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近年来，随着全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)的广泛使用，GPS产品的需求也逐渐扩大。作为GPS接收机射频前端芯片不可或缺的部件之一的锁相环的设计成为集成电路设计领域一个新的研究方向。本文对用于GPS接收机的锁相环进行了系统研究，并完成了其中主要模块的设计。
首先，本文认真研究了锁相环原理与GPS接收机的系统要求，确定采用电荷泵锁相环，并分析了其电路结构。接着，根据GPS接收机的系统要求设定了该锁相环的性能参数，并利用matlab进行了行为级仿真。参数设定主要考虑了锁相环系统的稳定性和输出相位噪声等因素，同时结合了电路的可实现性。然后，基于设定的参数设计了锁相环各个主要模块的电路，具体包括鉴频鉴相器、可编程分频器、低通滤波器和压控振荡器等单元。
重点讨论了压控振荡器的设计，从电路原理到实现方法都进行了详细的研究。针对压控振荡器的不同应用环境设计了低功耗和高驱动两种不同的缓冲器，从而方便了该压控振荡器和其他模块的接口以及后续的测试工作。完成了该压控振荡器和缓冲器的电路和版图设计；对版图提取出的网表进行了后仿真，并对各种容差环境变化的情况也进行了仿真。仿真结果表明，设计的压控振荡器很好地实现了锁相环设定的性能指标。
最后。论文还提出了该锁相环的一种测试方案。