本文關(guān)鍵詞：基于CMOS工藝LC振蕩器電流效率的研究與環(huán)形振蕩器的設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： LC振蕩器 電流效率 環(huán)形振蕩器 鎖相環(huán) 開(kāi)環(huán)補(bǔ)償技術(shù)

【摘要】：負(fù)責(zé)提供時(shí)鐘參考信號(hào)的CMOS振蕩器,是現(xiàn)代通信系統(tǒng)里面最常見(jiàn)和最重要的模塊之一。CMOS振蕩器主要可以分為電感電容(LC)振蕩器和環(huán)形振蕩器兩種類型。電感電容振蕩器,它具有較好的相位噪聲性能,可適用于高頻等特點(diǎn)；環(huán)形振蕩器,它具有面積較小,調(diào)諧范圍較寬等特點(diǎn),它們均能作為鎖相環(huán)的一部分,應(yīng)用在不同參數(shù)要求的通信系統(tǒng)之中。高頻譜純度和低功耗是LC振蕩器設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),而電流效率則與這兩者均有著緊密的聯(lián)系,這讓電流效率成為近些年來(lái)振蕩器研究的一個(gè)熱門方向。本文對(duì)工業(yè)界廣泛使用的B類和C類振蕩器的電流效率進(jìn)行了定量的分析和計(jì)算,得到了關(guān)于在大幅度情況下,電流效率與臨界角,導(dǎo)通角之間的表達(dá)式,仿真結(jié)果表明,理論與仿真數(shù)據(jù)誤差在5%以內(nèi)。此外,電流效率不僅可以應(yīng)用于推導(dǎo)出大幅度情況下1／f2噪聲的表達(dá)式,還可以應(yīng)用于高Figure-of-Merit(FoM)值振蕩器的設(shè)計(jì)。射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)由于具有在短時(shí)間內(nèi)無(wú)需接觸就能快速識(shí)別大量信息的優(yōu)點(diǎn),它經(jīng)常被用于提高信息(物流信息,標(biāo)簽信息)識(shí)別的時(shí)效性及準(zhǔn)確度。鎖相環(huán)為RFID芯片提供參考頻率,是決定RFID芯片接收和發(fā)射性能的關(guān)鍵部分,而壓控振蕩器則是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。設(shè)計(jì)的鎖相環(huán)輸出工作頻率范圍為840～960 MHz,功耗為31.21 mW,在距中心頻率840.125 MHz頻偏100 kHz處的相位噪聲為-108.5 dBc/Hz,頻偏1 MHz處的相位噪聲為-132.3 dBc/Hz。與同類鎖相環(huán)相比較,本文電路在噪聲和功耗方面具有一定優(yōu)勢(shì)。環(huán)形振蕩器由于其無(wú)電感,面積小,可實(shí)現(xiàn)較寬的調(diào)諧范圍,在低中頻通信系統(tǒng)中得到了廣泛使用。本文闡述了環(huán)形振蕩器的兩種應(yīng)用：一種是在1.5GHz-3GHz電荷泵鎖相環(huán)中的應(yīng)用,它的實(shí)際輸出頻率為1.13GHz-3.73GHz,在偏離中心頻率100 KHz處的相位噪聲為-60.49 dBc/Hz,偏離中心頻率1 MHz處的相位噪聲為-86.84 dBc/Hz;另一種是開(kāi)環(huán)補(bǔ)償技術(shù)對(duì)環(huán)形振蕩器電源噪聲的消減,使用帶負(fù)反饋的電流偏置電路補(bǔ)償由于電源噪聲引起的中心頻率變化,噪聲消除效果良好,電源敏感度僅為0.0095mUI/mV。仿真結(jié)果表明,環(huán)形振蕩器總的功耗為1.7mmW,在1MHz頻偏處噪聲為96.5dBc/Hz。
【關(guān)鍵詞】：LC振蕩器 電流效率 環(huán)形振蕩器 鎖相環(huán) 開(kāi)環(huán)補(bǔ)償技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN752
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-18
• 1.1 論文研究背景及意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文主要工作及結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第2章 LC振蕩器的基本原理18-50
• 2.1 振蕩器的起振過(guò)程18-20
• 2.2 RLC二階諧振腔及負(fù)阻振蕩器20-32
• 2.3 LC振蕩器的相位噪聲32-44
• 2.4 LC振蕩器的一般設(shè)計(jì)流程44-48
• 2.5 本章小結(jié)48-50
• 第3章 B類及C類振蕩器電流效率的理論分析及應(yīng)用50-74
• 3.1 B類振蕩器電流效率的理論分析50-63
• 3.1.1 電流效率的基本概念50-54
• 3.1.2 B類振蕩器電流效率的推導(dǎo)分析54-58
• 3.1.3 PMOS和互補(bǔ)型B類振蕩器電流效率的推導(dǎo)分析58-63
• 3.2 C類振蕩器的電流效率的推導(dǎo)分析63-66
• 3.3 電流效率在噪聲理論中的應(yīng)用66-69
• 3.4 電流效率的應(yīng)用設(shè)計(jì)69-72
• 3.5 本章小結(jié)72-74
• 第4章 UHF RFID閱讀器雙環(huán)鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)74-84
• 4.1 超高頻射頻識(shí)別閱讀器的概念74-75
• 4.2 鎖相環(huán)基本概念75-77
• 4.3 電荷泵及分頻器電路77-79
• 4.4 雙環(huán)鎖相環(huán)中LC振蕩器的設(shè)計(jì)79-81
• 4.5 鎖相環(huán)的聯(lián)合仿真結(jié)果81-83
• 4.6 本章小結(jié)83-84
• 第5章 環(huán)形振蕩器的應(yīng)用設(shè)計(jì)84-92
• 5.1 環(huán)形振蕩器的基本原理84-85
• 5.2 環(huán)形振蕩器在1.5GHz-3GHz電荷泵鎖相環(huán)中的應(yīng)用85-87
• 5.3 開(kāi)環(huán)補(bǔ)償技術(shù)對(duì)減少環(huán)形振蕩器電源噪聲的應(yīng)用87-90
• 5.4 本章小結(jié)90-92
• 第6章 總結(jié)與展望92-94
• 6.1 工作總結(jié)92
• 6.2 工作展望92-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 致謝98-100
• 在校期間的學(xué)術(shù)成果100

，

本文編號(hào)：537283