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随着无线传感网（WSN）在环境科学、交通管理、灾难预测、城市信息化建设等领域的快速发展，其重要性越来越突显。WSN由大量的无线传感器节点组成，每个节点都有数据采样、处理、控制、通信等模块构成。鉴于其广泛的应用，低成本、低功耗的射频收发芯片就成为其迫切的需求。因此，能提供稳定本振信号的锁相环频率合成器就很重要。而鉴频鉴相器(PFD)和电荷泵（CP）作为锁相环的关键模块，也成为决定系统性能的重要因素之一。
本文基于TSMC0.18μm RF-CMOS工艺，设计并实现了应用于无线传感网的频率合成器中的鉴频鉴相器和电荷泵。本文在分析PFD和CP电路结构的基础上，给出了带有时间控制结构的PFD电路设计，避免在快速开关时的大电荷注入，同时，给出对称的电路复位延时结构，保证匹配性。另外，本文给出了基于电路拷贝技术的CP电路设计，利用钳位放大器和高性能跟随放大器提高CP的充放电电流匹配精度。利用Cadence软件对PFD和CP进行电路设计、前仿真、版图设计和后仿真，并流片验证，芯片测试结果表明:在1.8V电源电压下，鉴频鉴相器在2MHz参考频率下各种逻辑功能正确，无死区;电荷泵输出电压在0.4-1.6V范围内电流失配比率小于1％，PFD与CP模块总功耗小于0.7mW。
本课题所设计的低功耗高性能PFD和CP已应用于WSN射频收发芯片中，并且经过适当改进也可应用于其它电荷泵锁相环芯片中。