射频锁相环中鉴频鉴相器和电荷泵的设计

发布时间：2017-12-02 22:17

  本文关键词：射频锁相环中鉴频鉴相器和电荷泵的设计

  更多相关文章： 频率综合器 三阶滤波器 鉴频鉴相器 电荷泵 电流平坦度

【摘要】：伴随着数字通信系统的发展,无线数字音频技术逐渐成为第三代广播技术,同时人们对于能够提供CD质量的音频和其它类型的多媒体需求日益增加,另外针对L波段的无线通信设备应用也日益广泛,而射频收发机为无线系统应用的关键。随着CMOS工艺技术的不断更替,以其成本低,静态功耗小等优点使得以该工艺实现高速射频收发机集成电路成为发展趋势。在射频接收架构中,锁相环(PLL, Phase-Locked Loop)类型的频率综合器以提供本振信号成为不可或缺的电路,决定着接收机的接收信号质量。而作为PLL的关键模块,鉴频鉴相器(PFD, Phase-and-Frequency Detector)和电荷泵(CP, Charge Pump)的性能成为设计的重点。本文针对L波段多模无线通信和无线数字广播通信中PLL的要求分别研究设计了PFD和CP电路。首先根据L波段无线通信系统指标要求,采用三阶环路滤波器结构,设计环路带宽为100-200kHz,相位裕度大于50°,锁定时间小于40μs的系统参数。接着采用基于TSPC-D触发器设计线性PFD电路,该电路结构简单,对称性好,加入延时控制单元用于鉴相死区和盲区的折中,而根据CP指标,采用电流舵开关提高速度,同时为了配合压控振荡器的增益以稳定环路带宽而采用四路电流充放电模式,电流范围100～400μA。然后针对无线数字广播通信系统的CP指标,采用双钳位放大器提高电流的平坦度,另外加入单位增益放大器、电流补偿电路等改善电荷泵性能。最后基于0.18-μm CMOS工艺对数字广播系统的PFD和CP模块进行流片验证,测试结果表明：在1.8V电源电压条件下,PFD逻辑功能正确,无死区,鉴相范围为[-1.90π,1.90π],CP输出电流为48.3μA,在电流失配比小于1%条件下,输出电压范围为0.30～1.60V,并且电流变化小于2%,芯片功耗为1.8～2.8mW。作为无线通信系统方向的一个全新热点,设计用于无线数字广播和L波段多模无线通信接收机中的PFD和CP电路具有重要的工程价值与广阔的市场前景。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN763;TN911.8

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴昊;吴秀龙;;低抖动的鉴频鉴相器设计[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年20期

2 杨恩煦;;关于电流型鉴频鉴相器的几个问题[J];通讯装备;1981年04期

3 丁浩;;一种用于高速锁相环的双斜鉴频鉴相器设计[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年11期

4 谢竹石;夏克文;孙业林;;一种低噪声双鉴频鉴相器的研究[J];微计算机信息;2010年20期

5 但慧明;柴旭朝;于宗光;薛忠杰;;一种用于锁相环快速锁定的动态鉴频鉴相器[J];微电子学;2010年05期

6 吕荫学;刘梦新;罗家俊;叶甜春;;一种高性能鉴频鉴相器的设计[J];半导体技术;2012年07期

7 刘天伟;戴庆元;杨运福;;一种低电压无死区鉴频鉴相器[J];微处理机;2006年03期

8 陈莹梅;王志功;章丽;;一个简单鉴频鉴相器结构实现的快速锁定低抖动锁相环(英文)[J];半导体学报;2008年01期

9 付家喜;吴秀龙;陈伟;;一种三态鉴频鉴相器的设计[J];电子技术;2008年12期

10 肖江涛;;基于三态鉴频鉴相器的锁相环设计[J];科技信息;2011年14期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 王叶辉;王永刚;;高速锁相环中预充电鉴频鉴相器的设计[A];中国通信集成电路技术与应用研讨会论文集[C];2004年

2 刘乐昌;黎滨洪;;用于CMOS锁相环路的鉴频辅助鉴相器[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第二册）[C];2006年

3 王竹刚;谢春坚;;基于鉴频鉴相器和变频锁相环的遥测信号调制构架[A];第二十五届全国空间探测学术研讨会摘要集[C];2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 聂礼通;射频锁相环中鉴频鉴相器和电荷泵的设计[D];东南大学;2016年

2 汪伟江;低电压低功耗鉴频鉴相器与电荷泵的设计[D];东南大学;2016年

3 邹亮;电荷泵式鉴频鉴相器电路设计[D];安徽大学;2010年

4 曲凤玲;数字电视调谐器中鉴频鉴相器与电荷泵的研究与设计[D];安徽大学;2007年

5 李炜;基于鉴频鉴相器和电荷泵的快速锁定频率合成器的研究[D];华中科技大学;2012年

6 曾秋玲;面向卫星导航应用的本振芯片模块设计[D];电子科技大学;2009年

7 韩世英;应用于CMMB锁相环中鉴频鉴相器和电荷泵的设计与研究[D];上海交通大学;2010年

，

本文编号：1246470