10GHz压控振荡器及锁相环的研究与设计

发布时间：2024-02-16 04:34

　　锁相环能够提供一个稳定的频率源,在通信系统中有着十分重要的作用。锁相环的性能往往对通信系统的性能有很大的影响,尤其是锁相环的相位噪声。压控振荡器(VCO)作为锁相环中一个重要的模块,很大程度上决定了锁相环的相位噪声性能。电源也会对锁相环的性能有严重的影响,所以通常情况下,锁相环由低压差线性稳压器(LDO)提供电源。本文首先阐述了锁相环的基本原理、传递函数和相位噪声性能,在此基础上确定采用电荷泵锁相环结构。然后,针对振荡器的设计,阐述了其工作原理、相位噪声模型和相位噪声来源。根据理论分析和实际需要,确定了 VCO采用的结构,设计和优化了电路中的参数,并且在设计中采用多种方法来优化相位噪声性能。针对锁相环在电源上的需求,本文中设计了一种瞬态增强型无片外电容LDO为锁相环提供电源。通过检测输出电压的变化,采用高速跨导放大器为电路提供额外的电流,以此来增强LDO的瞬态响应性能。本文中还提出了一种低温漂高电源抑制比带隙基准源,可以为LDO提供高精度的基准电压。本文基于cadence,采用0.18um CMOS工艺,利用spectre仿真器对各个模块和整体电路进行仿真。VCO由内部LDO供电,供电...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 概述
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 研究现状
    1.3 本文的结构安排
第二章 锁相环基本原理及分析
    2.1 锁相环的基本原理
        2.1.1 锁相环的基本框图及原理
        2.1.2 锁相环的基本传递函数
    2.2 电荷泵锁相环的分析
        2.2.1 电荷泵锁相环的基本原理
        2.2.2 电荷泵锁相环的传递函数及分析
    2.3 锁相环的相位噪声
    2.4 本章小结
第三章 压控振荡器的设计
    3.1 振荡器的基本原理
    3.2 振荡器的相位噪声模型
        3.2.1 Leeson模型
        3.2.2 Hajimiri模型
    3.3 电感电容振荡器的相位噪声分析
        3.3.1 MOS管噪声的影响
        3.3.2 尾电流源噪声的影响
    3.4 电感电容压控振荡器的设计
        3.4.1 VCO的性能指标
        3.4.2 VCO结构的选择
        3.4.3 电感和可变电容的选择
        3.4.4 交叉耦合管的设计
        3.4.5 相位噪声的优化
        3.4.6 具体电路实现
    3.5 电感电容压控振荡器的仿真
    3.6 本章小结
第四章 低压差线性稳压器的设计
    4.1 LDO的基本原理和性能指标
        4.1.1 LDO的基本原理
        4.1.2 LDO的性能指标
    4.2 低温漂高电源抑制比带隙基准源的设计与仿真
        4.2.1 低温漂高电源抑制比带隙基准源的设计
        4.2.2 带隙基准源的仿真结果
    4.3 瞬态增强型无片外电容LDO的设计
        4.3.1 LDO的系统框图分析
        4.3.2 LDO的稳定性分析
        4.3.3 具体电路实现
        4.3.4 LDO的仿真结果
    4.4 本章小结
第五章 其他模块设计及锁相环整体仿真
    5.1 鉴频鉴相器的设计
        5.1.1 鉴频鉴相器的工作原理及分析
        5.1.2 鉴频鉴相器中的死区
        5.1.3 鉴频鉴相器的仿真结果
    5.2 电荷泵和环路滤波器的分析与设计
    5.3 电荷泵锁相环的整体仿真
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3900827