CPPLL頻率綜合器中鑒頻鑒相器、電荷泵和前置分頻器的設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)線收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中，鎖相環(huán)型頻率綜合器是射頻前端的關(guān)鍵模塊。它利用穩(wěn)定的低頻參考信號(hào)，產(chǎn)生穩(wěn)定的射頻范圍的本振信號(hào)，其性能影響著整個(gè)收發(fā)系統(tǒng)的性能。由于無(wú)線通訊技術(shù)的快速發(fā)展，使得它對(duì)鎖相環(huán)技術(shù)有著越來(lái)越高的要求。電荷泵型鎖相環(huán)因?yàn)槠洳东@范圍大、鎖定時(shí)相位誤差小等優(yōu)點(diǎn)，成為了當(dāng)前鎖相環(huán)技術(shù)的主流。本文將對(duì)應(yīng)用于IMT Advanced和UWB系統(tǒng)的雙頻帶電荷泵鎖相環(huán)型頻率綜合器中的鑒頻鑒相器、電荷泵和前置分頻器幾個(gè)關(guān)鍵模塊的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2、
　　 作為鎖相環(huán)中的關(guān)鍵模塊，鑒頻鑒相器決定了頻率綜合器的精度和穩(wěn)定性，電荷泵為頻率綜合器提供寬的捕捉范圍和快速鎖定的能力。本文在傳統(tǒng)的邊沿觸發(fā)型鑒頻鑒相器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，給出了一種基于TSPC(True Single Phase Clock)D觸發(fā)器的高精度鑒頻鑒相器的設(shè)計(jì)。該鑒頻鑒相器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、鑒相范圍寬、無(wú)鑒相死區(qū)等優(yōu)點(diǎn)。另外，本文在分析電荷泵非理想因素對(duì)鎖相環(huán)影響的基礎(chǔ)上，針對(duì)電荷泵充放電電流失配、電荷共享和

3、電荷注入等非理想的因素，提出了一種采用誤差運(yùn)算放大器和單位增益放大器兩種技術(shù)相結(jié)合的電荷泵結(jié)構(gòu)，減小了電荷泵非理想因素對(duì)鎖相環(huán)的影響，實(shí)現(xiàn)了電荷泵充放電電流的高精度寬范圍匹配。
　　 射頻前置分頻器工作在鎖相環(huán)的最高頻率，是鎖相環(huán)中功耗最大的部分之一，因此降低功耗是前置分頻器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文在總結(jié)各種CMOS雙模前置分頻器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)給出了一種基于E-TSPC觸發(fā)器的低功耗、高速射頻CMOS16/17雙模前置分頻器的設(shè)計(jì)。

4、此外，本文還完成了一種差分正交二分頻器的設(shè)計(jì)。它位于鎖相環(huán)外，為收發(fā)機(jī)提供四路正交信號(hào)。由于本文要求設(shè)計(jì)的差分正交二分頻器，其輸入信號(hào)的最高頻率可達(dá)10GHz左右，因此高速和低功耗成為了設(shè)計(jì)此二分頻器時(shí)主要考慮的問(wèn)題。
　　 基于TSMC0.13μmRFCMOS工藝，采用Cadence軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真。后仿真結(jié)果表明:在1.2V電源電壓下，鑒頻鑒相器的各種邏輯功能正確;電荷泵工作電流為100μA，在0.2V到1.1V輸出電壓范