文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
用于频率合成器的电荷泵锁相环设计
姓名:李子扬
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:李哲英
20090601
中文摘要摘要:近年来,随着计算机、雷达、导航技术,尤其是无线通信技术的发展,单片射频收发机由于其低成本、低功耗、高集成度的特点而被广泛应用。而频率合成器是射频收发机中的关键部分,它能满足对频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率个数等的较高要求。频率合成器是从一个或多个频率中产生多频率的系统,它以锁相环技术为基础。本文以频率合成器为目标,、模型和设计,进行了深入的研究。在分析锁相环基本线性模型的基础上,建立起电荷泵锁相环的高阶线性模型,层次设计和优化提供理论依据。然后详细介绍了锁相环各模块电路的工作原理。比较了鉴相器的各种实现方式,针对鉴相器的死区效应与工作频率之间的矛盾,对电路结构进行了优化设计。比较了各种电荷泵在非理想因素上的表现,并讨论这些因素,包括电流匹配、时钟馈通、电荷共享等的影响。法,从制定设计指标开始,进行了各层次的设计。其中设计的鉴频鉴相器消除了用误差放大器技术,实现了很好的电流匹配性能;根据建立的系统模型,设计并优化了三阶环路滤波器的参数,能够很好地抑制高次谐波。最后对电荷泵锁相环的版图进行了研究和设计。论述了模拟电路和数模混合电路版图的设计要点,分析了混合电路版图中的噪声和干扰的来源,并介绍了相应的解决方法。根据版图设计理论,完成了电荷泵锁相环中各模块的版图设计,并采用所论述的减小干扰的途径对所设计的版图进行优化,实现了布局紧凑,干关键词:电荷泵锁相环:模型;噪声;混合信号版图并分析了高阶环路的稳定性。同时建立了电荷泵锁相环的噪声模型,为后面的低接下来本文采用工艺设计了一个电荷泵锁相环。以自顶向底的设计方死区效应,鉴相精度高,并且可以达到很高的工作频率;设计的高性能电荷泵采扰较小的版图设计。分类号:篢
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学位论文作者签名:套寻砀签字日期:∧月阿日独创性声明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或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。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。
:杏舌移签字日期:矽吁年挛蛉签字日期:饶暌自学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学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索,提供阅览服务,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
致谢本论文的工作是在我的导师李哲英教授的悉心指导下完成的,李哲英教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来李哲英老师对我的关心和指导。骆丽教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作,在学习上和生活上都给予在实验室工作及撰写论文期间,朱振华、梁仁杰等同学对我论文中的电路设计工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的父母,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。了我很大的关心和帮助,在此向骆丽老师表示衷心的谢意。
选题背景和意义最近几年,无线通信产品的市场在全球迅猛扩张。市场上的产品不仅包括普通的手机和无绳电话,而且包括一些新技术比如全球定位系统尴呔钟蛲和蓝牙等。对于不同的应用,有各自特定的无线通讯标准,比如,,,,琀鹊取6庑┎饭ぷ鞯钠荡一直延伸到。为了推动这个快速发展的市场,需要提出成本更低、功耗更低而集成度更高的技术。另外,这些技术对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率个数的要求越来越高。晶体振荡器能够提高频率稳定度,但它不能满足频率个数多的要求,因此,目前大量采用频率合成技术。通过对频率进行加、减、乘、除运算,可从一高稳定度和高准确度的标准频率源,产生大频率合成器是从一个或多个参考频率中产生多种频率的器件,它是现代电子系统必不可少的关键电路【¨佗】。在微处理器、视频图像处理等大规模数字系统中,此频率的信号可用作的系统时钟和同步时钟,在通信系统的基带取样电路中,需要频率合成器提供精确的时钟,在通信系统的模拟前端电路中,频率合成器产生的信号可作为各种收发射机本地振荡信号,还可以完成调制、调解、载波和时钟恢复等功能。正是由于频率合成器的广泛应用于当代发展最快的高