基于0.18μm CMOS工艺的锁相环频率综合器设计作者：马意彭葛飞翔来源：《电子技术与软件工程》2018年第12期摘要本文设计了一种基于3.3V0.18umCMOS工艺的锁相环频率综合器电路，该电路的压控振荡器部分采用LC型压控振荡器，保证了高谐振频率与低相位噪声。
锁相环频率综合器输出频率在0.9GHz-9.2GHz之间，相位噪声为-95dB，锁定时间为6.1 μs，适用于时钟频率在1. 2GHz-9CHz之间的应用场合。
【关键词】锁相环频率综合器电路 LC型压控振荡器相位噪声在现代无线通信系统中，稳定的本地震荡源是影响通信效果的重要模块。
常见的稳定震荡源是晶体震荡电路，然而晶体振荡器除了可以使用数字电路分频以外，其频率几乎无法改变。
锁相环（ Phase Locked Loop）的提出解决了上述问题，并在电子设备中得到了广泛的应用。
随着集成电路工艺的飞速发展，基于CMOS工艺的锁相环频率综合器逐渐成为研究热点。
本文设计了一种基于0.18umCMOS工艺的锁相环频率综合器电路，并完成了对该电路进行了仿真分析。
1 电路设计1.1 锁相环频率综合器的基本结构设计锁相环电路是一个相位同步的自动控制电路，其基本组成模块包括鉴相鉴频器（ PhaseFrequencyDetector，PFD）、电荷泵（ChargePump，CP）、环路滤波器（Loop Filter，LPF）、压控振荡器（Voltage ConrrolledOscillator，VCO）和分频器（Divider，DIV）。
其工作原理如下：首先PFD将参考信号REF与反馈信号FB的频率和相位进行比较，控制CP对LPF进行充放电;LPF可将CP的电流信号转换成电压信号，并产生一个比较稳定的直流电压VC控制VCO的输出频率Fo;Fo经过DIV后参数FB并输入PFD完成循环过程。
当FB与REF的相位差不为0时，锁相环由负反馈机制自动调节，直至FB与REF的相位差为0，Ve保持恒定，vco的输出频率稳定。
一种低相噪低杂散1.08GHz锁相环设计
王征晨;王兴华;武照博
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2018(35)6
【摘要】基于TSMC90nm CMOS工艺设计了一款高性能锁相环.深入分析了电荷泵的噪声和杂散性能,讨论了LC压控振荡器的锁定范围理论计算以及相位噪声,并且给出了环路滤波器的设计方法.通过MATLAB软件对锁相环整体相位噪声进行系统建模与分析,以优化锁相环的整体相位噪声.整体芯片面积为530μm×720μm,功耗为33mW.测试结果表明,在频偏1 MHz处的相位噪声为-110.6dBc,参考杂散-56.935dBc.
【总页数】5页(P47-51)
【关键词】锁相环;相位噪声;参考杂散
【作者】王征晨;王兴华;武照博
【作者单位】北京理工大学信息与电子学院北京市硅基高速片上系统工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN432
【相关文献】
1.一种低杂散、低相噪频率综合器的分析与设计 [J], 张俊艳;刘江伟;罗超;高英桃;王兰
2.低相位噪声和低参考杂散CMOS锁相环的优化设计与实现 [J], 卢飒;李丽欣;吴秀山;韩建强
3.一种低相噪、低杂散捷变频率源的设计方法研究 [J], 李坤;李平;姚宗影;
4.一种低相噪、低杂散K波段跳频频率源设计 [J], 魏新
5.一种新型低杂散低相噪直接合成频率源 [J], 谢走甜;王志伟;李岸舟;王瑞伟
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一种电荷泵锁相环频率合成器的设计与研究的开题报告1. 研究背景电荷泵锁相环频率合成器是一种基于锁相环原理的频率合成器，主要用于产生高稳定度的高频信号。
在现代通信系统中，高稳定度的时钟信号对数据传输的精度和可靠性至关重要。
因此，研究与设计高稳定度的电荷泵锁相环频率合成器成为了一项重要的技术任务。
2. 研究目的本研究的主要目的是设计与研究一种高稳定度的电荷泵锁相环频率合成器，并对其性能进行评估。
具体包括以下几个方面：- 设计一种基于锁相环原理的电荷泵- 研究电荷泵锁相环频率合成器的工作原理- 选择合适的电路元件、设计合适的参数和优化电路结构，提高电路的性能- 对电荷泵锁相环频率合成器的性能进行测试和验证3. 研究内容本研究主要涉及以下内容：3.1 锁相环原理锁相环是一种基于反馈控制原理的电路系统，它的主要功能是将输入信号的频率和相位锁定到一个参考信号上。
在锁相环中，参考信号通常指定时钟信号，输入信号则是需要产生的高频信号。
3.2 电荷泵的设计电荷泵是锁相环电路中的一个重要组成部分，它的主要作用是将锁相环输出的低频信号转换为高频信号，在电路中扮演着倍频器的作用。
因此，电荷泵的设计对电路的性能具有重要影响。
3.3 电路的参数选择和优化为了提高电路的性能，需要选择合适的电路元件、设计合适的参数和优化电路结构。
本研究将针对以上问题进行深入研究，并寻求最优的设计方案。
4. 研究方案本研究的主要研究方案包括以下几个方面：4.1 研究锁相环原理及其工作研究锁相环的基本原理，分析其工作过程，建立数学模型、探究工作特性，并分析不同电路参数对锁相环的影响。
4.2 设计电荷泵设计电荷泵的电路结构及倍频器运作原理，对电荷泵进行实验验证，并对电荷泵电路的优化设计和参数调整进行理论分析和实验测试。
4.3 优化电路结构和参数采用仿真工具进行电路仿真，针对获得的仿真结果进行电路结构和参数的优化调整，以达到最佳性能。
4.4 性能测试在实验室中利用测试设备进行性能测试，评估电路的性能，验证电路设计的稳定性和可靠性。
