射頻鎖相環(huán)中鑒頻鑒相器和電荷泵的設計.pdf

1、伴隨著數字通信系統的發(fā)展，無線數字音頻技術逐漸成為第三代廣播技術，同時人們對于能夠提供CD質量的音頻和其它類型的多媒體需求日益增加，另外針對L波段的無線通信設備應用也日益廣泛，而射頻收發(fā)機為無線系統應用的關鍵。隨著CMOS工藝技術的不斷更替，以其成本低，靜態(tài)功耗小等優(yōu)點使得以該工藝實現高速射頻收發(fā)機集成電路成為發(fā)展趨勢。在射頻接收架構中，鎖相環(huán)(PLL，Phase-Locked Loop)類型的頻率綜合器以提供本振信號成為不可或缺的電路

2、，決定著接收機的接收信號質量。而作為PLL的關鍵模塊，鑒頻鑒相器(PFD，Phase-and-Frequency Detector)和電荷泵(CP, ChargePump)的性能成為設計的重點。
　　本文針對L波段多模無線通信和無線數字廣播通信中PLL的要求分別研究設計了PFD和CP電路。首先根據L波段無線通信系統指標要求，采用三階環(huán)路濾波器結構，設計環(huán)路帶寬為100～200kHz，相位裕度大于50°，鎖定時間小于40μs的系統參

3、數。接著采用基于TSPC-D觸發(fā)器設計線性PFD電路，該電路結構簡單，對稱性好，加入延時控制單元用于鑒相死區(qū)和盲區(qū)的折中，而根據CP指標，采用電流舵開關提高速度，同時為了配合壓控振蕩器的增益以穩(wěn)定環(huán)路帶寬而采用四路電流充放電模式，電流范圍100～400μA。然后針對無線數字廣播通信系統的CP指標，采用雙鉗位放大器提高電流的平坦度，另外加入單位增益放大器、電流補償電路等改善電荷泵性能。最后基于0.18-μm CMOS工藝對數字廣播系統的P