TD-LTE射頻收發(fā)機(jī)中鎖相環(huán)電路關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、基于差分積分調(diào)制器的分?jǐn)?shù)型鎖相環(huán)頻率綜合器(Delta-Sigma Fractional-N PLL Frequency Synthesizer)在高性能無線通信系統(tǒng)中使用廣泛。在諸如TD-LTE收發(fā)機(jī)的第四代移動通信系統(tǒng)當(dāng)中,低噪聲低功耗大帶寬成為頻率綜合器最為重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　本文采用SMIC130nm工藝,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款TD-LTE收發(fā)機(jī)當(dāng)中鎖相環(huán)頻率綜合器的部分核心電路,包括電荷泵(Charge Pump,CP)、壓控

2、振蕩器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)和多模分頻器(Multi-Modulus Frequency Divider, MMD)。
　　在鎖相環(huán)經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上,論文對環(huán)路的瞬態(tài)響應(yīng)以及噪聲特性進(jìn)行了深入研究分析,之后闡述了電路的設(shè)計(jì)過程,并給出了版圖和后仿結(jié)果。電荷泵采用電流轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu),最大限度提高了電路的速度,并引入運(yùn)放和開關(guān)對管抑制非理想效應(yīng)。電荷泵輸出電流變化范圍從40uA到670uA可調(diào)

3、,最小步進(jìn)5uA,輸出電流為40uA時(shí),靜態(tài)失配電流小于5nA,有利于減小參考雜散。壓控振蕩器采用了一種兩級調(diào)諧結(jié)構(gòu),頻率調(diào)諧范圍達(dá)到56％,完全覆蓋所需頻段。振蕩器增益KVCO保持在45MHz/V左右,提高了環(huán)路的穩(wěn)定性。輸出頻率在5.6GHz時(shí)1MHz處的相位噪聲達(dá)到?122dBc/Hz,消耗電流3.5mA,符合系統(tǒng)對噪聲的要求。多模分頻器由7位除2除3單元級聯(lián)構(gòu)成,分頻比為128~255,最壞情況下的工作頻率從2GHz到8GHz,