自动频率控制电路设计制作

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1、.天津中德职业技术学院毕业设计任务书设计题目：自动频率控制电路的设计与制作完成期限：自年月日至年月日所属系部电气与能源学院班级11电气三班学生姓名王增田指导教师王滦平系主任签字批准日期...毕业设计（论文）答辩成绩记录表自动化工程系专业电气自动化班级3班学员王增田课题名称压控振荡器的设计与制作课题来源调研实训室设备起止时间2012.10-12月底学员在本课题中完成任务的情况：指导教师对学员完成本课题的评语及成绩：指导教师签字年月日答考评组的评语及成绩组长签字年月日毕业设计（论文）总成绩：答辩委员会签字年月日...天津中

2、德职业技术学院毕业设计（论文）说明书姓名王增田专业电气自动化年级3班年月日...毕业设计题目：低通滤波器设计院（系）：电气与能源学院专业：电气自动化学生姓名：王增田学号：11204203038指导教师：王滦平2013年12月24日...自动频率控制电路的设计与制作摘要压控振荡器作为无线收发机的重要模块，它不仅为收发机提供稳定的本振信号，还可以倍频产生整个电路所需的时钟信号。它的相位噪声、调节范围、调节灵敏度对无线收发机的性能有很大影响。文章首先介绍了振荡器的两种基本理论:负反馈理论和负阻振荡理论。分别从起振、平衡、稳定

3、三个方面讨论了振荡器工作所要满足的条件，并对这些条件以公式的形式加以描述。接着介绍了两种类型的压控振荡器:环形振荡器和LC振荡器。对这两种振荡器的结构、噪声性能和电源的敏感性方面做出了分析和比较，通过分析可以看出LC压控振荡器更加适合于应用在射频领域。紧接着介绍了CMOS工艺可变电容和电感的物理模型，以及从时变和非时变两个方面对相位噪声进行了分析。关键词：LC压控振荡器；可变电容；相位噪声，调谐范围。...一、绪论1.1研究背景随着集成电路技术的发展，电路的集成度逐渐提高，功耗变的越来越大，于是低功耗的CMOS技术优越

4、性日益显著。人们对CMOS工艺的研究大量增多，发现CMOS技术比其他工艺更适用于按比例缩小原理。在过去的30年里正如摩尔预测的那样，每个芯片上的晶体管的数量每18个月就翻一番。MOS管的沟道尺寸也从1960年的25u。下降到现在的0.18um。物理尺寸的缩小让芯片具有比以前更优的性价比。等比例缩小原理的优点远不止在面积上，它还提高了CMOS器件的速度，现在CMOS工艺的晶体管的本征速度已经可以和双极器件相比较了。据报道0.18um的CMOS工艺的N沟道晶体管的截止频率己经达到了60GHz。原来只能用于标准数字集成电路的

5、CMOS工艺也能用来设计高性能的模拟电路，甚至是射频电路。近年来，无线通信系统和宽带接收机的迅猛发展，特别是手提无线设备（如无绳电话，对讲机，GPS）的普及，使得射频前端芯片设计向小型化，低成本，低功耗等方向发展。COMS工艺技术的不断进步，是越来越多的射频单元电路，如低噪声放大器，上/下频混频器，中频滤波器，本地振荡器，功率放大器等等，能够集成到单片COMS收发芯片上。另外，加上基带信号处理，尤其是数字信号处理，早已能够在COMS工艺上实现。因此有可能在COMS工艺上实现从前端到后端的整个无线通信系统。压控振荡器最重

6、要的指标要求是低相位噪声，低功耗，宽调谐范围等。采用高品质因数的片上螺旋电感和大电容系数比（Cmax/Cmin）的累积型MOS可变电容实现的压控振荡器是在COMS硅衬底上实现高性能压控振荡器的最佳选择。1.2LC压控振荡器的研究现状振荡器电路的实现方式主要有两种：电感电容谐振振荡器和环形振荡器。环形振荡器的振幅比较大，但其开关非线性效应很强，使得它受电源/地的噪声影响很明显。虽然环形振荡器也能够工作到1-2GHz，但是出于其相位噪声性能比电感电容谐振振荡器差很多，故而在1GHz以上的振荡器很少采用环形振荡器结构。1.2

7、.1片上电感和可变电容电感电容谐振压控振荡器的电路结构来源于印刷线路板(PCB)...上采用分立器件实现的振荡器电路，早期它们大多采用分立的电感，电容及分立三极管器件。有源器件(三极管和MOS管)非常适合于硅工艺集成，然而电感和可变电容面的集成临巨大的挑战。早期半集成化的压控振荡器很多都采用键合线(Bondwire)电感来实现高Q值电感，并采用反偏二极管的PN结电容来实现压控可变电容。随着CMOS工艺的不断进步，基于片上螺旋电感的电感电容压控振荡器被广泛采用。可变电容作为可调单元广泛用于射频的压控振荡器的谐振电路中。在

8、CMOS工艺上实现可变电容主要有四种结构:PN结电容，普通MOS管电容，反型MOS管电容和累积型MOS管电容。PN结电容是在N阱上做一层P+有源区，从而实现一个P+/n-well结电容；另外一类可变电容的实现方法是利用MOS管工作在不同的区域（强反型区、耗尽区和累积区）从而改变电容值。根据MOS管的源极(S)，漏极(D)以及衬底(