數(shù)字CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的單片本振電路.pdf

1、該篇論文的主題是在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字CMOS工藝條件下,研究單片集成無(wú)線通信系統(tǒng)中本機(jī)振蕩電路的設(shè)計(jì).論文從系統(tǒng)的角度,改進(jìn)了電荷泵鎖相環(huán)事件驅(qū)動(dòng)模型的實(shí)現(xiàn)方法;在器件方面,提出了提高片上螺旋電感性能的實(shí)用方法和節(jié)約芯片面積的電容實(shí)現(xiàn)方法;在電路方面,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于藍(lán)牙系統(tǒng)本振信號(hào)發(fā)生的頻率綜合器,其獨(dú)特之處在于實(shí)現(xiàn)了完全集成的CMOS倍頻VCO.下面簡(jiǎn)單介紹一下每章的內(nèi)容.論文首先從射頻(RF)電路的角度出發(fā),分析了CMOS工藝的現(xiàn)狀和未來(lái)的

2、趨勢(shì),以及器件特征尺寸縮小對(duì)RF電路性能的影響,并且重點(diǎn)介紹了CMOS技術(shù)作為RF電路基礎(chǔ)工藝時(shí)的一些具體問(wèn)題.其次,論文介紹了用于本振電路的頻率綜合器的常見(jiàn)結(jié)構(gòu),性能指標(biāo),以及作為其理論基礎(chǔ)的鎖相環(huán)模型和相位噪聲模型.在系統(tǒng)級(jí)的實(shí)現(xiàn)上,為了快速仿真用于跳頻系統(tǒng)中的電荷泵鎖相環(huán),該文在比較幾種常見(jiàn)仿真方法的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了電荷泵鎖相環(huán)的事件驅(qū)動(dòng)模型,并且針對(duì)這種模型的具體實(shí)現(xiàn)提出了一些改進(jìn).改進(jìn)后的實(shí)現(xiàn)方法主要用于快速仿真跳頻系統(tǒng)中頻

3、率合成鎖相環(huán)的穩(wěn)定性和建立時(shí)間.再次,由于電路的實(shí)現(xiàn)依賴于數(shù)字CMOS工藝能夠提供的各種器件,該文研究了片上電感的建模和實(shí)現(xiàn),并且提出了一種在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字CMOS工藝條件下,提高片上螺旋電感性能的實(shí)用方法;以及在短少雙層多晶硅電容的情況下,可以大大節(jié)約芯片面積的一種電容實(shí)現(xiàn)方法;另外還簡(jiǎn)單介紹變?nèi)莨艿膶?shí)現(xiàn)和模型等方面的問(wèn)題,并對(duì)其他工藝因素,如有源器件的性能,襯底和互聯(lián)的影響等做了一些探討.最后,基于對(duì)系統(tǒng)和器件的認(rèn)識(shí)和討論,具體設(shè)計(jì)了一種

4、適用于單片集成Bluetooth發(fā)接器的本振電路,并完成了測(cè)試.其中重點(diǎn)研究了該電路的核心,即一種倍頻式壓控振蕩器(VCO).這種VCO由兩部分組成,主VCO的振蕩頻率是所需本振頻率的一半,然后采用"注入鎖頻"原理對(duì)主VCO的振蕩頻率進(jìn)行倍頻以產(chǎn)生本振信號(hào).主VCO和倍頻電路都使用片上集成電感,無(wú)需外接元件,從而提高芯片的集成度.為了補(bǔ)償工藝偏差的影響,諧振回路中使用數(shù)字開(kāi)關(guān)控制的電容陣列,以便于對(duì)成品芯片進(jìn)行軟件可編程的調(diào)整.在電路設(shè)