應(yīng)用于Zigbee收發(fā)機(jī)的數(shù)字控制振蕩器的設(shè)計(jì).pdf

1、深亞微米CMOS工藝下，數(shù)字控制振蕩器(DCO)與傳統(tǒng)壓控振蕩器(VCO)相比，具有低相位噪聲、低功耗、易集成等優(yōu)點(diǎn)。DCO是全數(shù)字鎖相環(huán)(ADPLL)和收發(fā)機(jī)的重要模塊，其功耗和相位噪聲性能對(duì)系統(tǒng)有重要影響。
　　論文的主要工作是設(shè)計(jì)一款應(yīng)用于Zigbee收發(fā)機(jī)的低功耗低相位噪聲高分辨率的DCO。論文介紹了振蕩器的基本工作原理、性能指標(biāo)，總結(jié)了DCO的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，詳細(xì)分析了相位噪聲理論及優(yōu)化方法，比較了Class B、C、F

2、振蕩器的性能。論文采用尾電流源可編程的互補(bǔ)交叉耦合型電感電容式振蕩器結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化開關(guān)電容陣列、交叉耦合管以及尾電流源，合理偏置振蕩器的工作點(diǎn)等實(shí)現(xiàn)了DCO的低功耗低相位噪聲設(shè)計(jì)。論文討論了DCO離散特性對(duì)相位噪聲的影響，分析了各種提高DCO頻率分辨率的方法，改進(jìn)了一種精調(diào)開關(guān)變?nèi)莨芙Y(jié)構(gòu)，其利用MOS變?nèi)莨芊葱蛥^(qū)和積累區(qū)的電容差值得到更精細(xì)的調(diào)諧電容，且通過避免工作在耗盡區(qū)減小了變?nèi)莨芊蔷€性的影響，同時(shí)運(yùn)用數(shù)字delta sigma調(diào)制

3、技術(shù)進(jìn)一步提高了DCO的頻率分辨率。論文采用了三級(jí)電容陣列構(gòu)成諧振網(wǎng)絡(luò)，包括粗調(diào)級(jí)開關(guān)電容陣列、中等精度調(diào)諧開關(guān)變?nèi)莨荜嚵泻途{(diào)級(jí)開關(guān)變?nèi)莨荜嚵?，并設(shè)計(jì)了DCO輸出緩沖電路以供后級(jí)連接和測(cè)試。
　　基于TSMC0.13μm CMOS工藝，完成了電路及版圖的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。后仿真結(jié)果表明DCO的調(diào)諧范圍為2.276GHz～2.663GHz，頻率分辨率為127Hz@2.46GHz，全頻段內(nèi)相位噪聲低于-119.1dBc/Hz@