文档介绍：天津大学
硕士学位论文
用于频率合成器的电荷泵和滤波器设计
姓名:卜尔龙
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:张生才
20070101
摘要关键词:题——电荷注入、电荷分享以及时钟馈通等,采用了一种新型的电荷泵结构:差近年来,无线通信技术得到长足的发展,市场增长迅速。因此,对高集成度无线收发器的需求也大大增加。随着集成电路技术的不断发展,基于低成本工艺实现射频前端与基带全集成已渐渐成为可能。在各类射频系统中,频率合成器是最为关键的电路模块之一。它通常作为本振信号用于变频或者信道选择。本文从小数型锁相环频率合成器的工作原理入手,讨论了其相比于其它合成器结构的优缺点。并重点研究了其关键单元一电荷泵和环路滤波器的设计。论文首先讨论了常见的电荷泵结构及优缺点,并针对电荷泵设计中的常见问分输入、单端输出,增加了虚拟支路。该结构大大降低了电荷泵的毛刺,并可工作在很高的频率陨。然后,论文分析了频率合成器用环路滤波器的作用及常见类型,讨论了普通滤波器结构的局限性婊过大⑸杓屏艘恢炙方峁孤瞬ㄆ鳌8媒峁共捎昧礁龅绾杀米魑J淙耄过将两路信号进行相加,在取得相同相位噪声性能的前提下,减小了所需电容⒖赏耆迪值テ伞W詈螅赨工艺完成了应用于小数型频率合成器的电荷泵和环路滤波器单元的设计、仿真、优化与验证。频率合成器电荷泵滤波器相位噪声
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导师魏倦艺彳学位论文作者签名:\’莩厶如夕年签字日期:亿哕年/月歹口学位论文版权使用授权书学位论文作者签名:独创性声明签字日期:翔辏率隆H或撰写过的研究成果,、使用学位论文的规定。特授权岙鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。.C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得签字日期:,月,●
频率合成器概述第一章绪论在目前的无线收发机中,由、等工艺实现的前端集成电路占了绝大多数【俊K孀臗ひ盏牟欢戏⒄褂胪晟疲耆蒀ひ绽词迪上世纪中叶,集成电路的发明极大地缩小了电路的尺寸,人们得以在很小的尺寸里实现规模很大的电路。这种趋势对于消费电子来说有着很重要的意义:消费电子产品变得体积更小、功耗更低、便携性更好。近年来,移动通信系统的迅速发展使得全集成、低成本、低功耗的通信集成电路的需求量大增。在移动通信系统中,由天线接收的信号都是射频信号,频率较高,必须由混频器进行变频,然后再送到基带处理】。在此系统中,进行变频时通常都需要一个高质量的本振信号,其中,频率合成器的作用就是产生信道选择所需的本振信号【。射频前端集成电路已渐渐成为可能,而且,从工艺成本来看,标准工艺无疑是最便宜的。但是,由于缺乏高性能的片上器件,前端的一些模块,尤其是频率合成器要实现全集成仍然存在着许多挑战【俊目前在较高,存在各种类型的频率合成器,满足了通信、数字电视等领域的应用,形成了巨大的市场。生产频率合成器的国外厂商主要有珹,等公司。而在国内,开发设计频率合成器的主要有西南集成电路有限公司,中电科技集团公司第十三研究所等单位。他们所设计的产品在总体性能指标,如功耗、相位噪声、建立时间等,与国外公司相比还存在很大的差距。在应用领域,仅移动通信领域,国内市场就十分巨大。年,我国的整机生产能力就已达到年生产手机诙嗖浚渌玫钠德屎铣善餍酒旧先ú恳览到本项目所设计的频率合成器,就是采用深亚微米./ひ盏用于手机及移动通信系统的高性能、低功耗、低相位噪声的△∑小数型锁相环频率合成器,具有极大的市场价值。同时,高性能的频率合成器还广泛应用于移动通信、无线局域网、数字电视、卫星定位等领域,关系到国家安全。所以,本课题所作的设计具有非常重要的意义。口。
设计中的挑战与创新更小、功耗更低、便携性更好,然而,由于移动通信电路的特殊性,目前要实现本论文中采用了一种新型的应用于频率合成器的滤波器结构——双通路滤本论文的内容组织第二章主要阐述了频率合成器的基本原理,包括频率合成器的应用、分类以第四章主要介绍了频率合成器中环路滤波器的设计与优化。首先简要介绍了的滤波器类型,最后详细讨论了本课题中所采用的双通路滤波器的优缺点及实现随着集成电路的迅速发展,电路的尺寸得到了极大的缩小,电子产品的体积前端与基带全集成尚存在不少挑战,尤其是片上集成高品质的