基于CMOS工藝的CPPLL研究.pdf

1、頻率合成器作為通信系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的模塊之一,在當今無線通信系統(tǒng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。鎖相環(huán)是用來構(gòu)造頻率合成器最為主流的結(jié)構(gòu)之一,近幾十年無論是在學術(shù)界還是在工業(yè)界都得到了廣泛的研究與應用。本文基于前輩研究的基礎(chǔ)上,學習與分析了鎖相環(huán)工作原理、其各子模塊原理及特點。進而研究了鎖相環(huán)設計方法和流程,并結(jié)合具體項目開展了鎖相環(huán)系統(tǒng)設計和電路設計。
　　首先,鎖相環(huán)作為一個小系統(tǒng),它具有系統(tǒng)的特點。所以,本文對整個鎖相環(huán)進行了系統(tǒng)級的

2、研究,并總結(jié)了一套相應研究及設計方法。并基于ADS仿真、設計平臺,對整個鎖相環(huán)進行了系統(tǒng)級仿真。系統(tǒng)分析、仿真的首要目的是給整個鎖相環(huán)設計過程提供設計“綱領(lǐng)”,以便知道設計者通過協(xié)調(diào)各子模塊之間的運行來實現(xiàn)整個鎖相環(huán)系統(tǒng)合理正常工作。系統(tǒng)設計過程要確定環(huán)路帶寬和相位裕度兩個系統(tǒng)參數(shù)和各子模塊相應設計參數(shù)如壓控振蕩器的增益、電荷泵電流、分頻器的分頻系數(shù)等。這對于后續(xù)各個模塊的電路設計與優(yōu)化非常重要。
　　其次,鎖相環(huán)所包含的各子模塊

3、都涉及一個甚至多個研究領(lǐng)域。所以,本文研究了鎖相環(huán)各子模塊電路的工作原理、設計方法以及優(yōu)化措施,并基于相應項目要求給出具體電路設計流程和結(jié)果?；赟pectre-RF相關(guān)軟件對具體電路進行了仿真、優(yōu)化及驗證,直至相關(guān)電路達到所需的指標要求。在各子模塊設計參數(shù)的基礎(chǔ)上,對整個鎖相環(huán)系統(tǒng)反復進行系統(tǒng)仿真和電路仿真,直到系統(tǒng)滿足目標要求。
　　再次,本文中鎖相環(huán)的設計屬于芯片級電路設計,芯片的制作需要采用相應的半導體材料和集成電路制備工

4、藝。所以學習、研究了相應芯片電路和版圖設計方法及流程。同時學習和了解相應的半導體材料性質(zhì)與集成電路制備工藝技術(shù)。在上述工作基礎(chǔ)上,基于Virtuoso、Calibre和Assura軟件對整個鎖相環(huán)電路進行了版圖設計、版圖后端驗證及后仿真優(yōu)化等。最終,整個鎖相環(huán)和各個子模塊的電路性能如下:鎖相環(huán)鎖定時間為5~10s;VCO的輸出頻率范圍18.53GHz~23.79GHz,相位噪聲為-102dBc/Hz@1MHz offset。最后,射頻集