文档介绍：复旦大学
硕士学位论文
用于无线通信的分数分频锁相环频率综合器的研究与设计
姓名:胡康敏
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:洪志良
20070518
摘要仅消耗电流,在馐远瞬獾降南辔辉肷F灯τ校本论文从无线通信的要求出发,首先简要回顾了用于无线通信的锁相环频率综合器的作用、应用背景和它的性能指标,简述了几种常见无线通信协议的指标要求,然后分析了频率综合器各个模块的电路设计。在此基础上,最后给出銎德首酆掀鞯纳杓剖道嵌际俏I淦登岸颂峁┰夭ㄊ敝樱并且和接收机、发送机集成在一块芯片上。在电路设计上,本论文详述了压控振荡器相位噪声的理论,讨论了相应优化技术和设计流程,由于片上电感的品质因素严重制约了整个压控振荡器的性能,因此也讨论了片上电感设计时的考虑,并且单独设计了片上电感。环路滤波器的参数很大程度上决定了锁相环的环路性能。这里给出了对它的快速简化分析。作为分数分频锁相环的一大特色,本文介绍了∑髦破鞯特点、原理,及其在锁相环中的作用,比较了几种常见的∑髦破鞯慕构,最后选定单环∑△结构,并给出它的设计方法。在电路实现上,首先对包含制灯德首酆掀鞯纳淦登岸诵片在工艺下进行了流片验证。测试结果显示整个频率综合器/,锁相环带内相噪是../,除螅辔辉肷砺凵匣有母纳疲性由⒕∮冢。在此的基础上,接着设计了分数分频频率综合器,并在工艺下流片,主要做了以下改进:加入∑髦破魇迪址质制倒δ埽捎靡恢窒凳苡靡莆徊的简单高效的单环位量化∑△调制器结构,仿真结果表明它的带外噪声平坦、输出位宽窄,优于同阶级联三峁梗恢匦律杓苹仿凡问谎箍卣荡器只使用一个差分电感以节省面积;使鉴频鉴相器的延迟可控,电荷泵的电流可调。它与接收机、发送机,数字基带集成在一块芯片上,实现一个单芯片的窄带无线通信解决方案。关键词分数分频频率综合器;锁相环;射频集成电路;无线通信;∑△调制器;压控振荡器;相位噪声;分频器
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作者签名稠趁日期:作者签名:蒹廊莸际η┟虹量丝日期:型垒聋垒星论文独创性声明论文使用授权声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特蠨以标注和致谢的地方外,不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人完全了解复旦大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。
第滦髀课题背景追求生活的便捷与舒适一直是人类为之奋斗的目标。无线通信因舍弃了有线通信传输的电缆所带来的高效与自由,而在终端设备中广泛使用。但是传统商业化的无线终端往往使用分立器件实现,其成本高,功耗大而且体积也比较大。随着无线通信技术和微电子技术这几年的飞速发展,新一代无线终端发展的趋势将是使用深亚微米集成电路工艺,尽量减少片外元器件,逐步成为片上系统源锏礁咝阅堋⒌统杀竞偷凸摹从年意大利科学家马可尼利用无线电波进行信息传输获俺晒Γ尴通信已经历了龆嗍兰偷姆⒄埂4泳律系氖凳敝富拥矫裼蒙系淖杂赏ɑ昂无线上网,同时伴随着各种无线通信协议的诞生都见证了无线通信的蓬勃发展。面向语音通话业务的协议有模拟系统的,数字系统的蚙,无线城域网约捌渌┮滴窭缛蚨ㄎ幌低矴,下表是现在比较常见的几种无线通信协议的主要参数,....工作频率锁相环频率合成器被广泛应用于这些通信设备来产生这些无线通信协议所规定的时钟信号。以往的协议制定者往往从分立元件的性能出发,过多地关注如何提高频道利用率等性能指标,而忽视了可能给单片集成收发机带来的复杂,和的珻琓幻嫦蚴萃ㄐ乓滴竦男橛形尴呔钟蛲鳺痓/。无线个人域网取表常见的几种无线通信协议的~些参数..频道问隔多址方式调制方式上行下行珼,.—,复笱秄宦畚.—.続
论文的主要工作和贡献论文的组织安排性和功耗。比如对频率合成器来说,如果协议规定要产生正交信号将增大其的复杂性和功耗;又如果频道间隔太ⅲ敲淳鸵J褂梅质制档慕峁沽恕O啾本论文的主要工作:分析了用于常见无线通信协议频率综合器的指标;对压控振荡器的相位噪声进行了仔细分析,给出压控振荡器的设计流程和优化技术:设计了用于压控振荡器的片上电感,讨论电感设计时的考虑;对鉴频鉴相优缺点,给出单环芑髦破鞯纳杓屏鞒蹋捎靡恢窒凳苡靡莆徊募虻高效的单环位量化￡△调制器结构;完成纹德首酆掀鞯牧髌求,包括这种频率综合器的结构简述,锁相环频率综合器的性能指标,以及几种常见无线通信系统指标简介;第三章分析锁相环频率综合器各模块电路的设