本文關(guān)鍵詞：用于導(dǎo)航接收機(jī)的CMOS鎖相環(huán)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： CMOS鎖相環(huán) 電荷泵 LC壓控振蕩器 s域線性模型

【摘要】：鎖相環(huán)在電子通信和信息處理系統(tǒng)中都有著廣泛的運(yùn)用。在無線收發(fā)系統(tǒng)中,鎖相環(huán)的作用包含產(chǎn)生需要的本振信號、信號的調(diào)制與解調(diào)。在有線傳輸系統(tǒng)中,鎖相環(huán)是時鐘恢復(fù)電路的重要組成部分。在數(shù)字系統(tǒng)中,鎖相環(huán)產(chǎn)生的時鐘信號的質(zhì)量直接影響整個系統(tǒng)的性能。本文設(shè)計(jì)了一款低相位噪聲電荷泵鎖相環(huán)。其輸出信號在1.2GHz附近,輸入?yún)⒖夹盘枮?2MHz,用于產(chǎn)生衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)射頻前端的本振信號。分頻方式為整數(shù)20分頻,也可以外接分頻比控制信號后進(jìn)行小數(shù)分頻。CMOS電荷泵鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)從兩個層面進(jìn)行。第一個層面是對電荷泵鎖相環(huán)的各電路模塊(鑒頻鑒相器、電荷泵、壓控振蕩器、分頻器)的結(jié)構(gòu)選擇和電路設(shè)計(jì)。對各模塊的不同實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了介紹,對最后選用的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)分析。分析的內(nèi)容有:非理想效應(yīng)的消除、對相位噪聲優(yōu)化、傳輸函數(shù)的推導(dǎo)與模型的選擇。第二個層面是對環(huán)路的建模和環(huán)路參數(shù)的優(yōu)化。把環(huán)路作為線性時不變系統(tǒng),通過拉氏變換獲得各模塊噪聲到輸出的傳函。再通過MATLAB將噪聲的仿真結(jié)果代入傳函計(jì)算,從而優(yōu)化環(huán)路參數(shù)并指導(dǎo)模塊電路的設(shè)計(jì)。整數(shù)分頻鎖相環(huán)電路的設(shè)計(jì)和仿真在Cadence平臺下進(jìn)行,采用SMIC180nm的CMOS工藝。對鎖相環(huán)整體進(jìn)行了電路和版圖的設(shè)計(jì)與仿真。根據(jù)仿真結(jié)果,設(shè)計(jì)的CMOS電荷泵鎖相環(huán)頻率合成器能夠產(chǎn)生需要的頻率,各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：CMOS鎖相環(huán) 電荷泵 LC壓控振蕩器 s域線性模型
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN965.5;TN911.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-12
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10
• 1.3 本文安排及作者的主要工作10-12
• 第2章 鎖相環(huán)電路原理概述12-28
• 2.1 電荷泵鎖相環(huán)電路的基本結(jié)構(gòu)12-23
• 2.1.1 鑒相器12-15
• 2.1.2 電荷泵15-18
• 2.1.3 環(huán)路濾波器18-19
• 2.1.4 壓控振蕩器19-22
• 2.1.5 分頻器22-23
• 2.2 鎖相環(huán)電路的性能指標(biāo)23-24
• 2.3 鎖相環(huán)的分類與應(yīng)用24-28
• 2.3.1 不同類型數(shù)的PLL24-25
• 2.3.2 模擬PLL與數(shù)字PLL25
• 2.3.3 窄帶PLL和寬帶PLL25-28
• 第3章 電荷泵鎖相環(huán)的環(huán)路分析與設(shè)計(jì)28-37
• 3.1 電荷泵鎖相環(huán)各模塊的線性模型28-29
• 3.2 環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)29-32
• 3.2.1 零階保持延遲29-30
• 3.2.2 環(huán)路濾波器的參數(shù)確定30-32
• 3.3 電荷泵鎖相環(huán)路相位噪聲分析32-34
• 3.4 鎖相環(huán)路鎖定時間分析34-37
• 第4章 鎖相環(huán)各模塊電路設(shè)計(jì)37-67
• 4.1 鑒頻鑒相器和電荷泵的設(shè)計(jì)37-45
• 4.1.1 鑒頻鑒相器死區(qū)效應(yīng)的解決38-39
• 4.1.2 電流源與電流沉的匹配39
• 4.1.3 電荷共享的解決39-41
• 4.1.4 對時鐘饋通和電荷注入不匹配的削弱41-42
• 4.1.5 電荷泵整體電路與仿真42-45
• 4.2 LC壓控振蕩器的設(shè)計(jì)45-59
• 4.2.1 LC壓控振蕩器的電路設(shè)計(jì)46-50
• 4.2.2 片上電感的實(shí)現(xiàn)與可變電容的選擇50-54
• 4.2.3 壓控振蕩器相位噪聲的分析54-59
• 4.3 分頻器的設(shè)計(jì)59-62
• 4.3.1 整數(shù)分頻器59-60
• 4.3.2 小數(shù)分頻器60-62
• 4.4 環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)62-64
• 4.5 鎖相環(huán)的版圖設(shè)計(jì)64-67
• 第5章 總結(jié)和展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果71-72
• 致謝72

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