用于6GHz射頻通信系統(tǒng)的VCO及VGA設計.pdf

1、無線通信事業(yè)的快速發(fā)展對射頻接收機提出了更高的要求,因此對于射頻接收機的研究越來越多。鎖相環(huán)(PhaseLockedLoop,PLL)和自動增益控制(AutomaticGainControl,AGC)兩個環(huán)路構成了射頻接收機的核心模塊。PLL環(huán)路為射頻接收機提供變頻所需的本振信號,AGC環(huán)路為基帶模數轉換器提供恒定的信號幅度,因此它們起著非常重要的作用。壓控振蕩器(VoltageControlledOscillator,VCO)是PLL

2、環(huán)路中產生指定頻率信號的關鍵模塊,直接決定了PLL環(huán)路能否鎖定;可變增益放大器(VariableGainAmplifier,VGA)是AGC環(huán)路中不可或缺的模塊,它的性能決定了AGC環(huán)路能夠處理的輸入信號的動態(tài)范圍。因此,在某種程度上VCO和VGA性能的好壞決定了射頻接收機能否正常工作。
　　 本課題采用TSMC0.13-μmRFCMOS工藝設計了一種低相位噪聲寬帶LCVCO。本課題簡單介紹了振蕩器的基本原理以及LCVCO的設計

3、方法;詳細分析了VCO的相位噪聲模型,并總結了幾種常用的相位噪聲優(yōu)化技術。本課題設計的VCO采用互補交叉耦合型結構;利用三組差分開關電容陣列將整個調諧范圍劃分為八個子頻帶,實現了寬帶覆蓋;采用兩個噪聲濾波網絡以優(yōu)化VCO的相位噪聲性能。在片測試結果表明,VCO的調諧范圍為5.35～6.41GHz;在振蕩頻率5.488GHz上,1MHz頻偏處的相位噪聲為-113.3dBc/Hz;在1.2V電源電壓下,電路總功耗為9.3mW。
　　

4、 本課題同樣采用TSMC0.13-μmRFCMOS工藝設計了一種高增益范圍寬帶VGA。本課題討論了AGC環(huán)路的基本工作原理及VGA在其中的作用;系統(tǒng)地歸納了VGA的主要結構,并詳細分析了CMOS工藝下實現指數函數的方法。本課題設計的VGA的可變增益單元以共源共柵放大器為基礎,同時實現了可變增益和指數特性;利用電感峰化和電容中和技術以擴展帶寬;采用雙反饋直流偏移消除電路以減小VGA整體的直流失調。后仿真結果表明,VGA的dB線性增益范圍達