【摘要】：在過(guò)去的數(shù)十年里,鎖相環(huán)(PLL)作為本振振蕩器在無(wú)線通迅系統(tǒng)中占據(jù)了無(wú)可替代的地位。環(huán)形數(shù)控振蕩器(DCRO)是全數(shù)字鎖相環(huán)的基石,其決定了整個(gè)鎖相環(huán)的輸出頻率范圍和帶外的相位噪聲。隨著通信產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,人們對(duì)高質(zhì)量、高速度的通信需求持續(xù)增長(zhǎng),因此關(guān)于高精度環(huán)形數(shù)控振蕩器的研究也得到了廣泛的關(guān)注。本文針對(duì)應(yīng)用于ZigBee系統(tǒng)的DCRO電路進(jìn)行了深入研究,并基于TSMC 130nm CMOS工藝完成了DCRO電路的具體設(shè)計(jì)工作。本文設(shè)計(jì)的Sigma-Delta DCRO主要包括延遲單元電路、電容調(diào)諧陣列電路、Sigma-Delta調(diào)制電路和輸出緩沖器。其中,延遲單元電路采用差分結(jié)構(gòu)縮短了信號(hào)傳輸?shù)难訒r(shí);電容調(diào)諧陣列電路采用粗調(diào)和精調(diào)電容陣列并聯(lián)的諧振網(wǎng)絡(luò),精調(diào)級(jí)單元?jiǎng)?chuàng)新性地采用兩對(duì)反向并聯(lián)連接的PMOS電容對(duì)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了DCRO的頻率微調(diào);Sigma-Delta調(diào)制電路能夠保證振蕩頻率符合要求的同時(shí)進(jìn)一步提高振蕩器的精度;輸出緩沖器起振蕩器輸出信號(hào)電壓緩沖的作用。仿真結(jié)果表明:Sigma-Delta DCRO可以正常工作,輸出信號(hào)的中心頻率在2.4GHz附近,并且頻率分辨率精度達(dá)到33kHz,相位噪聲為-107.9dBc/Hz@1MHz。為了進(jìn)一步達(dá)成DCRO電路高性能低功耗的設(shè)計(jì)指標(biāo),本文又提出了一款工作在近閾值電源電壓下的注入鎖定型DCRO。本次設(shè)計(jì)采用互連電容來(lái)改變每一級(jí)延遲單元輸出信號(hào)的相位,從而改善了振蕩器相位噪聲性能,同時(shí)對(duì)電路中的傳統(tǒng)MOS管開(kāi)關(guān)加以改進(jìn),克服了傳統(tǒng)MOS開(kāi)關(guān)在低電壓下不能完全正常工作的缺點(diǎn)。仿真結(jié)果表明:注入鎖定型DCRO可以正常工作,并且可以實(shí)現(xiàn)十二相輸出,相位噪聲為-114.85dBc/Hz@1MHz,功耗僅有0.68mW,真正意義上達(dá)到高性能低功耗的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN92;TN752
【圖文】：

基于matlab的MASH1-1-1Sigma-Delta調(diào)制器模型圖

MASH1-1-1Sigma-Delta調(diào)制器噪聲功率譜圖

、（GHz）頻率差值（MHz）（S3、S2、S1、S0）（GHz）2.65022 / 1000 2.36566 2.61727 32.95 1001 2.33622 2.5769 40.37 1010 2.3085 2.53536 43.3 1011 2.27121 2.50692 28.44 1100 2.24318 2.46649 40.43 1101 2.20706 2.4283 38.19 1110 2.17265 2.39952 28.78 1111 2.13829 CRO 粗調(diào)級(jí)振蕩頻率與控制字對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖 3.21 所示性關(guān)系，其中線性度差的地方集中在控制位數(shù)變化較多權(quán)重的二進(jìn)制碼而不是溫度計(jì)碼的關(guān)系。整體而言，粗調(diào)

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本文編號(hào)：2784518