锁相环频率合成器系统级设计研究

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1、４去如成Ａ葦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＯＧＹＬＯＦＣＨＩＮＡＩ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ．ｆ戀这论文题目锁相环频率合成器系统级设计妍究专业学位类别工程硕壬学号２０１３２２０３０１３２作者姓名刘伟忠指导教师王向展副教授Ｉ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢

2、的地方夕ｈ，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获得电子科技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已在论文中作了明确的说明并表示谢意。ａ作者签名＝苗Ｐ争么日期：年ｒ月／日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印缩印或扫描等复制手段保存

3、、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）Ｉ作者签名＝合作您导师签名；了贪）艮日期：＾炸？＾日各月７分类号密级注1UDC学位论文锁相环频率合成器系统级设计研究（题名和副题名）刘伟忠（作者姓名）指导教师王向展副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称集成电路工程提交论文日期2016.3.18论文答辩日期2016年5月学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ReseachForSystemLeve

4、lDesignofPLLFrequencySynthesizerAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:WeizhongLiuSupervisor:XiangzhanWangSchoolofMicroelectronicsandSolid-StateSchool:Electronics摘要摘要频率合成器是电子通信系统中非常核心的模块之一，是时钟信号和本地震荡信号的重要产生方式

5、。在当前的频率合成器实现形式中，锁相环频率合成器是主流的实现形式和研究重点，也是模拟电路系统中一个重要的研究方向。目前，主流的锁相环频率合成器系统架构是电荷泵锁相环，结构包含数字模块电路和模拟模块电路，是一个数模混合的负反馈系统。对于这样一个复杂的控制系统，系统级架构的确定是做好一个锁相环频率合成器的先决条件，系统级参数的设定和选取是实现频率合成器性能的关键所在。本文首先分析锁相环的信号传输理论，在理论研究和分析的基础之上研究锁相环的系统级建模，包括系统行为级建模和功能模块级建模，主要基于MATLAB和Simulink仿真工具。在此基础上，研

6、究锁相环的噪声仿真、建模与优化。在系统宏观参数的研究基础上，探索锁相环具体模块电路的设计，以使其满足系统的需要和实现设计的最优化。在以上研究和分析的理论基础上，设计了一个400MHz~450MHz的电荷泵锁锁相环频率合成器。基于论文所述的系统级设计方法，首先根据锁相环系统指标，计算和规划出各模块具体指标和要求，基于180nmCMOSRF工艺，在CadenceSpectre设计平台上完成锁相环电路的设计与仿真。然后，在原理图仿真设计完成后，利用CadenceVirtuoso平台上实现版图设计，在180nmRF工艺上加工制作。芯片制作以及封装完成

7、之后，设计PCB板级芯片测试电路，完成对芯片的测试。芯片参数如下，工作电压1.8V，功耗15mW，输出频率范围400MHz~450MHz，信道宽度15MHz，带宽为200KHz，锁定时间小于20μs，在1MHz处相位噪声为-118dBc/Hz@1MHz，芯片面积为1620μm×1350μm。关键词：锁相环频率合成器，电荷泵锁相环，MATLAB，Simulink，锁相环噪声IABSTRACTABSTRACTFrequencysynthesizerisoneofthemostcrucialpartsinelectroniccommunicatio

8、nsystem，itplaysanimportantroleinclocksignalgeneratingandlocaloscillatingsignalgene