一种应用于GNSS接收机常数环路带宽的小数频率合成器

提出了一种应用于手持式民用GNSS接收机常数环路带宽的小数频率合成器,并在0.13μm 1P6M 的CMOS工艺中实现。通过离散的工作区域,LC-VCO用简单的结构获得宽的调节范围和小的压控灵敏度。提出的杂散抑制技术来最小化由于鉴频鉴相器和电荷泵引入的相位偏移。当PLL输出频率改变或温度变化时,通过自动环路校正模块自适应调整电荷泵电流保持优化的环路带宽不变。测试结果显示,该频率合成器带内相位噪声小于-93dBc（10 kHz 频率偏移处）,杂散小于-70 dBc, 环路带宽变化小于?3%;在1V的电源供电下,整个合成器（不包括本振测试buffer）消耗4.5mA电流,面积为0.5mm2。     

高灵敏度GNSS接收机频率合成器设计

为了提高全球卫星导航定位系统(GNSS)接收机的灵敏度,设计低相位噪声的小数频率合成器.通过分析灵敏度与相位噪声的关系,提出新的实现方案.该方案利用品质因数增强型可变电容减小压控振荡器(VCO)相位噪声,基于CMOS双D触发器单元的多模分频器和尾电流滤波的预分频降低带内相位噪声,充、放电流自校正且互补开关切换的电荷泵和带随机化抖动的Σ Δ调制器抑制杂散.该电路在0-18 μm CMOS工艺上实现.测试结果表明：提出的频率合成器能够接收所有的GNSS信号,输出的频率调谐范围达到58%,VCO增益变化小于±21%,当偏移频率为1 MHz时, 本振(LO)相位噪声低于-121 dB,最大功耗为117 mW.提出的小数频率合成器,已成功应用于高灵敏度GNSS接收机中,在GPS模式下灵敏度达到-157 dBm.     

一种应用于全球导航卫星系统接收机的低功耗宽带压控振荡器

该文设计了一种应用于全球导航卫星系统(GNSS)射频接收芯片的新型低功耗小面积宽频率调节范围的压控振荡器(VCO)。根据全波段GNSS信号的特点,将VCO分成两个离散的频率工作区域,可分别对这两个区域进行功耗、相位噪声的优化,减小了VCO结构的复杂度,并节省了芯片面积。利用调谐曲线线性化技术,克服了传统的VCO控制电压有效调节范围窄的问题,使VCO在整个控制电压范围内调节曲线线性,减小了幅度调制转频率调制(AM-FM),降低了相位噪声。测试结果显示,该VCO频率调节范围为49.5%,控制电压在0.1~0.9 V内,VCO增益(KVCO)恒定,当频率偏移为1 MHz时相位噪声小于-120 dBc/Hz,消耗电流2 mA,占用芯片面积为0.24mm2。提出的VCO在0.13μm 1P6M工艺上实现,已成功应用于全波段GNSS接收机中。     

A constant loop bandwidth fractional-N frequency synthesizer for GNSS receivers

正A constant loop bandwidth fractional-TV frequency synthesizer for portable civilian global navigation satellite system(GNSS) receivers implemented in a 130 nm 1P6M CMOS process is introduced.Via discrete working regions,the LC-VCO obtains a wide tuning range with a simple structure and small VCO gain.Spur suppression technology is proposed to minimize the phase offset introduced by PFD and charge pumps.The optimized bandwidth is maintained by an auto loop calibration module to adjust the charge pump current when the PLL output frequency changes or the temperature varies.Measurement results show that this synthesizer attains an in-band phase noise lower than -93 dBc at a 10 kHz offset and a spur less than -70 dBc;the bandwidth varies by±3%for all the GNSS signals.The whole synthesizer consumes 4.5 mA current from a 1 V supply,and its area(without the LO tested buffer) is 0.5 mm~2.     

一种应用于高灵敏度GNSS接收机低相位噪声Q增强型可变电容的LC压控振荡器

本文提出了一种增强型品质因素(Q)可变电容的LC压控振荡器,用于高灵敏度GNSS接收机。提出的增强的累积型MOS(A-MOS)可变电容由两个A-MOS可变电容和两个直流偏置组成,具有改善Q值和线性化电容-电压曲线的优点。数字切换的可变电容阵列（DSVA）对所有的VCO子波段进行VCO增益补偿,基于A-MOS可变电容的特性,DSVA中的可变电容关断时,其作为高Q值的固定电容,而当可变电容接入时,其作为Q值适中的调谐电容,这样保证了整个LC谐振腔的Q值最大化。提出的电路已经在0.18 1P6M的CMOS工艺上制造。测量的相位噪声低于-122dBc/Hz当偏移频率为1MHz, 通过调节子波段和控制电压,测得的调节范围为58.2%,而VCO增益变化小于?21%。当采用1.8V电源电压时,提出的压控振荡器在整个工作范围内功耗小于5.4mW.     

A low-phase-noise LC-VCO with an enhanced-Q varactor for use in a high-sensitivity GNSS receiver

An LC-VCO with an enhanced quality factor(Q) varactor for use in a high-sensitivity GNSS receiver is presented.An enhanced A-MOS varactor is composed of two accumulation-mode MOS(A-MOS) varactors and two bias voltages,which show the improved Q and linearization capacitance-voltage(C-V) curve.The VCO gain(K_(vco)) is compensated by a digital switched varactors array(DSVA) over entire sub-bands.Based on the characteristics of an A-MOS,the varactor in a DSVA is a high Q fixed capacitor as it is switched off,and a moderate Q tuning varactor when it is switched on,which keeps the maximal Q for the LC-tank.The proposed circuit is fabricated in a 0.18μm 1P6M CMOS process.The measured phase noise is better than -122 dBc/Hz at a 1 MHz offset while the measured tuning range is 58.2%and the variation of K_(VCO) is close to±21%over the whole of the sub-bands and the effective range of the control voltage.The proposed VCO dissipates less than 5.4 mW over the whole operating range from a 1.8 V supply.     

全球卫星导航系统接收机的正交二分频器设计

将全球卫星导航系统(GNSS)接收机用于手持移动设备必须降低正交二分频器等大功耗模块的功耗,因此,本文提出了工作于1V电压以下的正交二分频器.使用提出的正交二分频器可使电路在各工艺角下高速稳定的工作,并大大降低模块的功耗.首先,介绍已有的高速二分频器.接着,计算了所提出结构的直流静态偏置,并对提岀的锁存器进行小信号建模和分析.最后,根据小信号模型分析得到的条件和GNSS接收机的应用要求,设计了提出的低功耗结构.实验结果表明:提出的二分频器最高工作频率为6.55 GHz,最低可工作到0.25 GHz,消耗电流为0.8mA,占用面积为0.014 4 mm2.提出的电路结构在0.13 μm CMOS工艺上实现,可稳定工作于1V电压下,目前已成功应用于低功耗的移动GNSS接收机中.