高速低功耗CMOS電荷泵鎖相環(huán)的技術(shù)研究.pdf

1、近幾年無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了低成本、低功耗CMOS無線收發(fā)器的研究和開發(fā)，盡管CMOS工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得無線收發(fā)器中的大部分單元電路都能夠單片實(shí)現(xiàn)，但是高速、低功耗RF CMOS PLL的設(shè)計(jì)仍然還是一個(gè)難點(diǎn)。通過對(duì)鎖相環(huán)原理進(jìn)行深入的分析和研究，本論文針對(duì)CDMA無線通信標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出了高速低功耗三階電流型電荷泵鎖相環(huán)。
　　論文的主要貢獻(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
　　1．針對(duì)傳統(tǒng)鑒頻鑒相器速度慢、功耗高的缺點(diǎn)，改進(jìn)了單

2、相時(shí)鐘動(dòng)態(tài)D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出了一種高速低功耗的鑒頻鑒相器，在反饋回路上加入延遲單元，能有效的消除鑒相死區(qū)。
　　2．針對(duì)傳統(tǒng)電荷泵中存在電荷泄漏和電荷共享現(xiàn)象，設(shè)計(jì)出了一種采用電流控制技術(shù)的新型電荷泵，電路中巧妙地運(yùn)用了一個(gè)簡(jiǎn)單的正反饋，以加快開關(guān)速度，仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的電荷泵能有效的抑制了電荷泄漏和電荷共享現(xiàn)象。
　　3．由于LC壓控振蕩器中的PN結(jié)變?nèi)莨芷焚|(zhì)因數(shù)低、調(diào)諧范圍小，本次設(shè)計(jì)的LC壓控振蕩器采用了強(qiáng)反型

3、MOS變?nèi)莨?，仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的LC壓控振蕩器具有15％調(diào)諧范圍。
　　4．由于三階電荷泵鎖相環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，在系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)上采用環(huán)路優(yōu)化設(shè)計(jì)方法確定帶寬和相位裕度，使環(huán)路帶寬總在相位裕度最大處，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　5．根據(jù)TSMC0.35μm SiGe BiCMOS工藝模型，利用Cadence Spectre模擬軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的電荷泵鎖相環(huán)路中各個(gè)模塊及整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了模擬仿真，模擬結(jié)果顯示，在1.5V電源電壓