无线传感网射频低电压鉴频鉴相器及电荷泵设计和实现

《无线传感网射频低电压鉴频鉴相器及电荷泵设计和实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、东南大学学位论文独创性卧㈣剃本人声明所呈交的学位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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：灿日东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保

2、存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：摘要随着无线技术的快速发展和日趋成熟，大量的应用方案开始采用无线技术进行数据采集和通讯。无线传感网络tWSN，WirelessSensorNetwork)成为目前最受瞩目的、技术含量比较密集的热门研究领域，并且掀起了一场信息感知技术的变革。随着无线传感网技术的日臻成熟及半导体技术的不断更新，高性能、低功耗的

3、射频收发芯片已经成为当今的发展趋势。因此，对于射频收发芯片中所使用的本振信号要求更加稳定精确，即要求设计出高性能的频率综合器电路。鉴频鉴相器及电荷泵是锁相环中不可或缺的部分，它们决定了锁相环的精确度和稳定性，并且提高了环路的频率捕捉范围以及锁定速度。因此，现代锁相环技术中广泛使用得是电荷泵式锁相环。本文主要介绍了锁相环频率综合器的应用，电荷泵(CP，ChargePump)锁相环的基本理论及其特点，介绍了鉴频鉴相器(PFO，PhaseFrequencyDetector)以及电荷泵的工作原理、结构分类及本项

4、目中PFD和CP的性能指标，并提出了设计中所遇到的难点问题。本文提出了一种具有高速、低功耗、结构简单、高精度的基于传输门的动态D触发器式鉴频鉴相器，以及基于误差放大器的宽输入电压范围的电荷泵电路结构，经过仿真验证本文所设计的电荷泵充放电电流的匹配精度及匹配范围达到指标要求。最后，对鉴频鉴相器及电荷泵进行版图设计与优化，基于TSMC0．1811mCMOST艺对其就行流片并对芯片进行了测试验证。本设计采用lV电压供电，通过测试PFD的各项逻辑功能均正确，CP工作电流在环路能锁定的电压范围内约为100“A，并

5、且电流失配率在0．2V--O．8V的电压范围内小于0．4％，测得PFD和CP总功耗不高于3mW。总之，在无线传感技术应用如此广泛的今天，的PFD和CP芯片具有重要的意义。关键词：锁相环、频率综合器、鉴频鉴相器、精度研究应用于WSN领域的低压、低功耗、高性能电荷泵、复位延时、鉴相“死区”、电流匹配AbstractWiththerapiddevelopmentandincreasinglymalllreofwirelesstechnology，alargenumberofapplicatiombeginus

6、ingwizelesstechnologyindataacquisitionandcommunication．TheresearchofWSN(WirelessSensorNetwork)isquitepopularrecently，andhasbecomeofthehotspotsandfrontierfieldsoftechnologywithhighknowledgeintegration；ithasbroughtinformationperceptionrevolutionwiththelowp

7、owerconsumption,lowcost,distn'butedandserf-organizationcharacteristics．AstheWSNapplicationwidened，thehi曲performanceRFtransceivercllipturnstobemoreimportantandtheintegratedPLL(PhasedLockedLoop)synthesizershouldofferthepreciselocalfrequency．Asthekeyblockso

8、fPLLcircuits．thePFD(PhaseFrequencyDetector)isdominatedtotheprecisionandstabilityofsystem,whereastheCP(Chargel'ttmp)offersawidescaleoffrequencycapturescaleandfastlockedperformance．Inthatcase，theCPPLL(chargepumo-r'LL)ismostw