本文關鍵詞：多模多標準接收機中寬帶壓控振蕩器的設計

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【摘要】：無線通信技術在當今社會中起到越來越重要的作用,廣泛應用于工業(yè)、醫(yī)藥、制造等領域。無線通信技術在衛(wèi)星通信、車載網(wǎng)絡、無線局域網(wǎng)和個人通信等方面的應用更是具有廣闊的市場。隨著移動通信技術的快速發(fā)展,許多無線通信標準被提出,如GSM, WCDMA, LTE, WLAN和GPS等等。為了適應目前無線通信發(fā)展的趨勢,設計一個支持多種通信標準的接收機成為了國內(nèi)外的研究熱點。頻率綜合器廣泛地應用于無線通信系統(tǒng)中,為無線接收機的頻率變換和信道選擇提供本振信號,而壓控振蕩器作為頻率綜合器中重要的一個模塊,決定了頻率綜合器的頻率范圍和相位噪聲性能。因此壓控振蕩器必須滿足低相位噪聲,低功耗的要求并且能夠覆蓋全部的頻率范圍,同時應該占用盡量小的芯片面積。本論文基于TSMC 0.18μm CMOS工藝設計了一個應用于多模多標準射頻收發(fā)機中的寬帶壓控振蕩器。設計方案采用一個雙模壓控振蕩器連接分頻器鏈路的方式擴展頻率范圍,并通過選擇器選擇需要輸出的頻率。雙模壓控振蕩器利用耦合電感實現(xiàn)四階諧振網(wǎng)絡,加入5比特開關電容陣列,得到較寬的調(diào)諧范圍,可變電容陣列減小幅度相位轉換效應,電流復用的負阻結構降低了直流功耗。分頻器鏈路由兩個源極耦合結構的二分頻構成。后仿真結果表明壓控振蕩器輸出頻率覆蓋3.8-7.6GHz,3.8GHz和7.6GHz在1MHz頻偏處相位噪聲分別為-111.3dBc/Hz和-109dBc/Hz,電源電壓為1.8V,核心壓控振蕩器工作電流為6-12mA。整體電路能夠正常工作,覆蓋1.4-7.6GHz的頻率范圍,整體電路的工作電流小于40mA。整體版圖為1075μmx685μm,總面積約為0.736mm2。
【關鍵詞】：多模多標準 頻率綜合器 壓控振蕩器 耦合電感 分頻器
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN752;TN851
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 課題背景與意義8-10
• 1.2 研究內(nèi)容與設計指標10-11
• 1.3 論文組織11-12
• 第2章 壓控振蕩器基本理論12-30
• 2.1 振蕩器的基本原理12-15
• 2.1.1 振蕩器的負反饋系統(tǒng)分析12-13
• 2.1.2 單端口能量補償系統(tǒng)分析13-15
• 2.2 振蕩器分類和性能指標15-16
• 2.2.1 振蕩器分類15
• 2.2.2 壓控振蕩器的性能指標15-16
• 2.3 相位噪聲分析16-24
• 2.3.1 相位噪聲的基本原理與影響16-18
• 2.3.2 相位噪聲的分析方法18-23
• 2.3.3 相位噪聲的優(yōu)化方法23-24
• 2.4 寬帶壓控振蕩器的設計24-28
• 2.4.1 寬帶VCO設計問題24-26
• 2.4.2 寬帶VCO的電路結構26-28
• 2.5 本章小結28-30
• 第3章 寬帶VCO的電路設計30-64
• 3.1 性能指標和電路設計方案30-31
• 3.2 雙模VCO的設計31-59
• 3.2.1 基于耦合電感的VCO理論分析31-37
• 3.2.2 耦合電感的設計37-47
• 3.2.3 負阻管設計47-50
• 3.2.4 可變電容設計50-55
• 3.2.5 開關電容陣列設計55-56
• 3.2.6 緩沖電路的設計56-59
• 3.3 分頻器的電路設計59-62
• 3.3.1 分頻器的基本原理59-61
• 3.3.2 分頻器的電路結構61-62
• 3.4 多路選擇器的設計62
• 3.5 本章小結62-64
• 第4章 版圖設計及后仿真結果分析64-76
• 4.1 版圖設計64-66
• 4.1.1 射頻電路的版圖設計64-65
• 4.1.2 整體版圖設計65-66
• 4.2 各模塊后仿結果及分析66-72
• 4.2.1 壓控振蕩器的仿真66-70
• 4.2.2 分頻器的仿真70-72
• 4.3 整體電路的后仿真及分析72-74
• 4.4 測試方案74
• 4.5 本章小結74-76
• 第5章 總結與展望76-78
• 參考文獻78-82
• 致謝82

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本文編號：623273