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0.18μm RF 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 m W,相位噪声-94 d Bc/Hz@100 k Hz,杂散-68 d Bc。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。
采用0.35μm Bi CMOS工艺,设计了一款基于开关电容阵列结构的宽带LC压控振荡器。同时分析了电路中关键参数对相位噪声的影响。基于对VCO中LC谐振回路品质因数的分析,优化了谐振回路,提高了谐振回路的品质因数以降低VCO的相位噪声。采用噪声滤波技术,减小了电流源晶体管噪声对压控振荡器相位噪声的影响。测试结果表明,优化后的压控振荡器能够覆盖1.96~2.70 GHz的带宽,频偏为100 k Hz和1 MHz的相位噪声分别为-105和-128 d Bc/Hz,满足了集成锁相环对压控振荡器的指标要求。
分析了LC压控振荡器(VCO)的相位噪声,提出了基于预稳压模块的低噪声低压差线性稳压器(LDO)结构,有效改善了电源噪声对LC VCO相位噪声的影响。设计了低噪声带隙基准电路和低噪声误差放大器,进一步优化LDO的输出噪声。通过调节反馈阻抗网络实现LDO输出电压可调,可以满足VCO的不同供电需求。通过改变滤波电容值,验证电源噪声对LC VCO的影响。采用0.35μm CMOS工艺进行了流片,测试结果表明,LDO在10 Hz^100 k Hz之间的输出均方根噪声电压为8.8μV,在-45~85℃温度范围内的温度系数约为43×10-6/℃;LC VCO输出频率范围为2.0~2.4 GHz,调谐范围为18.2%,相位噪声为-110.8 d Bc/Hz@100 k Hz,满足集成锁相环对LC VCO的噪声要求。
