CMOS壓控振蕩器和注入鎖定分頻器的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-25 22:12
近年來,5G通信的興起推動(dòng)了新一輪的技術(shù)熱潮,并且隨著低頻段頻譜的日益擁擠,5G通信的高頻段以及寬頻帶的優(yōu)勢(shì)變得更加明顯。5G通信的成功應(yīng)用將給世界帶來巨大的改變,萬物互聯(lián)將變成可能,智慧城市也將變成現(xiàn)實(shí)。在5G通信的實(shí)現(xiàn)過程中,射頻收發(fā)模塊將在其中起著重要的作用。鎖相環(huán)作為射頻收發(fā)機(jī)中的重要模塊,其性能的好壞對(duì)整個(gè)射頻收發(fā)機(jī)有著很大的影響。同時(shí),鎖相環(huán)本身也是一個(gè)子系統(tǒng),壓控振蕩器(voltage-controlled oscillator,VCO)和注入鎖定分頻器(injection-locked frequency divider,ILFD)是其中的重要組成模塊,對(duì)鎖相環(huán)的性能起著重要的影響。在5G通信的射頻收發(fā)機(jī)中,高頻段、寬帶寬、低相噪等的要求更加突出,同時(shí)這也變成了當(dāng)今5G通信中的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)上述熱點(diǎn)問題,系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了壓控振蕩器和注入鎖定分頻器的原理和設(shè)計(jì)方法。調(diào)研了國內(nèi)外壓控振蕩器和注入鎖定分頻器的研究熱點(diǎn)等相關(guān)問題。最終,基于CMOS工藝,設(shè)計(jì)了壓控振蕩器和注入鎖定分頻器。本文首先根據(jù)5G通信射頻收發(fā)模塊的研究熱點(diǎn),設(shè)計(jì)了一款壓控振蕩器。由于5G通信系統(tǒng)覆蓋多個(gè)頻...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 壓控振蕩器的基本理論
2.1 振蕩器的工作原理
2.1.1 雙端口反饋系統(tǒng)理論
2.1.2 單端口能量補(bǔ)償理論
2.2 壓控振蕩器的主要指標(biāo)
2.3 片上電感與可變電容
2.3.1 片上電感
2.3.2 可變電容
2.4 壓控振蕩器的相位噪聲
2.4.1 相位噪聲的表示方法
2.4.2 振蕩器相位噪聲的來源
2.4.2.1 熱噪聲
2.4.2.2 閃爍噪聲
2.4.3 振蕩器相位噪聲的模型
2.4.3.1 線性時(shí)不變模型
2.4.3.2 線性時(shí)變模型
2.5 本章小結(jié)
第三章 分頻器的基本結(jié)構(gòu)
3.1 數(shù)字分頻器
3.2 模擬分頻器
3.2.1 注入鎖定分頻器
3.2.2 再生式分頻器
3.3 本章小結(jié)
第四章 雙頻段壓控振蕩器的設(shè)計(jì)
4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)
4.2 雙頻段壓控振蕩器電路的分析
4.2.1 多個(gè)壓控振蕩器的組合
4.2.2 雙諧振耦合壓控振蕩器電路
4.3 壓控振蕩器寬調(diào)諧帶寬的分析
4.3.1 開關(guān)電容陣列
4.3.2 開關(guān)電感陣列
4.3.3 開關(guān)耦合電感
4.4 壓控振蕩器原理圖的設(shè)計(jì)
4.4.1 壓控振蕩器基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇
4.4.2 雙頻段壓控振蕩器的原理圖設(shè)計(jì)
4.4.3 雙頻段的實(shí)現(xiàn)
4.4.4 開關(guān)電容結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.4.5 電感的變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.4.6 壓控振蕩器的變?nèi)莨茉O(shè)計(jì)
4.5 壓控振蕩器的版圖設(shè)計(jì)
4.6 版圖的聯(lián)合仿真結(jié)果與分析
4.7 本章小結(jié)
第五章 雙頻段注入鎖定分頻器的設(shè)計(jì)
5.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)
5.2 注入鎖定分頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析
5.2.1 分頻比電路的分析
5.2.2 分頻帶寬的分析
5.3 新型注入鎖定分頻器原理圖的設(shè)計(jì)
5.4 注入鎖定分頻器的版圖設(shè)計(jì)
5.5 版圖的聯(lián)合仿真結(jié)果與分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
碩士論文
[1]寬帶低相位噪聲壓控振蕩器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 陳成.華南理工大學(xué) 2019
[2]CMOS毫米波壓控振蕩器研究與設(shè)計(jì)[D]. 譚文.電子科技大學(xué) 2019
[3]應(yīng)用于超寬帶毫米波頻率源的40GHz分頻器研究與設(shè)計(jì)[D]. 閻述昱.東南大學(xué) 2018
[4]基于SOI CMOS工藝的2.4GHz低相噪壓控振蕩器設(shè)計(jì)[D]. 白嬌.東南大學(xué) 2018
[5]2.4GHz CMOS低功耗壓控振蕩器設(shè)計(jì)[D]. 程福海.東南大學(xué) 2017
[6]低功耗、寬鎖定范圍、大分頻比注入鎖定分頻器的研究[D]. 高婉航.天津大學(xué) 2016
[7]基于CMOS工藝10GHz壓控振蕩器的研究設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 于杰.西北大學(xué) 2015
[8]高性能注入鎖定分頻器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張建.天津大學(xué) 2014
[9]寬調(diào)諧低噪聲低功耗LC壓控振蕩器的設(shè)計(jì)[D]. 趙斌.湖南大學(xué) 2009
[10]高速分頻器研究[D]. 馬雪坡.天津大學(xué) 2009
本文編號(hào):3160182
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究工作的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 壓控振蕩器的基本理論
2.1 振蕩器的工作原理
2.1.1 雙端口反饋系統(tǒng)理論
2.1.2 單端口能量補(bǔ)償理論
2.2 壓控振蕩器的主要指標(biāo)
2.3 片上電感與可變電容
2.3.1 片上電感
2.3.2 可變電容
2.4 壓控振蕩器的相位噪聲
2.4.1 相位噪聲的表示方法
2.4.2 振蕩器相位噪聲的來源
2.4.2.1 熱噪聲
2.4.2.2 閃爍噪聲
2.4.3 振蕩器相位噪聲的模型
2.4.3.1 線性時(shí)不變模型
2.4.3.2 線性時(shí)變模型
2.5 本章小結(jié)
第三章 分頻器的基本結(jié)構(gòu)
3.1 數(shù)字分頻器
3.2 模擬分頻器
3.2.1 注入鎖定分頻器
3.2.2 再生式分頻器
3.3 本章小結(jié)
第四章 雙頻段壓控振蕩器的設(shè)計(jì)
4.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)
4.2 雙頻段壓控振蕩器電路的分析
4.2.1 多個(gè)壓控振蕩器的組合
4.2.2 雙諧振耦合壓控振蕩器電路
4.3 壓控振蕩器寬調(diào)諧帶寬的分析
4.3.1 開關(guān)電容陣列
4.3.2 開關(guān)電感陣列
4.3.3 開關(guān)耦合電感
4.4 壓控振蕩器原理圖的設(shè)計(jì)
4.4.1 壓控振蕩器基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇
4.4.2 雙頻段壓控振蕩器的原理圖設(shè)計(jì)
4.4.3 雙頻段的實(shí)現(xiàn)
4.4.4 開關(guān)電容結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.4.5 電感的變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.4.6 壓控振蕩器的變?nèi)莨茉O(shè)計(jì)
4.5 壓控振蕩器的版圖設(shè)計(jì)
4.6 版圖的聯(lián)合仿真結(jié)果與分析
4.7 本章小結(jié)
第五章 雙頻段注入鎖定分頻器的設(shè)計(jì)
5.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)
5.2 注入鎖定分頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析
5.2.1 分頻比電路的分析
5.2.2 分頻帶寬的分析
5.3 新型注入鎖定分頻器原理圖的設(shè)計(jì)
5.4 注入鎖定分頻器的版圖設(shè)計(jì)
5.5 版圖的聯(lián)合仿真結(jié)果與分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
碩士論文
[1]寬帶低相位噪聲壓控振蕩器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 陳成.華南理工大學(xué) 2019
[2]CMOS毫米波壓控振蕩器研究與設(shè)計(jì)[D]. 譚文.電子科技大學(xué) 2019
[3]應(yīng)用于超寬帶毫米波頻率源的40GHz分頻器研究與設(shè)計(jì)[D]. 閻述昱.東南大學(xué) 2018
[4]基于SOI CMOS工藝的2.4GHz低相噪壓控振蕩器設(shè)計(jì)[D]. 白嬌.東南大學(xué) 2018
[5]2.4GHz CMOS低功耗壓控振蕩器設(shè)計(jì)[D]. 程福海.東南大學(xué) 2017
[6]低功耗、寬鎖定范圍、大分頻比注入鎖定分頻器的研究[D]. 高婉航.天津大學(xué) 2016
[7]基于CMOS工藝10GHz壓控振蕩器的研究設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 于杰.西北大學(xué) 2015
[8]高性能注入鎖定分頻器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張建.天津大學(xué) 2014
[9]寬調(diào)諧低噪聲低功耗LC壓控振蕩器的設(shè)計(jì)[D]. 趙斌.湖南大學(xué) 2009
[10]高速分頻器研究[D]. 馬雪坡.天津大學(xué) 2009
本文編號(hào):3160182
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