本文關(guān)鍵詞：硅基毫米波頻率綜合器關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展和智能終端的廣泛普及,人們對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來(lái)越高,毫米波通信正逐漸成為研究熱點(diǎn)。頻率源為毫米波通信中收發(fā)系統(tǒng)提供本振,其相位噪聲、調(diào)諧范圍、頻率穩(wěn)定度和功耗對(duì)整個(gè)收發(fā)信號(hào)質(zhì)量至關(guān)重要。本文以國(guó)內(nèi)毫米波無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)Q-LINKPAN為背景,采用TSMC90nmCMOS工藝,設(shè)計(jì)了45GHz毫米波鎖相環(huán)關(guān)鍵電路芯片。論文主要內(nèi)容如下：本文首先對(duì)整數(shù)型鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹,分析了環(huán)路濾波器的計(jì)算方法并對(duì)環(huán)路相位噪聲進(jìn)行了建模。對(duì)壓控振蕩器的相位噪聲模型進(jìn)行了分析,由此得到幾種改善相位噪聲的方法。壓控振蕩器采用電流源偏置的電感-電容交叉耦合結(jié)構(gòu),為了減小諧振腔中的寄生電容,交叉耦合對(duì)管采用共質(zhì)心對(duì)稱(chēng)的版圖布局并采用變壓器隔離諧振腔電路和緩沖電路。為了提高仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果的一致性,重新設(shè)計(jì)工藝庫(kù)中的電感和變壓器,采用HFSS對(duì)壓控振蕩器整體版圖進(jìn)行了后仿真。經(jīng)過(guò)測(cè)試,壓控振蕩器的輸出調(diào)諧范圍：42.4～49.8 GHz。在頻率46 GHz處相位噪聲為：-99.7dBc/Hz@lMHz,測(cè)試結(jié)果和仿真結(jié)果吻合度較好。鑒頻鑒相器采用基于邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器與邏輯門(mén)結(jié)構(gòu),通過(guò)在復(fù)位信號(hào)中加入適當(dāng)延遲單元來(lái)消除鑒頻鑒相器死區(qū),同時(shí)提高電路鑒相精度。電荷泵電路結(jié)構(gòu)采用的是高增益誤差運(yùn)放將兩個(gè)支路漏極電壓鉗位在相同電位,從而確保兩個(gè)支路電流精確復(fù)制,充放電流相等,通過(guò)后仿真驗(yàn)證了電路功能。分析了鑒頻鑒相器和電荷泵整體的相位噪聲模型,相位噪聲模型對(duì)于優(yōu)化鑒頻鑒相器和電荷泵的噪聲提供了很大的幫助。論文最后介紹了系統(tǒng)版圖設(shè)計(jì)要點(diǎn),通過(guò)Matlab計(jì)算環(huán)路濾波器參數(shù),采用Matlab仿真驗(yàn)證了鎖相環(huán)的閉環(huán)和開(kāi)環(huán)的幅頻和相頻特性,利用連續(xù)噪聲模型將鎖相環(huán)各個(gè)模塊的相位噪聲等效到輸出端口。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN74

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本文編號(hào)：1230873