一種CMOS電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計.pdf

1、鎖相環(huán)是通信系統(tǒng)的重要模塊,鎖相環(huán)的性能在很大程度上制約著通信系統(tǒng)的整體性能,本文以802.11.b為應(yīng)用背景,圍繞電荷泵鎖相環(huán)的原理、相位和噪聲模型、電路設(shè)計等方面進(jìn)行如下研究:
　　闡述了鎖相環(huán)的歷史發(fā)展脈絡(luò)和背景意義,分析了電荷泵鎖相環(huán)的原理及時域相位模型,分析并討論了電荷泵鎖相環(huán)噪聲性能和環(huán)路參數(shù)。闡述了壓控振蕩器、分頻器、鑒頻鑒相器、電荷泵及環(huán)路濾波器的一般結(jié)構(gòu)、工作原理和數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)一些重要的的數(shù)學(xué)公式。介紹了設(shè)計

2、這些模塊可能要注意的問題。詳細(xì)介紹了本文設(shè)計的亞采樣鎖相環(huán)原理和結(jié)構(gòu),闡述了亞采樣鑒相器的原理和數(shù)學(xué)模型,分析了亞采樣電荷鎖相環(huán)的噪聲性能和時域相位模型,闡述了一般亞采樣鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)路濾波器電容面積過大的問題和解決方法。
　　在上述基礎(chǔ)之上,本文提出了一種雙環(huán)路鑒相增益可調(diào)的亞采樣電荷泵鎖相環(huán)設(shè)計方案,其核心環(huán)路和FLL環(huán)路的鑒相增益都可以調(diào)節(jié),這使得該鎖相環(huán)抗PVT變化能力更強(qiáng),良率更高。本文采用宏力GSMC0.18μm工藝完

3、成亞采樣電荷泵鎖相環(huán)各電路模塊原理圖設(shè)計、版圖設(shè)計和性能仿真。由于GSMC0.18μm工藝沒有提供電感模型,本文選擇了環(huán)形振蕩器做為鎖相環(huán)的壓控振蕩器。為了減少壓控振蕩器的調(diào)諧增益,本文設(shè)計了8段調(diào)諧曲線的壓控振蕩器,該壓控振蕩器的調(diào)諧增益為200MHz/V,其頻率范圍達(dá)到1.2GHz~2.8GHz。在FLL環(huán)路的電荷泵設(shè)計中,采用了電流在5μA-155μA可調(diào)的設(shè)計,該電流大小由數(shù)字信號控制調(diào)節(jié),可以減小其受PVT變化的影響。