【摘 要】
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无线通信技术在如今的信息交流中扮演着重要的角色，它的发展与锁相环(Phase-Locked Loops，PLL)息息相关。锁相环技术也因此得到了越来越多的研究。锁相环在无线收发机中为调制或者解调提供本地振荡信号，除此之外它还可以给数字电路系统提供时钟信号。锁相环对整个收发机系统的正常工作至关重要，所以高性能的锁相环要具备低相位噪声、低杂散、低功耗、宽调谐范围和高集成度等优点。 本文设计了一款应用
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无线通信技术在如今的信息交流中扮演着重要的角色，它的发展与锁相环(Phase-Locked Loops，PLL)息息相关。锁相环技术也因此得到了越来越多的研究。锁相环在无线收发机中为调制或者解调提供本地振荡信号，除此之外它还可以给数字电路系统提供时钟信号。锁相环对整个收发机系统的正常工作至关重要，所以高性能的锁相环要具备低相位噪声、低杂散、低功耗、宽调谐范围和高集成度等优点。
本文设计了一款应用在接收北斗卫星信号的接收机中的锁相环。该锁相环工作频率为4959.02MHz，具有相位噪声性能良好、低功耗等优点。论文首先对锁相环的发展历程和论文工作的研究意义做了简单的阐述;讲述了国内外关于锁相环的研究情况，介绍了实际应用中的主流锁相环产品。接着介绍了锁相环的工作原理和锁相环每个模块的结构相应的性能指标，分析了各个电路模块对锁相环电路性能的影响。其中重点对各个模块在s域中对相位噪声进行了分析，并结合MATLAB工具对相位噪声进行了建模。随后介绍了实现小数分频的方法，选择Sigma-Delta调制器(Sigma-Delta Modulator，SDM)来作为本文中实现小数分频的电路。论文比较了不同阶数SDM在周期长度、电路稳定性和功耗等方面的优缺点，确定了最终的SDM实现方案。为降低小数杂散，论文使用线性移位寄存器生成伪随机序列，在SDM中添加抖动信号。最后对整体的锁相环电路进行仿真验证和调整，对相应的参数进行测算，使得设计符合预设的指标。
电路使用TSMC130nmRFCMOS工艺来实现。锁相环系统的工作电压为1.5V，系统锁定的频率为4959.02MHz，锁相环的相位噪声为-115.9dBc/Hz@1MHz，小数分频锁相环整体电路功耗约为14.25mW，调谐范围为4.56GHz-6.475GHz，满足了设计要求。
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