用于6GHz射頻通信系統(tǒng)的VCO及VGA設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)線(xiàn)通信事業(yè)的快速發(fā)展對(duì)射頻接收機(jī)提出了更高的要求,因此對(duì)于射頻接收機(jī)的研究越來(lái)越多。鎖相環(huán)(PhaseLockedLoop,PLL)和自動(dòng)增益控制(AutomaticGainControl,AGC)兩個(gè)環(huán)路構(gòu)成了射頻接收機(jī)的核心模塊。PLL環(huán)路為射頻接收機(jī)提供變頻所需的本振信號(hào),AGC環(huán)路為基帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供恒定的信號(hào)幅度,因此它們起著非常重要的作用。壓控振蕩器(VoltageControlledOscillator,VCO)是PLL

2、環(huán)路中產(chǎn)生指定頻率信號(hào)的關(guān)鍵模塊,直接決定了PLL環(huán)路能否鎖定;可變?cè)鲆娣糯笃?VariableGainAmplifier,VGA)是AGC環(huán)路中不可或缺的模塊,它的性能決定了AGC環(huán)路能夠處理的輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。因此,在某種程度上VCO和VGA性能的好壞決定了射頻接收機(jī)能否正常工作。
　　 本課題采用TSMC0.13-μmRFCMOS工藝設(shè)計(jì)了一種低相位噪聲寬帶LCVCO。本課題簡(jiǎn)單介紹了振蕩器的基本原理以及LCVCO的設(shè)計(jì)

3、方法;詳細(xì)分析了VCO的相位噪聲模型,并總結(jié)了幾種常用的相位噪聲優(yōu)化技術(shù)。本課題設(shè)計(jì)的VCO采用互補(bǔ)交叉耦合型結(jié)構(gòu);利用三組差分開(kāi)關(guān)電容陣列將整個(gè)調(diào)諧范圍劃分為八個(gè)子頻帶,實(shí)現(xiàn)了寬帶覆蓋;采用兩個(gè)噪聲濾波網(wǎng)絡(luò)以?xún)?yōu)化VCO的相位噪聲性能。在片測(cè)試結(jié)果表明,VCO的調(diào)諧范圍為5.35～6.41GHz;在振蕩頻率5.488GHz上,1MHz頻偏處的相位噪聲為-113.3dBc/Hz;在1.2V電源電壓下,電路總功耗為9.3mW。
　　

4、 本課題同樣采用TSMC0.13-μmRFCMOS工藝設(shè)計(jì)了一種高增益范圍寬帶VGA。本課題討論了AGC環(huán)路的基本工作原理及VGA在其中的作用;系統(tǒng)地歸納了VGA的主要結(jié)構(gòu),并詳細(xì)分析了CMOS工藝下實(shí)現(xiàn)指數(shù)函數(shù)的方法。本課題設(shè)計(jì)的VGA的可變?cè)鲆鎲卧怨苍垂矕欧糯笃鳛榛A(chǔ),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了可變?cè)鲆婧椭笖?shù)特性;利用電感峰化和電容中和技術(shù)以擴(kuò)展帶寬;采用雙反饋直流偏移消除電路以減小VGA整體的直流失調(diào)。后仿真結(jié)果表明,VGA的dB線(xiàn)性增益范圍達(dá)