摘要：采用高匹配电荷泵电路和高精度自动频率校准(AFC)电路,设计了一种低功耗低参考杂散电荷泵锁相环。锁相环包括D触发鉴频鉴相器、5 bit数字可编程调频LC压控振荡器(VCO)、16~400可编程分频器和AFC模块。采用高匹配电荷泵,通过增大电流镜输出阻抗的方法,减少电荷泵充放电失配。同时,AFC电路采用频段预选快速搜索方法,实现了低压控增益LC VCO精确频带锁定,扩展了振荡频率范围,且保持了较低的锁相环输出参考杂散。锁相环基于40 nm CMOS工艺设计,电源电压为1.1 V。仿真结果表明,电压匹配范围为0.19~0.88 V,振荡频率范围为5.9~6.4 GHz,功率小于6.5 mW@6 GHz,最大电流失配小于0.2%@75μA;当输出信号频率为6 GHz时,输出相位噪声为-113.3 dBc/Hz@1 MHz,参考杂散为-62.3 dBc。

摘要：在射频能量收集系统中,射频整流器的非线性使其最大功率追踪电压(取得最大输出功率时的输出电压)与开路电压的比例并非为50%,且该比例随输入功率变化,因而传统的开路电压法(FOCV)不再适用。为保证射频整流器进行最大功率传输,将开路电压法和干扰观测法(P&O)相结合,发展了一种适用于射频能量收集系统的自适应最大功率追踪技术。该技术基于PWM+PFM的混合调制方式,在二分之一开路电压的基础上自适应地调整射频整流器的追踪电压微扰量,同时观测DC-DC转换器输出电容的充电时间。当充电时间达到最短时,射频整流器的输出功率达到最大,此时的追踪电压为最大功率追踪电压。自适应最大功率追踪技术可解决开路电压法追踪不精确以及干扰观测法在最大功率追踪点附近左右摇摆等问题。采用180 nm CMOS工艺进行设计及验证,结果表明,MPPT追踪效率峰值为99%,DC-DC转换器的转换效率峰值为86.46%,系统转换效率峰值为58.57%(@输入功率P AV=-8 dBm)。