CMOS工藝下鎖相環(huán)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、鎖相環(huán)為無(wú)線收發(fā)機(jī)提供本振信號(hào)，其決定著無(wú)線收發(fā)機(jī)的功耗和誤碼率。因此，低雜散、低噪聲鎖相環(huán)設(shè)計(jì)在無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)中顯得尤為重要。
　　通信頻帶資源越來(lái)越緊張，數(shù)據(jù)安全問(wèn)題日益突出，2.4GHz ISM頻段已經(jīng)不能滿足人們的需求，非標(biāo)準(zhǔn)PICO net組網(wǎng)與中低速業(yè)務(wù)通信的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。針對(duì)上述問(wèn)題，自定制3GHz頻段的低功耗無(wú)線通信項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生，鎖相環(huán)是其中的重要模塊。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)低雜散、低噪聲電荷泵鎖相環(huán)。為了防止功率放大器的

2、頻率牽引效應(yīng)，電荷泵鎖相環(huán)的輸出頻率設(shè)計(jì)為6GHz，二分頻后得到頻率為3GHz的四路正交輸出信號(hào)。該電荷泵鎖相環(huán)采用130nm CMOS工藝設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果顯示，電荷泵鎖相環(huán)輸出頻率為6.016GHz時(shí)，1MHz頻偏處的相位噪聲為-109dBc/Hz，參考雜散為-64dBc，功耗為9.866mW，滿足項(xiàng)目指標(biāo)。針對(duì)壓控振蕩器對(duì)電源電壓較為敏感這一問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了LDO給壓控振蕩器供電，有效地減小了電源電壓波動(dòng)，避免了鎖相環(huán)雜散的惡化。

3、r>　　經(jīng)典鎖相環(huán)中反饋路徑上存在分頻器，導(dǎo)致鑒頻鑒相器和電荷泵的噪聲等效到輸出端放大了N2倍，無(wú)法實(shí)現(xiàn)低帶內(nèi)相位噪聲，針對(duì)這一問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)低噪聲亞采樣鎖相環(huán)。該亞采樣鎖相環(huán)由核心環(huán)和鎖頻環(huán)構(gòu)成，環(huán)路鎖定時(shí)，鎖頻環(huán)停止工作，核心環(huán)中無(wú)分頻器，從而實(shí)現(xiàn)很低的帶內(nèi)相位噪聲。為了改善亞采樣鎖相環(huán)的輸出雜散，本文設(shè)計(jì)了占空比可調(diào)的參考buffer，并且采用了dummy采樣器以及自偏置隔離緩沖器。本文通過(guò)分析亞采樣鎖相環(huán)的瞬態(tài)工作過(guò)程得知