低功耗低噪声宽带锁相环频率综合器设计

随着科学技术的快速发展以及社会经济的进步,我国的电子设备也迎来了新的发展机遇。而频率综合器作为现代电子系统的基础组成部分,在保证电子设备功能、无线射频信号收发等领域发挥着极为重要的作用。而如何缩小频率综合器的规模,降低其使用功耗和噪音,是现阶段锁相环频率综合器的主要研究方向。本文基于频率综合器的基础上,对如何降低其功耗和噪声做了深入的分析探讨,以期为相关工作人员提供指导和帮助。     

一种900MHz RFID读卡器中的高性能CMOS频率综合器

实现了一个应用于RFID系统的低功耗、低噪声的锁相环频率综合器.该频率综合器采用UMC 0.18μm CMOS工艺实现,输入时钟为13MHz,经测试验证输出频率为718～915MHz,相位噪声为-124dBc/1MHz,-101.13dBc/100kHz,频率分辨率为200kHz,功耗为54mW.     

S波段微波数字锁相频率综合器

本文介绍一种小体积低相噪的Ｓ波段锁相频率综合器。文中着重对环路进行了具体分析和设计，并给出了实验结果。     

基于导航系统的低功耗全集成频率综合器设计

针对双模卫星导航接收系统对集成度、功耗和面积的需求,研究了频率综合器的电路结构和频率规划,分析了频率综合器环路的参数设计,实现了片上集成环路滤波器,版图采用MIM和MOS电容堆叠的方式节省了面积,电容电阻采用了加权的方式,使环路带宽可调.采用高速TSPC结构的D触发器构成双模预分频器,降低了整体电路的功耗.利用基于0.18 μmRF CMOS工艺实现了低功耗全集成的频率综合器,芯片面积0.88 mm2,功耗18.5 mW,相位噪声-94 dBc/Hz@100 kHz,杂散-68 dBc.测试结果证明了该电路系统参数设计和结构改进是合理和有效的,各参数性能满足系统要求.     

用于数字电视调谐器的宽带CMOS频率综合器

介绍了一块用于数字电视调谐器的CMOS宽带频率综合器。该频率综合器集成了压控振荡器（VCO）、分频器（Divider）、鉴频鉴相器／电荷泵（PFD／CP）及4MHz晶振电路和整形电路。该芯片使用经典的单变频三波段结构，VCO通过片外谐振回路产生了从80MHz到840MHz的本振信号。为了保证频率综合器在很宽的频带内能正常工作并具有较为一致的性能，设计中VCO模块采用了独创的稳幅机制，并对预分频器结构进行了改进。该芯片采用了3．3V 0．35μm CMOSRF工艺，所有电压信号路径均采用了差分结构，满足了DVB-C QAM64数字电视的低噪声要求，实现了清晰的数字电视接收，文章最后给出了测试结果。     

基于单片机控制的频率综合器设计

以ADF4360芯片为核心,设计实现了频率综合器作为1.95 GHz一次变频超外差射频接收机的本振部分,并制作了单片机控制电路。经测试,可以在1.6GHz～1.95GHz范围内以0.5MHz为步长调节输出本振信号频率。在频率为1.9GHz时,相位噪声为-68dBc/Hz（1kHzoffset）、-71dBc/Hz（10kHz offset）、-110dBc/Hz（100kHz offset）、-115dBc/Hz（1MHz off-set）。频率偏差小于50kHz。     

单片UHF RFID阅读器中频率综合器的研究

根据EPC global C1G2射频协议要求以及我国的射频识别协议草案,提出了一种应用于860～960 MHz UHF波段单片射频识别(RFID)阅读器的3阶Ⅱ型电荷泵锁相环(CPPLL)频率综合器,其输入参考频率为250 kHz.电路采用MOSlS IBM 0.18μm RF/MM CMOS工艺,仿真结果表明:锁相环输出频率范围为760 MHz～1.12 GHz,锁相环输出频率为900 MHz时,相位噪声为-113.1 dBc/Hz@250 kHz,-120.4 dBc/Hz@500 kHz.电源电压3.3 V,消耗总电流9.4 mA.     

9GHz锁相式频率综合器

本文介绍了９ＧＨｚ锁相式频率综合器的组成、设计方法以及主要单元电路的设计与测试结果。     

一种900MHz RFID读卡器中的高性能CMOS频率综合器

实现了一个应用于RFID系统的低功耗、低噪声的锁相环频率综合器.该频率综合器采用UMC 0.18μm CMOS工艺实现,输入时钟为13MHz,经测试验证输出频率为718～915MHz,相位噪声为-124dBc/1MHz,-101.13dBc/100kHz,频率分辨率为200kHz,功耗为54mW.     

一种X波段小型化频率综合器的设计

介绍了一种低杂散的小型化X波段频率综合器。基于SMT工艺,采用间接频率合成技术,使用锁相环、压控振荡器芯片、3阶无源环路滤波器和前置分频器实现频率综合。介绍了小型化的设计思路。仿真和测试结果表明,设计的频率综合器输出频率为9.2GHz,相位噪声优于-87dBc/Hz@10kHz,杂散优于-87.5dBc。该电路具有相噪低、杂散低、结构简单等优点,可广泛应用于通信、雷达等领域。     

基于射频收发应用的低噪声频率综合器设计

随着无线通信技术的高速发展,载波频段的不断升高,对收发芯片中频率综合器的噪声性能提出了较高的要求。针对通信收发系统中频率综合器的设计,提出了一些低噪声的设计技术,电源电压1.2 V,采用SMIC 0.13μm CMOS工艺。主要对频率综合器主要组成模块鉴相器、电荷泵、LC型压控振荡器以及ΔΣ调制器的噪声性能进行了分析和优化,在此基础上提出了优化相位噪声的方案,并展示了关键模块的仿真结果和整体电路相位噪声的测试情况。结果显示其噪声性能达到了国内较高水平。     

低功耗人体通信射频收发器的设计

Human body communication is proposed as a promising body proximal communication technology for body sensor networks. To achieve low power and small volume in the sensor nodes, a Radio Frequency (RF) application-specific integrated circuit transceiver for Human Body Communication (HBC) is presented and the characteristics of HBC are investigated. A high data rate On-Off Keying (OOK)/Frequency-Shift Keying (FSK) modulation protocol and an OOK/FSK demodulator circuit are introduced in this paper, with a data-rate-to-carrier-frequency ratio up to 70% . A low noise amplifier is proposed to handle the dynamic range problem and improve the sensitivity of the receiver path. In addition, a low power automatic-gain-control system is realized using a novel architecture, thereby rendering the peak detector circuit and loop filter unnecessary. Finally, the complete chip is fabricated. Simulation results suggest receiver sensitivity to be -75 dBm. The transceiver shows an overall power consumption of 3.2 mW when data rate is 5 Mbps, delivering a P1 dBoutput power of -30 dBm.     

Low Power 1 GHz Frequency Synthesizer LSI's

To realize a low-power low-cost highly-reliable frequency synthesizer for a 1 GHz band radio, a bipolar presealer IC, and a CMOS LSI, consisting of a programmable counter, phase frequency comparator, and fixed divider, have been developed. The PLL synthesizer principle, using a pulse swallow counter, has been adopted for 1 GHz direct programmable count down. Adopting an advanced bipolar process and a diode AND circuit for the dual modulus presealer IC, high frequency operation at 1 GHz and 150 mW low power dissipation have been achieved simultaneously. To reduce the loop delay in the CMOS programmable counter, which limits the operating frequency, a new circuit configuration for the programmable counter and pulse swallow counter is adopted. As a result, 1 GHz frequency synthesizer LSI's have been developed with 150 mW low power dissipation for the presealer IC and 18 mW low power dissipation for CMOS LSI.     

跳频收发系统中的跳频频率合成器设计

跣频频率合成器是跳频收发系统设计的核心,也是技术实现的一个难点.提出一种应用DDS和PLL实现高速跳频的频率合成设计方案,并对其硬件进行了详细设计,最后对其所能达到的性能指标进行估算.结果表明,该方案能够满足系统设计的要求,其创新点在于把DDS和PLL的优点有机地结合起来实现了高速跳频,摒弃了用直接数字频率合成DDS输出频率不能太高或用锁相环PLL合成频率锁定时间较长的缺点.     

402～405 MHz CMOS低功耗射频收发机北大核心

基于0.18μm CMOS工艺设计了一种用于WBAN 402～405 MHz频段具有低功耗全数字锁频和灵敏度校准功能的超再生收发机。采用具有噪声抵消技术的巴伦低噪声放大器，以减少无源匹配器件数量和适应低压工作；超再生数控振荡器采用数字控制电容阵列实现频率调谐，以消除猝灭操作期间振荡器的频率漂移；采用全数字锁频环替代频率综合器，以降低传感器节点的功耗；灵敏度校准环路与自动幅度控制环路共享组件，以减小校准误差，并能够在不中断接收状态的情况下动态校准接收机灵敏度。仿真结果表明，在1 V电源电压下，接收机灵敏度为-90 dBm,功耗为1.89 mW,其中全数字锁频环功耗为78μW;发射机功耗为1.96 mW,效率为28%。     

WiMAX/LTE射频收发机中低功耗VCO的设计

采用互补型交差耦合结构,设计了一个可工作于WiMAX(IEEE 802.16e,2.469~2.69 GHz)和LTE(2 496~2 690 MHz)无线射频收发机的压控振荡器(VCO)。采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺对VCO电路进行设计及仿真。仿真结果表明,在1.2 V电源电压下,压控振荡器的功耗为1.44 mW,振荡频率变化范围为2.43~2.69 GHz,可调范围约为10.15%,相位噪声为-120.4 dBc/Hz@1 MHz,FOM为-186.9,满足WIMAX/LTE无线通信系统的要求。     

A Low Power Fully CMOS Integrated RF Transceiver IC for Wireless Sensor Networks

A fully CMOS integrated RF transceiver for ubiquitous sensor networks in sub-gigahertz industrial, scientific, and medical (ISM)-band applications is implemented and measured. The integrated circuit is fabricated in 0.18-mum CMOS technology and packaged in leadless plastic chip carrier (LPCC) package. The fully monolithic transceiver consists of a receiver, a transmitter, and an RF synthesizer with on-chip voltage-controlled oscillator. The chip fully complies with the IEEE 802.15.4 wireless personal area network in sub-gigahertz mode. The cascaded noise figure of the overall receiver is 9.5 dB and the overall transmitter achieves less than 6.3% error vector magnitude for 40 kb/s mode. The chip uses 1.8-V power supply and the power consumption is 25 mW for reception mode and 29 mW for transmission mode     

3～10 GHz CMOS低功耗UWB频率合成器

提出一种新的超宽带频率合成器结构.该频率合成器可以产生MB-OFDM UWB系统定义的所有14个UWB子带的中心频率.分析了MB-OFDM UWB频率合成器中的杂散频率,提出一种新的Q值增强滤波网络,以抑制其输出信号中的杂散.ADS仿真表明,在TSMC 0.18 μm RF CMOS工艺下,该频率合成器的杂散频率抑制能力超过30 dBc;在1.8 V电源电压下,电路的电流消耗为65 mA.     

适用于10/100Base-T以太网的低抖动频率综合器

设计了一种用于10/100Base-T以太网收发器的频率综合器电路.该电路自适应工作在10和100Mbps两种模式下,并能自由切换.电路采用cascode电流源、差分对称负载延迟单元等优化结构,使时钟输出具有良好特性,且能兼具DLL功能,同时满足发送电路上升下降斜率控制和时钟恢复电路对于多相时钟的需要,避免额外的功耗和面积.在一定测试环境下,晶振的cycle-cycle抖动σ约为25ps,输出时钟分频后的25MHz测试时钟信号的σ仅为22ps.测试结果表明,时钟发生电路具有良好的工艺稳定性和较强的抑制噪声能力,满足发送和接收电路对于时钟性能的要求.芯片采用SMIC 0.35μm的标准CMOS工艺,电源电压为3.3V.     

适用于10/100Base-T以太网的低抖动频率综合器

计了一种用于10/100BaseT以太网收发器的频率综合器电路．该电路自适应工作在10和100Mbps两种模式下,并能自由切换．电路采用cascode电流源、差分对称负载延迟单元等优化结构,使时钟输出具有良好特性,且能兼具DLL功能,同时满足发送电路上升下降斜率控制和时钟恢复电路对于多相时钟的需要,避免额外的功耗和面积．在一定测试环境下,晶振的cycle-cycle抖动σ约为25ps,输出时钟分频后的25MHz测试时钟信号的σ仅为22ps．测试结果表明,时钟发生电路具有良好的工艺稳定性和较强的抑制噪声能力,满足发送和接收电路对于时钟性能的要求．芯片采用SMIC 0.35μm的标准CMOS工艺,电源电压为3.3V．