全單片集成的多模CMOS正交頻率綜合器的研究.pdf

1、無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，給人們的日常生活帶來了巨大的便利，并促使更多的無線通信標(biāo)準(zhǔn)被相繼發(fā)布出來。為了給消費者提供更大的便利，多模無線通信系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)成為無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)發(fā)展中的一個新的亮點。作為多模無線射頻發(fā)接機中的重要組成部分，頻率綜合器可以為不同標(biāo)準(zhǔn)的無線發(fā)接機提供穩(wěn)定的、可編程的、低噪聲本地振蕩信號(LO信號)，其性能決定或影響著整個無線收發(fā)系統(tǒng)的性能。本文以WCDMA、Bluetooth以及IEEE802．1laPo／g五

2、種無線通信標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，系統(tǒng)地研究了多模頻率綜合器的設(shè)計與實現(xiàn)。 首先，本文系統(tǒng)研究了頻率綜合器中的非理想因素對無線通信系統(tǒng)的影響，并通過理論計算得出多模通信系統(tǒng)對頻率綜合器的指標(biāo)要求，進(jìn)而探討了多模頻率綜合器的實現(xiàn)方案。 其次，以設(shè)計、仿真和測試結(jié)果為基礎(chǔ)，對頻率綜合器比較流行的三種體系結(jié)構(gòu)，即半頻式頻率綜合器、等頻式頻率綜合器以及倍頻式頻率綜合器各方面的優(yōu)缺點進(jìn)行了討論和分析，從而確定出一個最合適的體系結(jié)構(gòu)用于高性能、

3、全集成正交輸出的頻率綜合器的實現(xiàn)。 接著，在頻率綜合器系統(tǒng)級設(shè)計方面，介紹了一種常用的基于相位裕度最優(yōu)化的環(huán)路參數(shù)設(shè)計方法，分析了這種方法存在的不足；提出了一種全新的頻率綜合器系統(tǒng)級設(shè)計方法，并以這種方法為基礎(chǔ)分析了環(huán)路參數(shù)對頻率綜合器性能的影響，從而總結(jié)了環(huán)路參數(shù)的優(yōu)化方法。 然后，提出了分析壓控振蕩器品質(zhì)因子的簡單模型，通過理論分析與計算，得到了限制高頻寬帶壓控振蕩器相位噪聲性能的主要因素，澄清了以往人們在這一問題上

4、的片面認(rèn)識。利用計算得到的品質(zhì)因子計算了影響壓控振蕩器相位噪聲性能的各個噪聲源貢獻(xiàn)的噪聲，作為優(yōu)化壓控振蕩器相位噪聲性能的基礎(chǔ)。以這一理論分析為指導(dǎo)，采用0．18umRFCMOS工藝設(shè)計了一個用于IEEE802．1la／b／g以及Bluetooth的壓控振蕩器，測試表明在不增大壓控振蕩器功耗和版圖面積的情況下，僅僅通過對電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，就使得壓控振蕩器3MHz頻偏處的相位噪聲改善了2．5dB，獲得了與理論分析相一致的結(jié)果。 最后