面向SuB-GHz無線通信技術(shù)的低功耗小數(shù)分頻頻率綜合器設計.pdf

1、日益普及的無線通訊網(wǎng)絡加快了復雜無線設備系統(tǒng)的革新和部署，無線產(chǎn)品已成為生活中密不可分的一部分，周圍分布著大量的無線終端和各種應用系統(tǒng)，如智能家居、自動抄表、照明系統(tǒng)、無線體域網(wǎng)、工業(yè)系統(tǒng)、醫(yī)療監(jiān)護、生物傳感、安全系統(tǒng)和環(huán)境應用系統(tǒng)等。Sub-GHz無線通信技術(shù)廣泛應用于這些無線設備及應用中。而頻率綜合器作為無線通訊系統(tǒng)中提供本振頻率的重要模塊，有著不可替代的重要意義。論文的主要研究工作是基于Sub-GHz無線通信技術(shù)，使用GSMC13

2、0nm RF工藝，設計了一款可用于無線收發(fā)系統(tǒng)中的低功耗、小型化的頻率綜合器。以下是詳細的研究工作內(nèi)容。
　　第二章，論文先介紹了頻率綜合器的原理，還介紹了幾種頻率綜合器的架構(gòu)和相應的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。針對電荷泵鎖相環(huán)型頻率綜合器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，論文從系統(tǒng)和電路的角度，詳細闡述了其中的核心電路模塊，包括鑒頻鑒相器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、分頻器、Delta-Sigma調(diào)制器。
　　論文的第三章主要介紹了每個電路模塊的設計方法和步

3、驟，同時針對每個模塊的特定問題簡述了一些學術(shù)研究成果以及本文創(chuàng)新的解決方案。比如介紹了可解決鑒頻鑒相器死區(qū)效應和周期滑移問題的解決方案;提出了一種新型的可降低共模噪聲的兩端交替互換的差分電荷泵結(jié)構(gòu);介紹了多種優(yōu)化壓控振蕩器性能的設計方法和結(jié)構(gòu);闡述了一種降低量化噪聲的4/4.5分頻器電路以及針對該結(jié)構(gòu)改善參考時鐘雜散性能的占空比校準電路;介紹了一種新型的可降低Delta-Sigma調(diào)制器量化噪聲的陷波濾波器結(jié)構(gòu);簡述了一種新型的基于脈沖

4、吞咽分頻器的快速自動頻率校準算法和對應的電路結(jié)構(gòu)。
　　論文的第四章主要根據(jù)上述的理論研究和設計方法，基于GSMC130nm RF工藝，設計了一個頻率范圍為900MHz到1.2GHz的電荷泵鎖相環(huán)型頻率綜合器，其核心供電電壓為1.2V，參考頻率為10MHz到30MHz，核心電路功耗控制在5mW以內(nèi)。論文介紹了該項目的完整設計過程，包括電路、版圖、封裝和PCB的設計。測試結(jié)果顯示芯片可以正常工作在Sub-GHz的頻段，但也存在一些問