低功耗低调谐增益LcVCO及快速AFC环路设计与实现

《低功耗低调谐增益LcVCO及快速AFC环路设计与实现》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、万方数据DesignandRealizationofLowPowerConsumptionLowTuningGainLC-·VCOandFastAFCLoopAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYShuJiayunSupervisedbyProfessorLiZhiqunSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityMar．2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文

2、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：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

3、内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。万方数据摘要无线传感器网络(WSN，WirelessSensorNetwork)是一种由部署在监测区域内大量的传感器节点组成的网络，主要应用于医疗护理、目标跟踪、环境监测、工业控制等领域。随着WSN技术的发展，对射频收发芯片中频率综合器的稳定性要求不断提高。作为频率综合器中的关键模块，压控振荡器(vco，Voltage-controlledOscilator)及自动频率校准(AFC，AutomaticFrequencyCalibration)环路的设计与实现具有重要的理论和工程应用价值。本文对PLL频率综合器原理进行阐述，给出

4、应用于WSN的频率综合器系统架构，并且针对IEEE802．15．4协议确定了VCO和AFC指标。LC．VCO采用自动电流校准(ACC，AutomaticCurrentCalibration)技术实现低功耗。AFC采用较高频率的双模分频器输出作为基础时钟，并用二进制算法进行索引，实现了AFC环路的快速锁定。文中给出了详细的电路设计过程和前仿真结果、版图设计和后仿真结果，并采用台积电O．181ma射频CMOS工艺进行流片。AFC环路芯片测试结果显示，1．8V电源电压下，VCO最低工作电流为O．3mA，调谐频率范围为4．380-5．108GHz。其中四条调谐曲线(0101-4)010)

5、覆盖需要的32个频点，调谐增益为78～84MHz／V。在最小电流下，VCO自由振荡频率为4．894GHz，测试得到VCO的相位噪声为一106．6dBc／Hz@lMHz和．118．3dBc／Hz@3MHz。AFC环路测试结果显示AFC环路锁定时间为24ps。频率综合器芯片测试结果显示AFC环路在频率综合器中工作正常。本文设计的低功耗低调谐增益LC．VCO和AFC环路将会应用到WSN节点的SOC芯片中。关键词：无线传感网、LC．VCO、低功耗、电流自动校准、快速AFC环路万方数据AbstractAbstraotWirelesssensorNetwork(WSN)isanetworkc

6、omposedofsensornodeswhicharedeployedinmonitoringarea．Itismainlyusedinhealthcare，targettracking,environmentaldetectionandindustrialcontrol，etc．ThegrowingdevelopmentofWSNisdrivinganeedforamorestablefrequencysynthesizerinwirelesstransceivers．Astheimportantpartsoffrequencysynthesizer,thedesignand

7、realizationofvoltage-controlledoscillator(VCO)andautomaticfrequencycalibration(AFC)loopisnecessary．BasedontheanalysisofthetheoryofPLLfrequencysynthesizer,thearchitectureofWSNfrequencysynthesizerisgiven．AccordingtoIEEE802．15．4protocol，thespeci