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无线传感器网络WSN（WirelessSensorNetwork）是一种由传感器节点构成的网络，主要应用于军事侦察、环境监测、医疗护理、智能家居、工业生产控制和交通控制等领域。WSN技术在国内处于初步应用阶段，对应用于WSN的射频前端通信芯片进行研究和设计意义重大。
本文对PLL频率合成器的基本原理进行了阐述，针对ZigBee协议提出了应用于WSN的低功耗频率合成器的设计指标，确定了PLL的系统架构，采用行为级仿真计算出了PLL环路参数。采用自动电流校准ACC(AutoCurrentCalibration)技术，对低功耗LC-VCO进行了设计，具有详细的电路设计过程和前仿真结果、版图设计和后仿真结果，并采用台积电0.18μm射频CMOS工艺进行流片。芯片测试结果显示，1.8V电源下，VCO最低工作电流为0.2mA，调谐频率为4.226GHz～5.372GHz，调谐范围为24％，VCO振荡频率为4.672GHz时，相位噪声分别为-101.59dBc/Hz@1MHz，和-118.33dBc/Hz@3MHz。对低功耗频率合成器电路及版图进行整合设计，具有详细的电路设计与仿真结果。芯片测试结果显示，1.8V电源下，低功耗频率合成器锁定状态下最低工作电流为6.71mA，输出频点在频率范围2.403GHz～2.48GHz之内。PLL在中心频点2.44GHz处，参考杂散为-52dBc，相位噪声分别为-105.95dBc/Hz@1MHz和-121.87dBc/Hz@3MHz，均方根(RMS)抖动2.21ps。
本文设计的低功耗频率合成器和LC-VCO将会应用到WSN节点的SOC芯片中。