433MHz CMOS頻率合成器中VCO的設計與實現.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、頻率合成器(Frequency Synthesizer,FS)或鎖相環(huán)(Phase Locked Loop,PLL)電路是現代通信系統(tǒng)的核心模塊,直接決定了許多無線、有線收發(fā)系統(tǒng)的性能。壓控振蕩器(Voltage ControledOscillator,VCO)作為PLL的核心組成模塊一直都是工業(yè)界和學術界研究的熱點,恒定調諧增益、寬調諧范圍和低相位噪聲的VCO電路的設計一直是高性能PLL模塊面臨的挑戰(zhàn)。
  本文結合433MHz

2、技術的優(yōu)勢,完成了一個能夠覆蓋三個波段(300MHz-348MHz、400MHz-464MHz、800MHz-928MHz)由數字基帶控制字直接調制的鎖相環(huán)電路中VCO的設計與實現。首先總結了VCO的研究現狀,介紹了VCO的設計理論,包括VCO的工作原理、分類、性能指標和相位噪聲理論等。然后詳細介紹了本VCO的應用背景,討論了PLL電路的環(huán)路參數設計,明確了VCO的設計指標以及對系統(tǒng)性能的影響。設計完成了兩個調諧范圍分別為1.2GHz-

3、1.392GHz(經四分頻得到300MHz-348MHz波段),1.6GHz-1.856GHz(經四分頻得到400MHz-464MHz波段、經二分頻得到800MHz-928MHz波段)的LC-VCO電路。為了抵抗頻率偏移,工藝角偏差和溫度的影響,每個VCO均預留了一定的頻率調節(jié)裕量,將調諧范圍擴展為1.0GHz-1.6GHz和1.4GHz-2.1GHz,每個VCO都采用了4-bit的二進制控制信號將整個頻段劃分為16個子頻段。為了保證V

4、CO能夠輸出較為恒定的擺幅,采用了可編程開關控制尾電流的大小,實現了步長為150μA從2.55mA到3.6mA的尾電流大小的調節(jié)。為了完成整個系統(tǒng)的應用需求,除了完成VCO核心電路的設計之外,還完成了必不可少的VCO外圍輔助電路的設計,包括偏置電路、選擇電路和分頻電路。
  在電路設計完成后,用Cadence Virtuoso軟件設計版圖。本次設計在SMIC0.18μm工藝下流片,并對芯片進行了測試驗證,測試結果證明兩個VCO的調

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