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1、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Network)是當(dāng)前在國(guó)際上備受關(guān)注的,知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。隨其應(yīng)用的拓展,對(duì)高性能,超低功耗,高集成度的射頻收發(fā)芯片需求越來越迫切,因此,更加需要鎖相環(huán)頻率綜合器電路提供穩(wěn)定的本振頻率。作為鎖相環(huán)電路中的關(guān)鍵模塊,鑒頻鑒相器決定了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性,電荷泵則為系統(tǒng)提供了寬的頻率捕捉范圍以及快速的鎖定能力,使得電荷泵使鎖相環(huán)以其低功耗、高速、低抖動(dòng)和低成本的優(yōu)勢(shì),成為鎖
2、相環(huán)電路應(yīng)用中的主流。
本文首先介紹了鎖相環(huán)頻率綜合器的應(yīng)用項(xiàng)目背景,接著分析了電荷泵鎖相環(huán)的特點(diǎn),并在介紹鎖相環(huán)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上闡述了鑒頻鑒相器(PFD,Phase Frequency Detector)以及電荷泵(CP,Charge Pump)的工作原理,結(jié)構(gòu)分類,進(jìn)而詳細(xì)討論了PFD和CP的性能指標(biāo)以及設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)問題,給出設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。接著本文提出具有低功耗,高速,高精度等優(yōu)點(diǎn)的基于TSPC(True Single
3、 Phase Clock)動(dòng)態(tài)D觸發(fā)器式高精度鑒頻鑒相器設(shè)計(jì),以及結(jié)合寬輸入范圍誤差運(yùn)放和自偏置共源共柵電流鏡結(jié)構(gòu)的電荷泵設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了電荷泵充放電流的高精度寬范圍匹配。最后本文在0.18μn CMOS工藝下完成了PFD和CP模塊的版圖設(shè)計(jì)和優(yōu)化,并對(duì)芯片進(jìn)行了流片驗(yàn)證,測(cè)試結(jié)果表明:在1.8V電源電壓下,PFD的各種邏輯功能均正確,CP在0.3V~1.7V的輸出電壓范圍內(nèi)工作電流基本穩(wěn)定在100μA,在0.4V~1.7V的電壓范圍內(nèi),失
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