小數(shù)N頻率綜合器中Sigma-Delta調(diào)制器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)線通信技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)的信息交流中得到了越來(lái)越多的運(yùn)用，而其發(fā)展離不開(kāi)相關(guān)技術(shù)的支持，所以與它相關(guān)的無(wú)線集成電路設(shè)計(jì)得到了越來(lái)越多的研究。頻率綜合器是無(wú)線通信中經(jīng)常使用到的一個(gè)電路模塊，它的作用是為射頻無(wú)線收發(fā)機(jī)提供穩(wěn)定的本地振蕩頻率（Local Oscillator，LO），還可以為數(shù)字電子系統(tǒng)提供所需要的時(shí)鐘頻率。頻率綜合器的性能會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響，因此，能夠設(shè)計(jì)出一種低相位噪聲、低功耗、高集成度的高速頻率綜合器顯得非常必要

2、。頻率合成器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有不同種類(lèi)，基于鎖相環(huán)（Phase-Locked Loop，PLL）的結(jié)構(gòu)是其中應(yīng)用最為廣泛的一類(lèi)，鎖相環(huán)頻率綜合器電路是在普通PLL的反饋回路中加入分頻器，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)分頻器的分頻比便可以使其提供不同頻率的輸出信號(hào)。分頻器結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)小數(shù)分頻或者整數(shù)分頻，整數(shù)分頻結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是它對(duì)應(yīng)的頻率綜合器的頻率分辨率不夠高，所以在它的基礎(chǔ)上發(fā)展了小數(shù)頻率合成。因?yàn)樾?shù) N分頻器能夠?qū)崿F(xiàn)任意小數(shù)分頻的功能，這就意味著輸出信號(hào)

3、能夠是時(shí)鐘參考頻率的任意小數(shù)倍數(shù)，所以其頻率分辨率得到了提高。此結(jié)構(gòu)存在一個(gè)不足就是變化的分頻比會(huì)導(dǎo)致鎖相環(huán)壓控振蕩器（Voltage Controlled Oscillator，VCO）的控制電壓發(fā)生變化，進(jìn)而在輸出頻譜中產(chǎn)生小數(shù)雜散，降低了VCO輸出頻譜的純度?；诖?，本文在小數(shù)分頻結(jié)構(gòu)中又引入了Sigma-Delta調(diào)制器（Sigma-Delta Modulator，SDM），利用其噪聲整形功能，對(duì)小數(shù)毛刺問(wèn)題加以改善。
　

4、　本文首先分析了小數(shù)N頻率合成器的頻率合成原理以及實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，接著對(duì)SDM的原理和噪聲整形功能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。經(jīng)過(guò)對(duì)一階的 SDM等效模型以及仿真結(jié)果的研究，證明其輸出序列仍然具有明顯的周期性，不能很好的改善小數(shù)毛刺干擾的問(wèn)題，而仿真結(jié)果表明高階的SDM的輸出序列更加隨機(jī)化，該結(jié)構(gòu)的噪聲整形效果相比單階結(jié)構(gòu)要好，對(duì)小數(shù)雜散的改善效果更加完美，所以本文采用了多級(jí)噪聲整形結(jié)構(gòu)（Multi Stage Noise Shaping，MASH），