晶體振蕩器設(shè)計(jì)及其在頻率合成方面的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著近年來數(shù)字電視、通信、衛(wèi)星定位、雷達(dá)、導(dǎo)航和遙控遙測等領(lǐng)域技術(shù)的不斷高速發(fā)展，對頻率源的頻率穩(wěn)定度、頻譜純度、頻率范圍和輸出頻率個數(shù)的要求越來越高。例如，為了提高頻率穩(wěn)定度，目前大量采用高精準(zhǔn)可調(diào)振蕩器和頻率合成技術(shù)。頻率合成器是從一個或多個參考頻率中產(chǎn)生多種頻率的器件，是現(xiàn)代許多電子系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵部分，它廣泛應(yīng)用于當(dāng)代發(fā)展最快的高端信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，具有很大的應(yīng)用前景和市場需求。本文圍繞數(shù)控晶體振蕩器(DCXO)及小數(shù)分頻頻率合成

2、器的理論、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行了較為深入的研究。
　　 本論文首先綜合介紹了近年來國內(nèi)外關(guān)于振蕩器的相關(guān)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)分析了其在頻率合成方面的應(yīng)用。接著從應(yīng)用的角度，設(shè)計(jì)了應(yīng)用于基于國標(biāo)DMB-TH的數(shù)字電視調(diào)諧器的全集成數(shù)控晶體振蕩器和Sigma-delta小數(shù)分頻頻率合成器，從系統(tǒng)級設(shè)計(jì)、行為級設(shè)計(jì)到電路級設(shè)計(jì)，形成一整套完整的設(shè)計(jì)方法和流程。所設(shè)計(jì)的數(shù)控晶體振蕩器采用Pierce結(jié)構(gòu)，利用基帶與振蕩器的反饋環(huán)路產(chǎn)生的6位

3、自動頻率控制信號，對振蕩器的頻率漂移進(jìn)行校準(zhǔn)，能得到長期穩(wěn)定的頻率輸出。中心頻率為24MHz，在1.2V的電源電壓下的仿真結(jié)果顯示:數(shù)控范圍為72ppm@24MH，調(diào)節(jié)精度為1ppm/step，啟動時(shí)間約為900μs，振蕩器振蕩峰值為0.8V，在偏離中心頻率1kHz和10kHz處的相位噪聲分別為-141dBc和-145dBc，并且除石英晶體外，均集成在片內(nèi)。所設(shè)計(jì)的基于PLL的小數(shù)頻率合成器具有較寬的頻帶和小數(shù)分頻能力，采用Sigma-

4、delta小數(shù)分頻控制和頻率信息中心調(diào)節(jié)，滿足數(shù)字電視接收芯片對各個頻段的本地振蕩信號的要求。鑒頻鑒相器電路采用動態(tài)D觸發(fā)器(DFF)和延遲電路構(gòu)成，能有效克服死區(qū)，具有高速和低功耗的特點(diǎn)。
　　 本論文另外一個工作是:對于電路中使用的基準(zhǔn)，運(yùn)用了一種基于匹配優(yōu)化的溫度補(bǔ)償技術(shù)，使用新型BiCMOS低壓共源共柵結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了一種實(shí)用的低溫度系數(shù)、高精度帶隙基準(zhǔn)源。采用HSpice和CadenceSpectre對電路進(jìn)行了模擬，蒙特