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SiGe工艺整数频率合成器设计

作　者: 孟志朋
导　师: 张为
学　校: 天津大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 频率合成器 SiGe双极工艺锁相环相位噪声
分类号: TN74
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着无线通信技术的迅猛发展,本振信号越来越重要。相对于其他结构频率合成器,锁相环频率合成器可提供高质量的本振信号。本设计在选用ADS设计软件环境,采用ATMEL SiGe-HBT 0.8um工艺的基础上实现频率范围为1.16GHz~1.218GHz整数频率合成器的设计。本文首先介绍了ADS和SiGe-HBT工艺特点,以及常用工艺之间的区别。在此基础上,完成了锁相环电路关键无源器件电感和可变电容的选取和设计。其中分析了电感和可变电容对电路性能影响。然后,本文在对电荷泵式锁相环频率合成器原理知识指导下,完成了电路各个模块的设计和仿真。重点研究了高性能双交叉耦合VCO实现和高频下可编程2/3分频器的电路实现。最后,完成了整个环路的MATLAB/Simulink的系统建模的理想仿真以及ADS完成的实际整体环路仿真。得到的实际锁定曲线很好的匹配了理想仿真曲线。通过对频率合成器设计仿真,得到频率锁定范围覆盖了1.16GHz~1.218GHz,锁定时间为6us,在1MHz偏移频率处相位噪声为-127dBc/Hz,达到设计指标要求,可满足北斗定位系统射频接收前端应用需求。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 应用背景  7-8
  1.2 频率合成器的发展及特点  8-9
  1.3 论文结构  9-11
第二章 ADS软件和工艺简介  11-24
  2.1 ADS简介  11-19
    2.1.1 ADS应用领域  11-12
    2.1.2 ADS仿真器  12-19
  2.2 SiGe工艺简介  19-22
    2.2.1 B0SiGe技术发展及其应用  19-20
    2.2.2 B1SiGe双极晶体管分析  20-21
    2.2.3 B2Atmel的SiGe工艺简介  21-22
    2.2.4 Bipolar双极与CMOS和BiCMOS工艺的区别  22
  2.3 设计难点  22-24
第三章关键器件设计和噪声源分析  24-35
  3.1 电感的设计  24-28
  3.2 电容的选择  28-30
  3.3 滤波器  30-32
  3.4 集成电路存在的噪声源[6]  32-35
第四章整数频率合成器的电路设计  35-64
  4.1 鉴频鉴相器和电荷泵的分析和设计  35-45
    4.1.1 B4原理分析  35-40
    4.1.2 B5鉴频鉴相器的电路实现  40-43
    4.1.3 仿真结果及分析  43-45
  4.2 LC振荡器设计  45-55
    4.2.1 B7LC振荡器原理  45-50
    4.2.2 B8振荡器参数考虑  50-53
    4.2.3 B9VCO电路的设计和仿真  53-55
  4.3 分频器设计  55-61
    4.3.1 0B1二分频的预分频  56-57
    4.3.2 1B2/3 分频可编程分频器  57-61
  4.4 系统的整体仿真  61-64
第五章总结  64-65
参考文献  65-67
致谢  67

SiGe工艺整数频率合成器设计

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