電流模自偏置鎖相環(huán)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，CMOS單片射頻收發(fā)機(jī)由于其成本低、功耗小、集成度高等而被廣泛使用。作為射頻收發(fā)機(jī)中的關(guān)鍵模塊，頻率合成器是從一個(gè)或多個(gè)頻率中產(chǎn)生多頻率的系統(tǒng)。它是將一個(gè)高精度、高穩(wěn)定度的標(biāo)準(zhǔn)參考頻率經(jīng)過混頻、倍頻或分頻等，實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除四則運(yùn)算，產(chǎn)生大量的具有同樣精確度和穩(wěn)定度的頻率源。高精確度和高穩(wěn)定度的頻率，一般采用晶體振蕩器來實(shí)現(xiàn)的。但是晶體振蕩器的頻率是單一的，且只能在極小的范圍內(nèi)微調(diào)。然而，現(xiàn)在許多應(yīng)用都要求在一

2、個(gè)很寬的頻率范圍內(nèi)提供大量穩(wěn)定的頻率點(diǎn)。鎖相環(huán)如果可以在較寬的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低抖動(dòng)輸出信號(hào)，那么它就可以應(yīng)用于有不同頻率要求的頻率合成器系統(tǒng)。
　　本文以多模式頻率合成器為目標(biāo)，對(duì)在寬輸入/輸出頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低抖動(dòng)的電流模鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)理論、模型分析進(jìn)行了深入研究。
　　通過分析鎖相環(huán)基本工作原理、結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)特性，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了簡(jiǎn)單論述。在對(duì)電荷泵鎖相環(huán)理論的分析中，列舉了組成電荷泵鎖相環(huán)各子模塊的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求，并對(duì)其噪聲

3、特性進(jìn)行分析。
　　基于電流模式電路的優(yōu)點(diǎn)：線性動(dòng)態(tài)范圍大、高頻性能優(yōu)越、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更適合于并行處理等，本文提出了基于電流模自偏置技術(shù)的鎖相環(huán)設(shè)計(jì)，此結(jié)構(gòu)采用電流控制振蕩器，直接由電流過沖實(shí)現(xiàn)成比例項(xiàng)，電荷泵電流與振蕩器控制電流成比例。積分項(xiàng)電荷泵電流的比例因子受其自身參考頻率的控制，從而實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)帶寬鎖相環(huán)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整鎖相環(huán)參數(shù)以達(dá)到在各工作點(diǎn)的輸出信號(hào)抖動(dòng)性能最優(yōu)化的特點(diǎn)。解決了傳統(tǒng)固定帶寬電荷泵鎖相環(huán)只能在一個(gè)工作狀態(tài)