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| 內容簡介： |
本书分为7章，主要讲述了锁相环与频率合成器的数学模型分析、高阶锁相环的行为仿真、锁相环频率合成器中的系统噪声研究、锁相环频率合成器的系统实现、锁相环中低相位噪声低功耗压控振荡器设计、正交压控振荡器集成电路设计、频率综合器的设计与应用等。针对电压控制振荡器、锁相环及频率综合器集成电路设计，本书给出了大量的仿真和测试结果，并附上了芯片照片。
本书可以作为从事集成电路，特别是频率综合器集成设计人员、微电子工程技术人员的参考用书，也可作为相关专业研究生的参考用书。
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| 目錄：
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第1章 绪论1
1.1无线通信技术简介1
1.2接收机的分类3
1.2.1超外差接收机3
1.2.2零中频接收机4
1.2.3镜像抑制接收机4
1.2.4数字中频接收机5
1.3发射机的分类6
1.3.1零中频发射机6
1.3.2二次变频发射机6
1.4锁相环技术简介7
1.5集成电路工艺选择与设计流程8
1.5.1集成电路工艺介绍8
1.5.2集成电路设计流程11
第2章 锁相环的组成与电路实现12
2.1锁相环的组成12
2.1.1鉴相器12
2.1.2环路滤波器14
2.1.3电压控制振荡器16
2.1.4锁相环路的相位模型与环路方程17
2.2锁相环路的电路实现17
2.2.1鉴相器的电路实现17
2.2.2电荷泵28
2.2.3压控振荡器34
第3章 锁相环基本工作原理与环路性能43
3.1锁相环线性化模型与传递函数43
3.1.1环路的线性化模型43
3.1.2传递函数的一般表示式44
3.2锁相环路的稳定性45
3.3电荷泵锁相环路的线性特性与传递函数46
3.3.1二阶锁相环47
3.3.2三阶锁相环49
3.3.3四阶锁相环51
3.4锁相环的非线性特性54
3.4.1二阶环路的同步性能54
3.4.2二阶环路的捕捉过程55
3.5CPPLL的行为级模型与仿真62
第4章 频率合成器及噪声分析69
4.1频率合成器的分类69
4.1.1整数分频频率合成器69
4.1.2小数分频频率合成器70
4.1.3多环频率合成器71
4.2抖动与相位噪声的基本概念72
4.2.1抖动的定义73
4.2.2相位噪声的定义74
4.3电荷泵锁相环频率合成器系统噪声分析76
4.3.1VCO相位噪声的线性时不变模型80
4.3.2VCO相位噪声的线性时变模型82
4.3.3单边带噪声谱密度与噪声载波功率比84
4.3.4LC-VCO中的相位噪声降低技术86
4.4电源噪声与衬底噪声89
4.4.1电源噪声89
4.4.2衬底噪声90
4.5电荷泵频率合成器的输出杂散90
第5章 电压控制振荡器的设计92
5.1超低功耗LC-VCO的设计92
5.1.1电路的设计与分析92
5.1.2变压器的设计与测试94
5.1.3芯片测试结果95
5.2正交VCO的设计97
5.2.1电路结构97
5.2.2变压器结构100
5.2.3版图与测试结果101
5.3宽频带和环形电压控制振荡器的设计104
5.3.1宽频带LC-VCO的设计104
5.3.2环形压控振荡器的设计111
5.4相位可调的正交信号发生器设计117
5.4.1正交信号发生器的整体结构118
5.4.2基于源极耦合逻辑的改进型二分频器118
5.4.3相位调节器的设计121
5.4.4正交信号发生器的仿真125
第6章 WLAN 802.11a接收机频率合成器设计128
6.1无线局域网与WLAN 802.11a128
6.2WLAN 802.11a收发机的结构与频率规划130
6.3频率合成器各模块电路设计与实现133
6.3.1LCVCO设计133
6.3.2下分频模块的设计135
6.4版图与测试结果140
6.4.1芯片的测试技术140
6.4.2芯片设计142
6.4.3芯片的测试结果142
第7章 频率合成器在微机械谐振式传感器及芯片原子钟中的应用146
7.1频率合成器在微机械谐振式传感器中的应用146
7.1.1微机械谐振式传感器概述146
7.1.2微机械谐振器工作原理及自激/检测方式147
7.1.3微谐振器的响应特性153
7.1.4微机械谐振式传感器闭环自激/检测专用集成电路设计156
7.2频率合成器在芯片原子钟中的应用157
7.2.1芯片原子钟概述157
7.2.2国内外研究现状及发展动态分析158
参考文献164
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| 內容試閱：
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2020年12月30日，国务院学位委员会、*正式发布《关于设置“交叉学科”门类、“集成电路科学与工程”和“国家安全学”一级学科的通知》，将集成电路设置为一级学科是近几年国家为弥补芯片人才不足所采取的措施之一。集成电路技术发展迅速、内容更新快，而我国集成电路设计的专业图书较少，且内容和体系也不能完全反映科技发展的水平，集成电路人才培养也急需一批经典教材和前沿著作。
本书对频率合成器的原理和设计，特别是在无线通信、微机械式谐振式传感器以及芯片原子钟中的应用进行了分析与研究。本书前面3章概述了无线通信系统、集成电路芯片的设计流程、锁相环电路的基本原理和结构，对构成电路的各模块基本功能与常用结构、锁相环频率合成器电路的数学模型、电荷泵锁相环的线性和非线性特性进行分析，并采用Simulink对锁相环的动态模型进行了分析和仿真。在第4章对锁相环频率合成器中的噪声分析的基础上，第5章采用SMIC 018μm CMOS工艺，设计了46GHz正交电感电容压控振荡器和24GHz的低功耗电感电容压控振荡器，第6章对应用于WLAN IEEE 80211a锁相环频率合成器采用的系统结构及具体系统参数指标进行了分析，给出了频率合成器电路的集成电路设计与测试结果。第7章对锁相环在微机械谐振式传感器闭环自激检测与在芯片原子钟中的应用进行了介绍。
本书由浙江水利水电学院吴秀山博士撰写。本书的很多工作是在浙江省自然科学基金（Y21F040004、LY14F040004、Y1090380、LD21F050001、2021C03019）、国家自然科学基金（61875250、61975189）与浙江省水利厅重大项目（RA2101）支持下开展的，集成电路设计的流片、测试得到了东南大学射频与光电集成电路研究所的大力支持，中国计量大学硕士研究生王艳智、李丽欣及与浙江水利水电学院联合培养的硕士研究生徐霖为本书的编写做了大量工作，浙江水利水电学院的闫树斌教授对本书的出版提出了很多建设性意见，在此对他们表示衷心感谢。
希望此书对采用深亚微米CMOS工艺设计频率合成器芯片设计具有一定的学术和实用价值。由于我国集成电路设计水平的不断提高、集成电路设计方法涉及的领域广泛，加之作者的水平和能力有限，书中难免存在不足之处，敬请广大读者批评指正。
著者
2021年6月
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