4ghz频率合成器的研究与设计

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1、摘要伴随着移动通信技术和移动通信市场的迅速发展，高频率稳定度、低相位噪声、宽频带工作和多频带工作成为射频前端频率合成器的发展趋势。本文根据第四代无线系统的对频率合成器的要求，所设计的频率合成器最高输出频率达4．22GHz。本文设计完成了高速无可见死区的鉴频鉴相器、采用调制型Cascode和互补开关电路结构的电荷泵、二进制加权的开关电容阵列的宽带VCO、抑制环境影响的自校正电路等模块，并最终完成了整个锁相环频率合成器的系统。最后在Virtuoso下完成部分模块版图设计。电路采用TSMC0．18umRF工艺库，在Cadence下完成电路模块的仿真，并且用ADS完成系统的建模与仿真

2、。仿真结果表明，在20MHz的参考频率下，系统的相位噪声在1MHz处达．128dBc／Hz；在40kHz的环路带宽下，失锁后重新锁定的时间仅需要120us；调节范围3．3GHz"-4．8GHz，频率变化范围达1．5GHz；并且该频率合成器可以工作在3840MHz、4320MHz等多个频带；该频率合成器稳定工作时频率精度为160MHz，频率稳定性较高；完全符合第四代无线通信系统的要求。关键词：压控振荡器锁相环相位噪声自校正ABSTRACTAlongwithrapiddevelopmentofmobilecommunicationtechnologyandmobilecommun

3、icationsmarket，high-frequencystability,lowphasenoise，broadbandandmulti．bandwillbetrendsforRFfront·endt}equencysynthesizer．Inthisthesis，accordingtotherequirementsofthefourthgenerationofwirelesssystemsafrequencysynthesizerwasdesignedanditsoutputfrequencyisupto4．22GHz．Thispaperdesignedahigh—sp

4、eedPFDwithoutdeadzone，chargepumpwithmodulatedcascodeandcomplementaryswitchcircuitstructure，broadbandVCOemployingabinary-weightedswitchedcapacitorarray,auto-calibrationcircuitsuppressingenvironmentalchanges，andeventuallythecompletedtheentirePLLfrequencysynthesizersystem．Finally,severalmodule

5、s’layoutswerefinishedinVirtuoso．Inthispaper,TSMCO．18umRFcircuittechnologylibrarywasused，andmodulesweresimulatedinCadence．FinallythesystemwasmodeledandsimulatedbyADS．Simulationresultsshowthatthefrequencysynthesizerhaslowphasenoise，widerange，shortlockingtime，andlowinterferencebyenvironmental．

6、In20MHzreferencefrequency,thesystemphasenoiseat1MHzisupto一128dBc／Hz；intheloopbandwidthof40kHz．there．10cktimeisonly120us；itsadjustingRangeisfrom3．3GHzto4．8GHz，SOfrequencytuningrangeis1．5GHz；Andthefrequencysynthesizercanworkinthe3840MHz，4320MHz，andmanyotherbands；thefrequencyresolutionis160MHz

7、whenatstablework，achievinghighfrequencystability．Thedescriptionsaboveareinfullrequirementforthefourth—generationwirelesssystem．Keyword：VCOPLLPhasenoiseAuto-calibration西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特