發(fā)布時間：2021-01-24 13:35

　　采用TSMC 0.18μm混合CMOS工藝,設計了一種應用在GNSS接收機中低雜散鎖相環(huán)（PLL）的寬動態(tài)范圍低失配電荷泵。分析了電荷泵非理想因素和壓控振蕩器（VCO）調諧增益對參考雜散的影響,發(fā)現(xiàn)提高電荷泵電流匹配精度和減小VCO調諧增益均可有效抑制鎖相環(huán)的參考雜散。采用加負反饋的源極開關型電荷泵,以實現(xiàn)電荷泵充放電電流的精確匹配。利用電荷泵輸出電壓來控制運算放大器的不同輸出支路,以拓寬電荷泵的輸出電壓動態(tài)范圍,從而降低PLL輸出頻率范圍對VCO調諧增益的要求。仿真結果表明,當電源電壓為1.8 V、電荷泵電流為100μA時,可以實現(xiàn)充放電電流精確匹配,輸出電壓范圍達到0.02～1.78 V,參考雜散為-66.3 dBc。 

【文章來源】：微電子學. 2020,50(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

VCO的調諧電壓

通過對參考雜散的分析,可以得到紋波幅度和VCO調諧增益對參考雜散的影響。通過對紋波幅度進行建模,可以得到電荷泵電流失配對紋波幅度的影響,進而通過式(3)得到對參考雜散的影響。采用Matlab進行仿真,結果如圖3所示。隨著VCO調諧增益的增大,參考雜散逐漸惡化。對于電流失配,當Iup>Idn時,失配越大,參考雜散越差;當Idn>Iup時,在一定的失配范圍內,電荷泵的開關延遲失配使得紋波幅度減小,對參考雜散影響較小,但超過一定范圍后,同樣會惡化參考雜散。因此,提高電荷泵電流匹配精度和減小VCO的調諧增益均可有效抑制PLL的參考雜散。

圖4 電荷泵的結構及其匹配特性曲線充電支路由M9、M10管構成,放電支路由M11、M12管構成。它們分別構成共源共柵結構,通過提高輸出阻抗的方式,提高了充放電電流的匹配精度。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]低功耗軌至軌CMOS運算放大器設計[J]. 劉華珠,黃海云,宋瑞.  半導體技術. 2011(06)



本文編號：2997337