WSN頻率綜合器中PFD和CP設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Network)是當(dāng)前在國際上備受關(guān)注的，知識高度集成的前沿?zé)狳c研究領(lǐng)域。隨其應(yīng)用的拓展，對高性能，超低功耗，高集成度的射頻收發(fā)芯片需求越來越迫切，因此，更加需要鎖相環(huán)頻率綜合器電路提供穩(wěn)定的本振頻率。作為鎖相環(huán)電路中的關(guān)鍵模塊，鑒頻鑒相器決定了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，電荷泵則為系統(tǒng)提供了寬的頻率捕捉范圍以及快速的鎖定能力，使得電荷泵使鎖相環(huán)以其低功耗、高速、低抖動和低成本的優(yōu)勢，成為鎖

2、相環(huán)電路應(yīng)用中的主流。
　　 本文首先介紹了鎖相環(huán)頻率綜合器的應(yīng)用項目背景，接著分析了電荷泵鎖相環(huán)的特點，并在介紹鎖相環(huán)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上闡述了鑒頻鑒相器(PFD，Phase Frequency Detector)以及電荷泵(CP,Charge Pump)的工作原理，結(jié)構(gòu)分類，進(jìn)而詳細(xì)討論了PFD和CP的性能指標(biāo)以及設(shè)計中的難點問題，給出設(shè)計指標(biāo)要求。接著本文提出具有低功耗，高速，高精度等優(yōu)點的基于TSPC(True Single

3、 Phase Clock)動態(tài)D觸發(fā)器式高精度鑒頻鑒相器設(shè)計，以及結(jié)合寬輸入范圍誤差運(yùn)放和自偏置共源共柵電流鏡結(jié)構(gòu)的電荷泵設(shè)計，實現(xiàn)了電荷泵充放電流的高精度寬范圍匹配。最后本文在0.18μn CMOS工藝下完成了PFD和CP模塊的版圖設(shè)計和優(yōu)化，并對芯片進(jìn)行了流片驗證，測試結(jié)果表明：在1.8V電源電壓下，PFD的各種邏輯功能均正確，CP在0.3V～1.7V的輸出電壓范圍內(nèi)工作電流基本穩(wěn)定在100μA，在0.4V～1.7V的電壓范圍內(nèi)，失