【摘要】：近年來,隨著通信與電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展特別在無線通信、便攜式終端、5G通訊等領(lǐng)域都實現(xiàn)了技術(shù)的突破與提高。以射頻通信為基礎(chǔ)的近距離通信芯片的研究與發(fā)展也取得了長足的進步,TPMS(胎壓監(jiān)測系統(tǒng))是基于汽車應(yīng)用無線胎壓監(jiān)測與實時胎壓檢測反饋系統(tǒng),很大程度上提高了汽車的安全性并及時有效將胎壓情況反饋至汽車中央控制系統(tǒng)從而減少了事故的發(fā)生。針對特定TPMS應(yīng)用場合,本文完成了應(yīng)用于胎壓監(jiān)測芯片中頻率合成器的研究與設(shè)計�；赥PMS射頻收發(fā)芯片工作原理,采用雙環(huán)電荷泵鎖相環(huán)路頻率合成器結(jié)構(gòu),其中包括發(fā)送(Tx)環(huán)、接收(Rx)環(huán)、輔助(Ex)環(huán),有效提高了頻率合成器電路的頻率合成能力和輸出頻率的可靠性。為支持433MHz、915 MHz雙模頻段輸出,內(nèi)部采用環(huán)形振蕩器(Ring VCO)、電感電容振蕩器(LCVCO)雙振蕩電路設(shè)計以實現(xiàn)寬頻率范圍調(diào)節(jié);為實現(xiàn)頻率合成器的多通道頻率輸出,本文設(shè)計了一款高速可編程分頻器電路,最高分頻比為1023。該頻率合成器可實現(xiàn)八檔輸出振蕩頻率連續(xù)可調(diào)、支持433MHz、915 MHz雙模工作、提供穩(wěn)定四路正交I/Q信號輸出。基于Cadence Spectre仿真應(yīng)用平臺完成頻率合成器的前仿真電路設(shè)計,并利用Virtuoso軟件進行版圖設(shè)計和Calibre工具進行后仿真提取寄生參數(shù),分析前后仿真結(jié)果差異并進一步優(yōu)化電路設(shè)計。仿真結(jié)果表明該頻率合成器可支持在433MHz、915MHz雙模工作頻段,振蕩器調(diào)諧范圍分別為300MHz、500MHz。利用Matlab軟件得出鎖相環(huán)相位噪聲歸一化指標(biāo)分別為:-90dBc/@1MHz、-1 10dBc/@1MHz;鎖定時間分別為40us、60us;靜態(tài)功耗為11.5mW。在GSMC.18 1P6M工藝條件下,芯片整體版圖面積為1860um×1870um,頻率合成器版圖面積為837um× 546um。根據(jù)設(shè)計方案制定芯片PCB測試方案,實測結(jié)果表明TPMS芯片在433MHz、915MHz工作模式下各項指標(biāo)參數(shù)基本符合收發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用要求。
【圖文】：

聲和時鐘抖動是同一反映噪聲特點的在不同域中的兩種衡量方法，它們緊密相關(guān)，逡逑一定條件下可以相互推導(dǎo)［８］。逡逑鎖相間接式頻率合成器結(jié)構(gòu)如圖１．１所示，包括輸入?yún)⒖紩r鐘、預(yù)分頻器、逡逑ＰＦＤ邋（鑒頻鑒相器）、ＬＰＦ邋（環(huán)路濾波器）、ＶＣＯ邋（壓控振蕩器）、分頻器列。其逡逑１逡逑

合頻率合成電路結(jié)構(gòu)靈活、捕捉范圍大、線性、易于分析和實現(xiàn)等優(yōu)勢而廣泛使逡逑用。鎖相的直觀理解為對信號的相位進行跟蹤與鎖定使輸出頻率與輸入?yún)⒖紩r鐘逡逑最終達到同相穩(wěn)頻輸出，實現(xiàn)近似靜態(tài)零相位傳輸功能。如圖２．１所示傳統(tǒng)模擬逡逑鎖相環(huán)頻率合成器結(jié)構(gòu)。由預(yù)分頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器組成。逡逑／ｒｅ（＇邋ｍｍ邋￣￣鑒相器｜Ｍ｜環(huán)路濾波器壓控振器｜邋／ｏｕ．逡逑—￣邋（１／Ｍ）邋￣＞邋（ＰＤ）邋—＂邋（ＬＰＦ）邋—邋（ＶＣＯ）邋￣＾逡逑圖２．１模擬鎖相環(huán)頻率合成器結(jié)構(gòu)逡逑如何“頻率合成”？如圖２．１所示，頻率合成器電路為閉環(huán)負反饋系統(tǒng)，逡逑可實時跟蹤ｆｒｅ達到穩(wěn)定頻率輸出。由巴克豪森理論可知，負反饋系統(tǒng)對向前通路逡逑的增益變化和誤差不敏感，但對反饋回路參數(shù)的變化很敏感，，因此對反饋回路的逡逑精度和線性要求非常高，保證前向通道的高增益是設(shè)計鎖相環(huán)頻率合成器電路的逡逑原則之一，同時保證反饋回路增益的精確度和線性度［２５］。ｆｒｅ是輸入?yún)⒖紩r鐘通常逡逑是由穩(wěn)定性高、高精度、低噪聲的晶體振蕩源產(chǎn)生，在鎖相環(huán)捕捉帶中存逡逑在一定相位差即此時處于失鎖狀態(tài)下，鑒相器完成參考時鐘和輸出時鐘的相位比逡逑較并產(chǎn)生比較輸出信號Ａｓ
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN74

【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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本文編號：2608355