CMOS單片集成的Σ-Δ小數(shù)頻率合成器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著集成電路制造工藝和無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全集成、多制式、低成本的無(wú)線收發(fā)器已成必然趨勢(shì)。頻率合成器作為無(wú)線收發(fā)器中的核心單元電路，是決定收發(fā)器性能好壞的關(guān)鍵因素，也是實(shí)現(xiàn)全集成無(wú)線收發(fā)器的主要難點(diǎn)。∑-△小數(shù)頻率合成器由于很好地解決了環(huán)路帶寬與信道間距之間的矛盾，具有頻率切換速度快、精度高、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。 本文簡(jiǎn)要回顧了無(wú)線通信系統(tǒng)中的頻率合成技術(shù)，對(duì)高性能∑-△小數(shù)頻率合成器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了

2、深入的研究。針對(duì)傳統(tǒng)分頻器存在的缺陷，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種新型的CMOS高速多?？删幊谭诸l器，與傳統(tǒng)分頻器相比，該分頻器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可重用性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。為了解決無(wú)源濾波器中電容占用面積太大、難以集成的難題，提出了一種電容倍乘方法，有效減小了電容的面積，實(shí)現(xiàn)了三階無(wú)源濾波器的片上集成。本文對(duì)不同類(lèi)型的∑-△調(diào)制器的噪聲成形效果進(jìn)行了分析與比較，設(shè)計(jì)了一種輸出為三位的三階數(shù)字∑-△調(diào)制器對(duì)小數(shù)分頻比進(jìn)行調(diào)制，改善了頻率合成器的帶內(nèi)噪聲和雜散性

3、能，獲得了比較滿意的結(jié)果。本文在詳細(xì)分析壓控振蕩器的相噪聲特性的基礎(chǔ)上，總結(jié)出集成平面螺旋電感和變?nèi)莨艿闹谱鞣椒ǎ岢隽艘恍└倪M(jìn)措施，改善了它們的Q值，并采用CMOS工藝，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)差分型、低相噪聲LC壓控振蕩器。另外，本文還討論了頻率合成器中其他重要單元電路的設(shè)計(jì)方法，如電荷泵、相頻檢測(cè)器、鎖定檢測(cè)電路等等。 本文在上述方法的研究基礎(chǔ)上，完成了2.4GHz單片集成的∑-△小數(shù)頻率合成器的設(shè)計(jì)，并采用0.25μmCMOS工藝流片

4、驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的頻率合成器的技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，可適用于無(wú)繩電話、HomeRF、WLAN、藍(lán)牙、Zigbee等多種基于2.4GHz無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線通信系統(tǒng)。 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：采用CMOS工藝，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種新型的高速多?？删幊谭诸l器，克服了頻率合成器的速度瓶頸；提出了一種電容倍乘方法，解決了無(wú)源濾波器中大電容難以集成的問(wèn)題；針對(duì)多?？删幊谭诸l器的要求，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)輸入為20位、輸出為3位的三階數(shù)字∑-△