【摘要】：近年來(lái),隨著通信與電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展特別在無(wú)線通信、便攜式終端、5G通訊等領(lǐng)域都實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的突破與提高。以射頻通信為基礎(chǔ)的近距離通信芯片的研究與發(fā)展也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,TPMS(胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng))是基于汽車應(yīng)用無(wú)線胎壓監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)胎壓檢測(cè)反饋系統(tǒng),很大程度上提高了汽車的安全性并及時(shí)有效將胎壓情況反饋至汽車中央控制系統(tǒng)從而減少了事故的發(fā)生。針對(duì)特定TPMS應(yīng)用場(chǎng)合,本文完成了應(yīng)用于胎壓監(jiān)測(cè)芯片中頻率合成器的研究與設(shè)計(jì)�；赥PMS射頻收發(fā)芯片工作原理,采用雙環(huán)電荷泵鎖相環(huán)路頻率合成器結(jié)構(gòu),其中包括發(fā)送(Tx)環(huán)、接收(Rx)環(huán)、輔助(Ex)環(huán),有效提高了頻率合成器電路的頻率合成能力和輸出頻率的可靠性。為支持433MHz、915 MHz雙模頻段輸出,內(nèi)部采用環(huán)形振蕩器(Ring VCO)、電感電容振蕩器(LCVCO)雙振蕩電路設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)寬頻率范圍調(diào)節(jié);為實(shí)現(xiàn)頻率合成器的多通道頻率輸出,本文設(shè)計(jì)了一款高速可編程分頻器電路,最高分頻比為1023。該頻率合成器可實(shí)現(xiàn)八檔輸出振蕩頻率連續(xù)可調(diào)、支持433MHz、915 MHz雙模工作、提供穩(wěn)定四路正交I/Q信號(hào)輸出�；贑adence Spectre仿真應(yīng)用平臺(tái)完成頻率合成器的前仿真電路設(shè)計(jì),并利用Virtuoso軟件進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)和Calibre工具進(jìn)行后仿真提取寄生參數(shù),分析前后仿真結(jié)果差異并進(jìn)一步優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明該頻率合成器可支持在433MHz、915MHz雙模工作頻段,振蕩器調(diào)諧范圍分別為300MHz、500MHz。利用Matlab軟件得出鎖相環(huán)相位噪聲歸一化指標(biāo)分別為:-90dBc/@1MHz、-1 10dBc/@1MHz;鎖定時(shí)間分別為40us、60us;靜態(tài)功耗為11.5mW。在GSMC.18 1P6M工藝條件下,芯片整體版圖面積為1860um×1870um,頻率合成器版圖面積為837um× 546um。根據(jù)設(shè)計(jì)方案制定芯片PCB測(cè)試方案,實(shí)測(cè)結(jié)果表明TPMS芯片在433MHz、915MHz工作模式下各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)基本符合收發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用要求。
【圖文】：

聲和時(shí)鐘抖動(dòng)是同一反映噪聲特點(diǎn)的在不同域中的兩種衡量方法，它們緊密相關(guān)，逡逑一定條件下可以相互推導(dǎo)［８］。逡逑鎖相間接式頻率合成器結(jié)構(gòu)如圖１．１所示，包括輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘、預(yù)分頻器、逡逑ＰＦＤ邋（鑒頻鑒相器）、ＬＰＦ邋（環(huán)路濾波器）、ＶＣＯ邋（壓控振蕩器）、分頻器列。其逡逑１逡逑

合頻率合成電路結(jié)構(gòu)靈活、捕捉范圍大、線性、易于分析和實(shí)現(xiàn)等優(yōu)勢(shì)而廣泛使逡逑用。鎖相的直觀理解為對(duì)信號(hào)的相位進(jìn)行跟蹤與鎖定使輸出頻率與輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘逡逑最終達(dá)到同相穩(wěn)頻輸出，實(shí)現(xiàn)近似靜態(tài)零相位傳輸功能。如圖２．１所示傳統(tǒng)模擬逡逑鎖相環(huán)頻率合成器結(jié)構(gòu)。由預(yù)分頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器組成。逡逑／ｒｅ（＇邋ｍｍ邋￣￣鑒相器｜Ｍ｜環(huán)路濾波器壓控振器｜邋／ｏｕ．逡逑—￣邋（１／Ｍ）邋￣＞邋（ＰＤ）邋—＂邋（ＬＰＦ）邋—邋（ＶＣＯ）邋￣＾逡逑圖２．１模擬鎖相環(huán)頻率合成器結(jié)構(gòu)逡逑如何“頻率合成”？如圖２．１所示，頻率合成器電路為閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)，逡逑可實(shí)時(shí)跟蹤ｆｒｅ達(dá)到穩(wěn)定頻率輸出。由巴克豪森理論可知，負(fù)反饋系統(tǒng)對(duì)向前通路逡逑的增益變化和誤差不敏感，但對(duì)反饋回路參數(shù)的變化很敏感，，因此對(duì)反饋回路的逡逑精度和線性要求非常高，保證前向通道的高增益是設(shè)計(jì)鎖相環(huán)頻率合成器電路的逡逑原則之一，同時(shí)保證反饋回路增益的精確度和線性度［２５］。ｆｒｅ是輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘通常逡逑是由穩(wěn)定性高、高精度、低噪聲的晶體振蕩源產(chǎn)生，在鎖相環(huán)捕捉帶中存逡逑在一定相位差即此時(shí)處于失鎖狀態(tài)下，鑒相器完成參考時(shí)鐘和輸出時(shí)鐘的相位比逡逑較并產(chǎn)生比較輸出信號(hào)Ａｓ
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN74

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

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本文編號(hào)：2608355