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一种低相位噪声频率合成器的设计

作　者: 邵金柱
导　师: 戴庆元
学　校: 上海交通大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 锁相环相位噪声电容阵列电荷泄漏电荷失配
分类号: TN74
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 41次
引　用: 1次
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内容摘要

锁相环是无线接收机中一个重要的组成部分,但是锁相环的输出时钟周期会因为噪声的影响而改变。这在时域上表现为时钟抖动,在频域上表现为相位噪声。本文设计了在以设计一种低相位噪声的频率合成器的前提下,对整个PLL的模块进行了新的组合设计。通过分析整个相位噪声在系统中的传输特性,优化设计了整个频率合成器的特征参数,达到降低相噪的目的。具体到实际的电路中,同过对VCO相噪机制的分析,设计了一种交叉耦合性LC-VCO结构,并且在其中引入了电容阵列结构,有效的降低了压控增益,从而降低了VCO的相位噪声,并且对整个系统相位噪声的减少有重要的影响。另外,通过引入电容阵列,也增大了VCO的调谐范围,使VCO大的工作范围更大了。在电荷泵的中,充分考虑的各种电荷泵的优缺点,对电荷泵中的非理想效应,电荷泄漏,电荷失配进行了详细的分析,最会设计了一种电流陀结构的电荷泵。在分频器和鉴频鉴相器的选择设计上,分别选用了多模分频器和无死区结构的鉴频鉴相器,大大降低了系统的复杂性和系统的噪声。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章引言  9-10
第二章锁相环频率合成器的原理和结构  10-34
  2.1 锁相环的基本结构  10
  2.2 锁相环频率合成器  10-11
    2.2.1 整数分频的频率合成器  10-11
    2.2.2 分数分频的频率合成器  11
  2.3 相位噪声的基本概念  11-13
  2.4 锁相环的各模块电路  13-25
    2.4.1 鉴频鉴相器  13-16
    2.4.2 电荷泵  16-22
    2.4.3 压控振荡器  22-24
    2.4.4 分频器  24-25
  2.5 LC 压控振荡器  25-34
    2.5.1 单端能量补偿系统的分析  25-27
    2.5.2 窄带电感电容压控振荡器和宽带电感电容压控振荡器  27-29
    2.5.3 电感设计  29-30
    2.5.4 可变电容的设计  30-32
    2.5.5 VCO 的相位噪声分析  32-34
第三章电路系统的分析和设计  34-50
  3.1 锁相环的线性化模型分析  34-44
    3.1.1 二阶锁相环  35-38
    3.1.2 三阶PLL  38-41
    3.1.3 四阶PLL  41-44
  3.2 系统相位噪声的分析  44-48
    3.2.1 PLL 系统相位噪声的分析  44-48
  3.3 系统参数的设计  48-50
第四章具体电路的设计  50-65
  4.1 鉴频鉴相器的设计  50-52
  4.2 带隙基准源的设计  52-55
  4.3 电荷泵的设计  55-57
  4.4 VCO 的设计  57-61
  4.5 分频器的设计  61-65
第五章系统的整体仿真  65-67
结论  67-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
攻读学位期间发表的学术论文目录  72

一种低相位噪声频率合成器的设计

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