結構采用的是高增益誤差運放將兩個支路漏極電壓鉗位在相同電位，從而確保兩個支路電流精確復制，充放電流相等，通過后仿真驗證了電路功能。分析了鑒頻鑒相器和電荷泵整體的相位噪聲模型，相位噪聲模型對于優(yōu)化鑒頻鑒相器和電