發(fā)布時(shí)間：2020-12-09 14:54

　　隨著通信技術(shù)的發(fā)展和通信需求的不斷增長(zhǎng),傳統(tǒng)的無(wú)線傳輸標(biāo)準(zhǔn)和頻段難以滿足未來(lái)通信系統(tǒng)的需求。毫米波頻段有著豐富的頻譜資源,在未來(lái)5G通信系統(tǒng)、生物醫(yī)療以及雷達(dá)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。在無(wú)線通信系統(tǒng)中,頻率源是不可或缺的關(guān)鍵器件,頻率源為無(wú)線系統(tǒng)提供本振信號(hào),其調(diào)諧范圍、相位噪聲對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的信道質(zhì)量有著極其重要的影響。毫米波頻段,鎖相環(huán)是常見(jiàn)的頻率源結(jié)構(gòu)。隨著SiGe BiCMOS工藝的不斷進(jìn)步,其性能得到了極大的提高,同時(shí)保留了CMOS工藝低功耗、高集成度的優(yōu)點(diǎn)。采用SiGe BiCMOS工藝設(shè)計(jì)高性能、低功耗的頻率源芯片已經(jīng)成為當(dāng)前的一大研究熱點(diǎn)。壓控振蕩器（Voltage-Controlled Oscillator,VCO）是頻率源的核心元件之一,設(shè)計(jì)寬調(diào)諧范圍、低相位噪聲的壓控振蕩器具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和研究?jī)r(jià)值。論文采用0.13μm SiGe BiCMOS工藝設(shè)計(jì)應(yīng)用于超寬帶毫米波頻率源的32³6GHz壓控振蕩器。由于工藝庫(kù)中提供的電感在毫米波頻段性能難以滿足設(shè)計(jì)需要,本文對(duì)片上電感進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真。壓控振蕩器采用差分Colpitts振蕩器結(jié)構(gòu),應(yīng)用提... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容與設(shè)計(jì)指標(biāo)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)
    1.4 論文組織
2.壓控振蕩器設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)
    2.1 振蕩器基本原理
        2.1.1 雙端口反饋模型
        2.1.2 單端口能量補(bǔ)償模型
    2.2 振蕩器的種類
        2.2.1 環(huán)形振蕩器
        2.2.2 LC交叉耦合振蕩器
        2.2.3 三點(diǎn)式振蕩器
    2.3 壓控振蕩器的數(shù)學(xué)模型
    2.4 相位噪聲
        2.4.1 壓控振蕩器中的噪聲源
        2.4.2 相位噪聲的概念
        2.4.3 壓控振蕩器相位噪聲模型
        2.4.4 相位噪聲優(yōu)化技術(shù)
    2.5 毫米波壓控振蕩器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)
    2.6 本章小結(jié)
36GHz壓控振蕩器設(shè)計(jì)">3 2³6GHz壓控振蕩器設(shè)計(jì)
    3.1 0.13 μmSiGeBiCMOS工藝簡(jiǎn)介
        3.1.1 0.13 μmSiGeBiCMOS工藝特點(diǎn)
        3.1.2 0.13 μmSiGeBiCMOS工藝器件簡(jiǎn)介
36GHz壓控振蕩器設(shè)計(jì)">    3.2 32³6GHz壓控振蕩器設(shè)計(jì)
        3.2.1 電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 片上電感設(shè)計(jì)
        3.2.3 可變電容設(shè)計(jì)
        3.2.4 緩沖電路設(shè)計(jì)
36GHz壓控振蕩器前仿真">    3.3 32³6GHz壓控振蕩器前仿真
        3.3.1 壓控振蕩器前仿真波形
        3.3.2 壓控振蕩器調(diào)諧范圍前仿真
        3.3.3 壓控振蕩器相位噪聲前仿真
        3.3.4 壓控振蕩器工作電流前仿真
36GHz壓控振蕩器前仿真結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比">        3.3.5 32³6GHz壓控振蕩器前仿真結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比
    3.4 本章小結(jié)
36GHz壓控振蕩器版圖設(shè)計(jì)與路-場(chǎng)混合后仿真">4 32³6GHz壓控振蕩器版圖設(shè)計(jì)與路-場(chǎng)混合后仿真
    4.1 版圖設(shè)計(jì)考慮
        4.1.1 天線效應(yīng)
        4.1.2 寄生效應(yīng)
        4.1.3 閂鎖效應(yīng)
        4.1.4 電流密度
        4.1.5 保護(hù)環(huán)
        4.1.6 ESD保護(hù)
    4.2 壓控振蕩器的版圖設(shè)計(jì)
36GHz壓控振蕩器路-場(chǎng)混合后仿真">    4.3 32³6GHz壓控振蕩器路-場(chǎng)混合后仿真
        4.3.1 壓控振蕩器路-場(chǎng)混合后仿真波形
        4.3.2 壓控振蕩器路-場(chǎng)混合后仿真調(diào)諧范圍
        4.3.3 壓控振蕩器路-場(chǎng)混合后仿真相位噪聲
        4.3.4 壓控振蕩器路-場(chǎng)混合后仿真工作電流
36GHz壓控振蕩器路-場(chǎng)混合后仿真結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比">        4.3.5 32³6GHz壓控振蕩器路-場(chǎng)混合后仿真結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比
    4.4 本章小結(jié)
5.壓控振蕩器芯片測(cè)試方案
    5.1 測(cè)試儀器設(shè)備
    5.2 測(cè)試方案
        5.2.1 芯片焊盤(pán)定義與功能描述
        5.2.2 線纜損耗測(cè)試
        5.2.3 直流工作點(diǎn)測(cè)試
        5.2.4 壓控振蕩器相位噪聲測(cè)試
        5.2.5 壓控振蕩器調(diào)諧范圍測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
6.工作總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附件：攻讀碩士期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]基于CMOS工藝的射頻毫米波鎖相環(huán)集成電路關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉法恩.東南大學(xué) 2015

碩士論文
[1]帶頻率自校準(zhǔn)的低功耗頻率綜合器的研究和設(shè)計(jì)[D]. 李奈.復(fù)旦大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2907040