數(shù)字CMOS工藝實現(xiàn)的單片本振電路.pdf

1、該篇論文的主題是在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字CMOS工藝條件下,研究單片集成無線通信系統(tǒng)中本機振蕩電路的設(shè)計.論文從系統(tǒng)的角度,改進了電荷泵鎖相環(huán)事件驅(qū)動模型的實現(xiàn)方法;在器件方面,提出了提高片上螺旋電感性能的實用方法和節(jié)約芯片面積的電容實現(xiàn)方法;在電路方面,設(shè)計并實現(xiàn)了用于藍牙系統(tǒng)本振信號發(fā)生的頻率綜合器,其獨特之處在于實現(xiàn)了完全集成的CMOS倍頻VCO.下面簡單介紹一下每章的內(nèi)容.論文首先從射頻(RF)電路的角度出發(fā),分析了CMOS工藝的現(xiàn)狀和未來的

2、趨勢,以及器件特征尺寸縮小對RF電路性能的影響,并且重點介紹了CMOS技術(shù)作為RF電路基礎(chǔ)工藝時的一些具體問題.其次,論文介紹了用于本振電路的頻率綜合器的常見結(jié)構(gòu),性能指標(biāo),以及作為其理論基礎(chǔ)的鎖相環(huán)模型和相位噪聲模型.在系統(tǒng)級的實現(xiàn)上,為了快速仿真用于跳頻系統(tǒng)中的電荷泵鎖相環(huán),該文在比較幾種常見仿真方法的基礎(chǔ)上,重點研究了電荷泵鎖相環(huán)的事件驅(qū)動模型,并且針對這種模型的具體實現(xiàn)提出了一些改進.改進后的實現(xiàn)方法主要用于快速仿真跳頻系統(tǒng)中頻

3、率合成鎖相環(huán)的穩(wěn)定性和建立時間.再次,由于電路的實現(xiàn)依賴于數(shù)字CMOS工藝能夠提供的各種器件,該文研究了片上電感的建模和實現(xiàn),并且提出了一種在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字CMOS工藝條件下,提高片上螺旋電感性能的實用方法;以及在短少雙層多晶硅電容的情況下,可以大大節(jié)約芯片面積的一種電容實現(xiàn)方法;另外還簡單介紹變?nèi)莨艿膶崿F(xiàn)和模型等方面的問題,并對其他工藝因素,如有源器件的性能,襯底和互聯(lián)的影響等做了一些探討.最后,基于對系統(tǒng)和器件的認識和討論,具體設(shè)計了一種

4、適用于單片集成Bluetooth發(fā)接器的本振電路,并完成了測試.其中重點研究了該電路的核心,即一種倍頻式壓控振蕩器(VCO).這種VCO由兩部分組成,主VCO的振蕩頻率是所需本振頻率的一半,然后采用"注入鎖頻"原理對主VCO的振蕩頻率進行倍頻以產(chǎn)生本振信號.主VCO和倍頻電路都使用片上集成電感,無需外接元件,從而提高芯片的集成度.為了補償工藝偏差的影響,諧振回路中使用數(shù)字開關(guān)控制的電容陣列,以便于對成品芯片進行軟件可編程的調(diào)整.在電路設(shè)