基于55 nm CMOS工艺的小数分频电荷泵锁相环设计

为解决无线射频收发机中锁相环存在的功耗高、精度低、不能小数分频等问题,提出了一种基于55 nmCMOS工艺的小数分频电荷泵锁相环,降低噪声对电路性能的影响,为无线收发机提供稳定的震荡信号。采用三阶噪声整形结构的数字Σ-Δ调制器,设计了24位高精度可编程小数分频器。同时设计了一种线性移位寄存器,产生随机数列降低小数杂散。采用单位增益缓冲器有效地降低了电荷泵的电流失配。SPECTRE仿真结果表明,电荷泵的充放电流失配为0.87%,锁相环的输出频率范围为2.1~2.9 GHz,相位噪声为-108 dBc/Hz@1 MHz,分频比为5~128,锁定时间小于3.5μs,功耗为8.56 mW。

一种高精度离散时间Σ−Δ调制器的设计

为了满足信号处理的高精度要求,提出了一款信号带宽为1 kHz的三阶一位量化前馈结构的高精度离散时间Σ−Δ调制器。利用Matlab的SDToolBox工具包分析系统稳定性、计算噪声传递函数并优化系统参数。对电路的非理想因素进行分析及建模仿真,获得子模块的电路参数用于指导晶体管级电路设计。1.8 V电源电压下,基于0.18μm CMOS工艺设计电路。电路仿真结果表明:输入频率信号频率为375 Hz、采样时钟频率为1.024 MHz时,调制器的信噪比达到133.5 dB,有效位数为21.89 bit。