在射頻收發(fā)機中,振蕩器是一個主要的核心模塊之一。其主要作用是為收發(fā)機系統(tǒng)提供穩(wěn)定的頻率源以及參考時鐘。而振蕩器的相位噪聲性能會影響收發(fā)機整體的性能。因此,有關振蕩器相位噪聲的研究一直是一個主流的研究課題。本文針對學術界以及工業(yè)界最常用的傳統(tǒng)差分交叉耦合電感電容振蕩器的相位噪聲與其尾電容的關系進行了討論。利用脈沖敏感函數(shù)推導了尾電容較大情況下振蕩器的相位噪聲的閉環(huán)表達式。并且還通過討論得到了尾電容不僅可以抑制振蕩器中偏置電流源的電流熱噪聲轉換為相位噪聲,而且還提高了振蕩器的電流效率。在一些無線射頻收發(fā)機中,需要具有兩路相互正交的本振信號。通常可以使用正交振蕩器實現(xiàn)這樣的正交本振信號。與單一的振蕩器相同,正交振蕩器的相位噪聲仍然在很大程度上影響著整個收發(fā)機系統(tǒng)的性能。并且,正交振蕩器的相位精度性能也影響著收發(fā)機系統(tǒng)的誤碼率。因此,研究正交振蕩器的相位噪聲和相位精度性能也是一個研究熱點。在本論文中對兩種常見的并聯(lián)耦合LC正交振蕩器的相位噪聲進行了分析。利用脈沖敏感函數(shù)進行分析與計算得到了其中偏置電流源的電流熱噪聲貢獻的相位噪聲大小。并且得到了 1/f2區(qū)域的相位噪聲完整的閉環(huán)表達式。論文還對... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１所示為一個簡化的接收機前端結構

?第１章緒論???１．１．２正交振蕩器相位精度的研究意義??在有的接收機中，需要一個能夠產生兩路相位相互正交的本地振蕩信號的正??交壓控振蕩器。例如圖１．３所示的低中頻接收機就是如此。為了方便分析，我們??首先不妨假定本地正交振蕩器的Ｉ、Ｑ兩路輸出電壓信號均為理想的正余弦信號??并且兩路信號的幅度和相位均不存在失配，分別記為Ｊｃ〇Ｓ（２Ｔｔ／Ｇ）和ｄｓｉｎ（２Ｔｒ／〇）。由??于信號〇４ｃｏｓ（２Ｔｉ／ｃ））＋＿Ｍｓｉｎ（２Ｔｉ／ｃ）））在頻譜上僅有在正頻率＋／Ｑ處的成分，所以此時??經(jīng)過低噪聲放大器的信號與本地正交振蕩器混頻后的信號只是進行簡單的頻率??搬移，其中的有用信號不會受到千擾信號的干擾。但在實際實現(xiàn)中，由于電路??中存在噪聲以及電路結構的失配等問題，這將使得本地正交振蕩信號的Ｉ、Ｑ兩??個支路存在幅度和相位的不匹配，也就是說此時本地振蕩器的頻譜不僅具有正頻??率＋／〇處的成分，而且還可能存在一定的在負頻率－／ｏ處的成分。這時的頻域轉換??如圖１．４所示。從圖中可以看到，混頻后位于負頻率處的有用信號會受到鏡像信??號的千擾。由于中頻不為零，鏡像信號與有用信號位于不同信道內，它們能量的??大小是不可預知的，鏡像信號的能量可能會比有用信號高５０？７０?ｄＢ，這樣有用??信號會受到鏡像信號的極大干擾，影響接收機性能。所以除了相位噪聲之外，??正交壓控振蕩器也需要足夠高的相位精度以滿足系統(tǒng)性能的需要。??混頻器??Ｔ低噪聲放大器?ｙ??—１?鏡像抑制和最終下??—?＞—?變頻??混頻器???［―??圖１．３低中頻接收機的系統(tǒng)結構??３??

?第１章緒論???ｍｉ?ｉｅ頻率成分??負頻率成分?的功率＾?－??／＂Ｉ?ｔ??＾?＼＾＼?＞??－／〇?０?ｆ〇?／??▼－?兮?Ｊ??Ｔ－?！——令?－？??ｔ?兮?Ｊ??ｆ?▼?Ｘ－Ｘ?ｆ??ｔ下變頻后??的功率譜???．??〇?／??圖１．４正交振蕩器輸出的不匹配對接收機的影響??１．２振蕩器國內外研究現(xiàn)狀??在?ＣＭＯＳ?工藝下，常見的壓控振蕩器（ｖｏｌｔａｇｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ，?ＶＣＯ）??有電感電容壓控振蕩器（ＬＣ－ＶＣＯ）和環(huán)形壓控振蕩器（Ｒｉｎｇ－ＶＣＯ）兩種。ＬＣ??振蕩器的特征是存在兩個儲能元件，一個電感和一個電容的并聯(lián)組合。并且二者??通常在諧振狀態(tài)下工作，輸出一個周期性振蕩的電壓信號。環(huán)形壓控振蕩器由一??個Ｎ級反相器級聯(lián)組成的環(huán)路實現(xiàn)。該環(huán)路將以２Ｎ倍的反相器延遲為周期產生??振蕩。環(huán)形振蕩器的主要優(yōu)點是不需要任何無源器件，特別是螺旋電感，使其占??據(jù)更小的芯片面積。然而，電感的缺失意味著該環(huán)路缺少足夠尖銳的噪聲濾波機??制，而使得輸出信號頻譜的相位噪聲性能不夠優(yōu)良。因此，環(huán)形壓控振蕩器的相??位噪聲性能比ＬＣ壓控振蕩器差得多。在現(xiàn)代的高性能電子設備中，ＬＣ壓控振??蕩器得到更廣泛的應用。??１．２．１振蕩器中相位噪聲理論的研究現(xiàn)狀??由于振蕩器中的各個組成元件都存在一定的噪聲，通過一定的噪聲轉換機制??這些元件中的噪聲將會體現(xiàn)到振蕩器輸出信號的相位噪聲上。于是研宄振蕩器中??的相位噪聲的產生機制是學術界中一個重要的研宄課題。在１９６６年，斯坦福大??學的Ｌｅｅｓｏｎ教授首次對振蕩器中的噪聲機制做出

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種低相位噪聲的正交電感電容壓控振蕩器的設計[J]. 羅永雙,趙唯辰,林福江.  信息技術與網(wǎng)絡安全. 2020(05)



本文編號：3588419