利用74HC4046锁相环压控振荡器原理设计一个100-200的信号源

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-10-08 01:09 标签： 锁相环压控振荡器原理

锁相环压控振荡器作用:

在无线电技术发展的初期，它就在发射机中用来产生高频载波电压，在超外差接收机中用作本机振荡器，成为发射和接收设备的基本部件。
在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压；在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热等。

压控振荡器增益 KVCO

随着现代通讯技术的发展,电子设备对压控振荡器的要求越来越高,传统的压控振荡器功耗高、稳定性差、频率范围窄并且难以集成。本论文采用CMOS工艺,设计了一个高稳定性、宽频带范围的单片集成的压控振荡器,它能很好的应用于锁相环电路中,满足通讯设备的使用需要。本振荡器采用恒流充放电多谐振荡的电路结构,整个电路由带隙基准源模块、电流源模块、控制电压输入模块和流控振荡器模块四个部分组成。其中带隙基准源模块利用带隙技术设计产生了一个接近零温漂高稳定的基准电压,流控振荡器模块通过对传统的射极耦合振荡结构进行改进而得到,电路采用全对称的电路形式,大大减少了各种噪声对电路性能的影响。通过重点对这两个模块的优化设计,我们使得输出的振荡频率不再直接依赖于某一个器件的参数,而是让器件单个参数的影响作用能相互抵消,最后的频率只体现了器件的比值关系,这就从根本防止了因为器件参数的温度系数引起输出频率的漂移,从而使得压控振荡器具有相当好的温度稳定性。本芯片基于1 

在现代无线通信系统中,频率合成器是无线收发机中的核心模块,他性能的好坏直接影响着整个无线通信系统的通信质量。而电荷泵锁相环技术因其频率捕捉范围大、锁定时的相位误差小和低功耗、低成本等优点而被广泛应用于锁相环频率合成器中。文章首先从系统的角度分析了电荷泵锁相环频率合成器的工作原理、数学模型、瞬态特性、稳定条件以及噪声传输函数,并讨论了锁相环环路带宽的优化和选择。接着详细地介绍了电荷泵锁相环频率合成器中各组成单元模块的性能要求,并对各模块常用电路结构的特点进行了比较。最后针对应用于业余频段的无线通信装置,综合考虑功耗、成本、噪声等因素,优化设计了一款输出频率是27M的电荷泵锁相环频率合成器,并实现所有元器件在一块芯片上的集成。电路主要包括晶体振荡器、鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器以及分频器等模块。同时,为了降低电源噪声对电路性能的影响,设计了三个LDO电源管理模块给电路供电。整个设计过程采用无锡上华公司0.5um

论文根据压控振荡器的基本原理对振荡器的相位噪声做了详细分析，从而提出了降低压控振荡器的相位噪声的一些方法，并在压控振荡器的设计中得到了应用。在1μm GaAs HBT工艺下，设计并实现了一种用于锁相环(PLL)频率合成器中的低相位噪声LC压控振荡器。该压控振荡器采用共射极组态和π型反馈拓扑结构，利用大滤波电容来降低相位噪声。采用1μm GaAs HBT工艺完成前仿真、版图设计与后仿真，芯片面积为0.7mm×0.7mm。芯片测试结果显示，LC压控振荡器的频率调谐范围23.57GHz到23.85GHz，中心频率处的相位噪声为-93.76dBc/Hz@1MHz，最大输出功率为-1.49dBm，静态功耗为104mW。论文阐述了锁相环的工作原理并确定了锁相环的电路结构。锁相环由模拟鉴相器、环路滤波器，压控振荡器和动态分频器组成。仿真结果显示：参考频率源设置在9.45GHz到9.52GHz范围内才能锁定，锁定时间大致为100ns左右。环路带... 

Loop,PLL)作为片上系统中的时钟源,广泛应用在各类SoC芯片当中,是现代无线通信中的重要组成部分,其性能决定了整个系统性能的优劣。本文重点研究高速CMOS电荷泵锁相环的设计与实现问题,围绕电荷泵锁相环的理论基础、数学模型、电路设计、前端后端仿真、生产测试进行深入的研究。基于TSMC 0.18 μm 1P6M混合信号工艺,本文设计了一种具有快速锁定时间、较宽频率调节范围、低相噪的电荷泵锁相环。采用Top to Down的设计方法,完成对电路的系统设计到CMOS电路设计的流程。对电路中的死区、电流失配、稳定性、无法正常起振等非理想问题进行理论分析,并对电路进行优化,在电路设计时消除其影响。使用Cadence的Spectre对电路进行仿真,电路整体具有在输入参考频率23

频率综合器作为现代通讯系统中的重要组成部分,广泛应用于雷达、射频系统、Wi-Fi等无线通讯系统。锁相环为收发机提供时钟信号,保证微处理器的时序正确,在航空航天中用于锁相。为了提供稳定而又纯净的高频信号,同时也要适应高速通讯要求,设计一个功能齐全、快速锁定的锁相环频率综合器,在当今这个依靠无线通讯而联系起来的世界显得尤为重要。本论文设计了一款快速锁定的带自动频率校正(AFC)的小数分频锁相环电路,频率覆盖范围为1.6GHz~2.0GHz。首先,采用Simulink软件对锁相环电路各个子模块进行建模,其中包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、分频器。锁相环线性模型用于探究环路参数合理性;非线性模型用于模拟实际电路工作情况;噪声模型用于研究噪声对整体环路输出带来的影响。随后,基于CMOS工艺设计各个模块的晶体管级电路并对其进行版图设计和后仿验证。其中,鉴频鉴相器采用D触发器下降沿触发的结构;电荷泵采用双通路电路结构,其开关管... 

GPS接收机在当今社会有着广泛的应用,而锁相环是GPS接收机中最为关键的模块之一,它为GPS接收机的混频提供精确的本地振荡信号。锁相环是模拟和射频集成电路设计领域最有挑战的模块之一。本文设计的锁相环采用的是广为流行的电荷泵锁相环,它包含了模拟电路——电荷泵,射频电路——压控振荡器以及数字电路——分频器。本文基于SMIC 1P6M 0.18um的工艺设计了一款用于GPS接收机的全集成电荷泵锁相环。本文首先研究了电荷泵锁相环的行为级特性,用Matlab建立了锁相环的相位域和电压域模型,用Verilog-A建立了锁相环的电压域模型。在电路图的设计中,电荷泵使用了运算放大器作为误差放大器,运用负反馈结构,使得电荷泵的输出电压在较大范围内变化时,充放电电流的匹配性能非常优越;其次,深入地研究了压控振荡器的噪声模型以及降低相位噪声的技术,设计了一款LC

我要回帖

更多关于 锁相环压控振荡器原理 的文章

 

随机推荐