全單片集成的多模CMOS正交頻率綜合器的研究.pdf

1、無線通信技術的快速發(fā)展，給人們的日常生活帶來了巨大的便利，并促使更多的無線通信標準被相繼發(fā)布出來。為了給消費者提供更大的便利，多模無線通信系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)成為無線數(shù)據(jù)通信技術發(fā)展中的一個新的亮點。作為多模無線射頻發(fā)接機中的重要組成部分，頻率綜合器可以為不同標準的無線發(fā)接機提供穩(wěn)定的、可編程的、低噪聲本地振蕩信號(LO信號)，其性能決定或影響著整個無線收發(fā)系統(tǒng)的性能。本文以WCDMA、Bluetooth以及IEEE802．1laPo／g五

2、種無線通信標準為目標，系統(tǒng)地研究了多模頻率綜合器的設計與實現(xiàn)。 首先，本文系統(tǒng)研究了頻率綜合器中的非理想因素對無線通信系統(tǒng)的影響，并通過理論計算得出多模通信系統(tǒng)對頻率綜合器的指標要求，進而探討了多模頻率綜合器的實現(xiàn)方案。 其次，以設計、仿真和測試結果為基礎，對頻率綜合器比較流行的三種體系結構，即半頻式頻率綜合器、等頻式頻率綜合器以及倍頻式頻率綜合器各方面的優(yōu)缺點進行了討論和分析，從而確定出一個最合適的體系結構用于高性能、

3、全集成正交輸出的頻率綜合器的實現(xiàn)。 接著，在頻率綜合器系統(tǒng)級設計方面，介紹了一種常用的基于相位裕度最優(yōu)化的環(huán)路參數(shù)設計方法，分析了這種方法存在的不足；提出了一種全新的頻率綜合器系統(tǒng)級設計方法，并以這種方法為基礎分析了環(huán)路參數(shù)對頻率綜合器性能的影響，從而總結了環(huán)路參數(shù)的優(yōu)化方法。 然后，提出了分析壓控振蕩器品質因子的簡單模型，通過理論分析與計算，得到了限制高頻寬帶壓控振蕩器相位噪聲性能的主要因素，澄清了以往人們在這一問題上

4、的片面認識。利用計算得到的品質因子計算了影響壓控振蕩器相位噪聲性能的各個噪聲源貢獻的噪聲，作為優(yōu)化壓控振蕩器相位噪聲性能的基礎。以這一理論分析為指導，采用0．18umRFCMOS工藝設計了一個用于IEEE802．1la／b／g以及Bluetooth的壓控振蕩器，測試表明在不增大壓控振蕩器功耗和版圖面積的情況下，僅僅通過對電路結構的改進，就使得壓控振蕩器3MHz頻偏處的相位噪聲改善了2．5dB，獲得了與理論分析相一致的結果。 最后