本文關(guān)鍵詞：3.2GHz帶寬可線(xiàn)性調(diào)節(jié)的鎖相環(huán)研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：超寬帶(UWB)在近幾年的近距離高速數(shù)據(jù)傳輸中,以其具有高傳輸速率、低功耗、低成本等優(yōu)勢(shì),成為通信行業(yè)的研究重點(diǎn),有望成為下一代短距離無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)。而鎖相環(huán)在超寬帶技術(shù)發(fā)展中占有重要地位,它主要提供穩(wěn)定精確的時(shí)鐘信號(hào)給超寬帶系統(tǒng)。全集成連續(xù)時(shí)間模擬濾波器采用跨導(dǎo)放大器-電容(OTA-C)的結(jié)構(gòu),相較于其他類(lèi)型濾波器具有工作頻率高、調(diào)節(jié)方便、優(yōu)良的電控能力等特點(diǎn),成為一個(gè)重要的濾波器研究方向。本文利用OTA的跨導(dǎo)值可由外部控制信號(hào)線(xiàn)性調(diào)節(jié)的特點(diǎn),提出了一種新型的OTA-C濾波器電路,將其應(yīng)用于鎖相環(huán)中,設(shè)計(jì)了一款新型環(huán)路帶寬可線(xiàn)性調(diào)節(jié)的鎖相環(huán)芯片。本設(shè)計(jì)新型鎖相環(huán)可以根據(jù)鎖相環(huán)不同的輸出頻率來(lái)線(xiàn)性改變?yōu)V波器的性能參數(shù),使得鎖相環(huán)輸出信號(hào)的相位噪聲最優(yōu)。而相對(duì)于傳統(tǒng)的濾波器而言,本設(shè)計(jì)中的OTA-C濾波器具有更好的調(diào)節(jié)精度,更小的芯片面積。整個(gè)設(shè)計(jì)包括壓控振蕩器、鑒頻鑒相器、OTA-C濾波器、分頻器等模塊。其中OTA-C濾波器由4個(gè)跨導(dǎo)運(yùn)算放大器組成,能夠?yàn)V除鑒頻鑒相器輸出的相位誤差信號(hào)中的高頻分量,得到低頻、穩(wěn)定的輸出電壓給壓控振蕩器,通過(guò)環(huán)路負(fù)反饋的機(jī)制,得到頻率穩(wěn)定的輸出信號(hào)。本課題采用0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝對(duì)所設(shè)計(jì)的鎖相環(huán)電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明,鎖相環(huán)輸出信號(hào)的范圍達(dá)到3GHz~3.6GHz,環(huán)路帶寬為100KHz~900KHz線(xiàn)性可調(diào)。整個(gè)鎖相環(huán)芯片的核心面積為0.63mm*0.84mm,功耗為10.2mW,其中OTA-C濾波器的功耗為260μW,核心面積為70μm*139μm。
【關(guān)鍵詞】：超寬帶 OTA-C 濾波器 鎖相環(huán)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN911.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 UWB信號(hào)定義9-10
• 1.1.2 UWB系統(tǒng)的特點(diǎn)10-11
• 1.2 研究意義11
• 1.3 研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 研究?jī)?nèi)容13
• 1.5 論文內(nèi)容安排13-15
• 第二章 超寬帶相關(guān)接收機(jī)鎖相環(huán)的原理及系統(tǒng)分析15-31
• 2.1 超寬帶相關(guān)接收機(jī)的原理15-16
• 2.2 接收機(jī)中鎖相環(huán)的原理和關(guān)鍵參數(shù)16-21
• 2.2.1 相位噪聲17-19
• 2.2.2 時(shí)鐘抖動(dòng)19-20
• 2.2.3 鎖定時(shí)間20
• 2.2.4 雜散20-21
• 2.3 鎖相環(huán)的系統(tǒng)函數(shù)分析及系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算21-26
• 2.4 鎖相環(huán)的相位噪聲分析26-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 可線(xiàn)性調(diào)節(jié)的CMOS跨導(dǎo)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)31-44
• 3.1 CMOS跨導(dǎo)運(yùn)算放大器原理31-33
• 3.2 提高跨導(dǎo)運(yùn)算放大器線(xiàn)性度的方法33-38
• 3.2.1 源極電壓衰減反饋33-35
• 3.2.2 源極電流負(fù)反饋電路35-36
• 3.2.3 輔助源耦對(duì)結(jié)構(gòu)36
• 3.2.4 線(xiàn)性輸入管結(jié)構(gòu)36-38
• 3.3 可線(xiàn)性調(diào)節(jié)的跨導(dǎo)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果38-43
• 3.3.1 電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.3.2 仿真結(jié)果39-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 基于跨導(dǎo)運(yùn)算放大器濾波器的鎖相環(huán)模塊設(shè)計(jì)44-58
• 4.1 基于OTA-C的濾波器的電路設(shè)計(jì)與仿真44-48
• 4.2 鎖相環(huán)其他子模塊的電路設(shè)計(jì)和仿真48-57
• 4.2.1 鑒頻鑒相器 (PFD)48-50
• 4.2.2 電平移位器50-51
• 4.2.3 壓控振蕩器(VCO)51-54
• 4.2.4 分頻器54-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第五章 鎖相環(huán)整體設(shè)計(jì)及后仿真結(jié)果58-63
• 5.1 基于跨導(dǎo)放大器濾波器鎖相環(huán)電路的整體設(shè)計(jì)結(jié)果58-59
• 5.2 鎖相環(huán)整體電路后仿真結(jié)果59-62
• 5.3 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-64
• 總結(jié)63
• 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果69-70
• 致謝70-71
• 附件71

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