本文關(guān)鍵詞：UWB頻率綜合器關(guān)鍵模塊的研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 超寬帶(UWB) 頻率綜合器 可編程整數(shù)分頻器 壓控振蕩器(VCO)

【摘要】：近年來,在高速無線通信領(lǐng)域,UWB (Ultra-wide Band)即超寬帶技術(shù)以其超高的傳輸速率吸引了學(xué)術(shù)界及工業(yè)界越來越廣泛的關(guān)注。目前超寬帶技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)有多種,基于MB-OFDM (Multi-band Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即多頻帶頻分復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn)在國際上獲得了更為廣泛的認(rèn)可。在UWB通信系統(tǒng)中,用于產(chǎn)生各頻帶載波頻率的頻率綜合器仍然是整個(gè)射頻收發(fā)器系統(tǒng)中設(shè)計(jì)難度最大的模塊之一。本文首先介紹頻率綜合器的定義和幾種常見的頻率綜合器類型,分析各類頻率綜合器的特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上給出頻率綜合器的一些應(yīng)用。然后深入介紹電荷泵鎖相環(huán)頻率綜合器的構(gòu)成及特點(diǎn),研究并分析其每個(gè)子模塊電路。此外,還著重分析可編程整數(shù)分頻器和壓控振蕩器這兩個(gè)關(guān)鍵模塊,介紹這兩個(gè)模塊的電路原理、基本結(jié)構(gòu)以及在實(shí)際應(yīng)用中的一些優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)。在全面總結(jié)和比較各類模塊電路的特點(diǎn)后,本文采用TSMC 90nm CMOS工藝設(shè)計(jì)UWB頻率綜合器中的兩個(gè)關(guān)鍵模塊：可編程整數(shù)分頻器和壓控振蕩器。針對(duì)可編程整數(shù)分頻器,本文根據(jù)其設(shè)計(jì)指標(biāo)給出了具體的電路結(jié)構(gòu)、版圖設(shè)計(jì)和后仿真結(jié)果。測試結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的可編程整數(shù)分頻器在1.2 V電源電壓下可以正常工作。其正常工作電流約為4.2 mA,在3.1～10.6 GHz頻率范圍內(nèi)分頻功能正確,分頻后的輸出信號(hào)在10 kHz頻偏處的相位噪聲約為-118dBc/Hz,符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于壓控振蕩器,在分析其指標(biāo)要求后,本文采用環(huán)形壓控振蕩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)UWB振蕩器,并給出電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、延遲單元電路、版圖設(shè)計(jì)和后仿真結(jié)果。測試結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的環(huán)形壓控振蕩器在1.2 V電源電壓下可以正常工作,控制電壓在0.1～0.8 V范圍內(nèi)的線性度較好,在3.1～10.6 GHz的振蕩頻率范圍內(nèi)相位噪聲(1 MHz頻偏處)低于-85dBc/Hz。此外,本文對(duì)可編程整數(shù)分頻器和壓控振蕩器的設(shè)計(jì)和測試工作進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié),通過設(shè)計(jì)指標(biāo)和測試結(jié)果的對(duì)比,分析可能存在的問題,并給出相應(yīng)的改進(jìn)措施和后續(xù)研究方向。
【關(guān)鍵詞】：超寬帶(UWB) 頻率綜合器 可編程整數(shù)分頻器 壓控振蕩器(VCO)
【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】：2015
【分類號(hào)】：TN74;TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 研究背景8
• 1.2 研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容9-10
• 1.4 論文組織10-12
• 第2章 頻率綜合器概述12-20
• 2.1 頻率綜合器的定義12
• 2.2 頻率綜合器的分類12-18
• 2.2.1 直接模擬頻率綜合器12-13
• 2.2.2 直接數(shù)字頻率綜合器13
• 2.2.3 鎖相環(huán)頻率綜合器13-18
• 2.2.4 延遲鎖定環(huán)頻率綜合器18
• 2.3 頻率綜合器的應(yīng)用18-20
• 第3章 分頻器和壓控振蕩器基本原理20-40
• 3.1 分頻器結(jié)構(gòu)分析20-32
• 3.1.1 模擬分頻器20-23
• 3.1.2 數(shù)字分頻器23-28
• 3.1.3 模分頻器28-30
• 3.1.4 可編程分頻器30-32
• 3.1.5 分頻器總結(jié)32
• 3.2 壓控振蕩器結(jié)構(gòu)分析32-40
• 3.2.1 電感電容振蕩器33-36
• 3.2.2 環(huán)形壓控振蕩器36-39
• 3.2.3 壓控振蕩器總結(jié)39-40
• 第4章 UWB可編程整數(shù)分頻器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)40-70
• 4.1 本章概要40
• 4.2 UWB可編程整數(shù)分頻器設(shè)計(jì)40-57
• 4.2.1 可編程整數(shù)分頻器結(jié)構(gòu)40-41
• 4.2.2 前置8/9雙模分頻器設(shè)計(jì)41-44
• 4.2.3 可編程PS計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)44-49
• 4.2.4 可編程整數(shù)分頻器版圖及后仿真49-57
• 4.3 UWB可編程整數(shù)分頻器測試57-70
• 4.3.1 直流工作點(diǎn)和工作電流59
• 4.3.2 前置雙模分頻器測試結(jié)果59
• 4.3.3 可編程PS計(jì)數(shù)器測試結(jié)果59-60
• 4.3.4 可編程整數(shù)分頻器測試結(jié)果60-67
• 4.3.5 測試總結(jié)67-70
• 第5章 UWB壓控振蕩器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)70-84
• 5.1 本章概要70
• 5.2 UWB壓控振蕩器設(shè)計(jì)70-77
• 5.2.1 環(huán)形壓控振蕩器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)70-71
• 5.2.2 環(huán)形壓控振蕩器延遲單元設(shè)計(jì)71-73
• 5.2.3 環(huán)形壓控振蕩器版圖及后仿真73-77
• 5.3 UWB壓控振蕩器測試77-84
• 5.3.1 直流工作點(diǎn)和工作電流78
• 5.3.2 工作頻率測試結(jié)果78-79
• 5.3.3 壓控增益測試結(jié)果79-80
• 5.3.4 相位噪聲測試結(jié)果80-82
• 5.3.5 測試總結(jié)82-84
• 第6章 總結(jié)與展望84-86
• 6.1 工作總結(jié)84
• 6.2 工作展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文88-90
• 致謝90

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳寶林;;小型化頻率綜合器技術(shù)分析[J];無線電通信技術(shù);2013年03期

2 卞玉麟;;數(shù)字頻率綜合器[J];無線電工程譯文;1972年03期

3 江仁高;;數(shù)字式頻率綜合器[J];無線電工程;1980年01期

4 藍(lán)茂田;能同時(shí)輸出多個(gè)頻率點(diǎn)的直接相干頻率綜合器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J];數(shù)據(jù)采集與處理;1989年S1期

5 AllanEdwin ,龔惠明;直接數(shù)字頻率綜合器的應(yīng)用[J];上海航天;1991年01期

6 王海永,林敏,李永明,陳弘毅;一種實(shí)現(xiàn)自調(diào)諧頻率綜合器的算法和結(jié)構(gòu)[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2004年04期

7 伍岳;張玉興;;基于∑-Δ調(diào)制的分?jǐn)?shù)頻率綜合器雜散分析[J];中國無線電;2005年12期

8 鄧青;吳建輝;姜愛鵬;;一種基于最佳平方逼近算法的數(shù)字頻率綜合器[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2006年04期

9 卜云;吳曉燕;文光俊;邵振海;藤瀨雅行;;毫米波頻率綜合器研究進(jìn)展[J];微波學(xué)報(bào);2007年04期

10 趙文宇;姜海峰;張首剛;;銫原子噴泉鐘低噪聲頻率綜合器的研制[J];時(shí)間頻率學(xué)報(bào);2008年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁廣軍;陳志宏;郝金中;秦志亮;;小型化頻率綜合器技術(shù)的研究[A];2003'全國微波毫米波會(huì)議論文集[C];2003年

2 楊朝中;許林生;華宇;;一種高精度頻率綜合器的設(shè)計(jì)與研究[A];第20屆測控、計(jì)量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

3 張岫青;郝金中;周玉梅;;毫米波頻率綜合器研究[A];2005'全國微波毫米波會(huì)議論文集（第三冊）[C];2006年

4 劉娟;;寬帶頻率綜合器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A];2007年全國微波毫米波會(huì)議論文集（下冊）[C];2007年

5 李唐;柳麗;徐賀明;陳R，

本文編號(hào)：884855