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宽带CMOS锁相环中的VCO设计

更新时间：2019-06-17 05:30:50 大小：18M 上传用户：sun2152查看TA发布的资源 标签：cmos锁相环vco 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

近年来，随着通信事业的飞速发展，人们对射频接收前端提出了越来越高的要求，而作为锁相环（Phase Locked Loop，PLL）的核心组成模块的压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator，VCO），则是接收机设计中极具挑战性的部分，宽带、低噪声、快速锁定的VCO的设计是实现高性能射频通信系统的关键。

论文基于特许半导体（Chartered）0.18um CMOS工艺，设计了一个覆盖范围为

1.8GHz-3GHz的VCO，首先总结了VCO的研究现状，并根据应用背景明确了VCO的设计指标，详细分析了VCO的设计理论，包括振荡器工作原理、VCO性能指标、常用结构以及相位噪声理论等，在此基础上总结了VCO相位噪声优化技术。论文采用两个VCO切换，结合电容开关阵列切换的方式实现1.8GHz-3GHz的宽调谐范围。5-bits的二进制控制信号对子频带进行控制，其中最高位对两个VCO进行切换，低四位对电容开关阵列进行控制，将频带划分为32个频段。为了减小锁相环的锁定时间，论文中设计了一个自适应频率校准（Adaptive Frequency Calibration，AFC）电路，快速产生VCO的控制代码，选择合适的频率边带。通过对AFC电路的算法优化、计数值优化有效地提高了锁定速度。

在电路设计完成后，用Cadence Virtuoso软件设计版图。本次设计在Chartered进行了流片。设计测试方案，对芯片进行测试验证，结果显示该VCO的调谐范围能够覆盖1.8GHz-3GHz，全波段相位噪声均低于-115dBc/Hz@1MHz，满足了系统要求。


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