小數(shù)分頻器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、單片集成頻率綜合器作為無線通信系統(tǒng)的重要組成部分，為系統(tǒng)提供本振信號。隨著無線通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，頻率綜合器已顯得越來越重要。小數(shù)分頻器作為頻率綜合器的重要組成部分，對頻率綜合器的輸出精度、相位噪聲、鎖定時(shí)間及參考雜散等性能有重要影響。目前小數(shù)分頻器大多采用∑△調(diào)制技術(shù)，采用該調(diào)制技術(shù)的小數(shù)分頻器具有低噪聲、易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，已成為小數(shù)分頻頻率綜合器設(shè)計(jì)與應(yīng)用的主流。
　　論文針對應(yīng)用在頻率綜合器的小數(shù)分頻器開展了研究并完成了電路設(shè)計(jì)

2、。首先從頻率綜合器系統(tǒng)層面分析小數(shù)分頻器對頻率綜合器輸出精度、相位噪聲、鎖定時(shí)間等性能的影響。隨后分析基于SCL和TSPC兩種結(jié)構(gòu)的D觸發(fā)器，在此基礎(chǔ)上采用這兩種D觸發(fā)器構(gòu)建更高一級的雙模分頻器和多模分頻器。接著分析∑△調(diào)制器，結(jié)合過采樣和噪聲整形技術(shù)分析一階、單環(huán)、MASH結(jié)構(gòu)調(diào)制器的工作原理和特點(diǎn)。最后給出了∑△調(diào)制器具體電路設(shè)計(jì)，對設(shè)計(jì)的調(diào)制器電路具體工作過程做了詳細(xì)解釋。
　　論文設(shè)計(jì)了一個能在132～1020分頻范圍內(nèi)能

3、實(shí)現(xiàn)任一整數(shù)/小數(shù)分頻的分頻器。該分頻器由多模分頻器和△∑調(diào)制器兩部分構(gòu)成。多模分頻器采用多級除2/3雙模分頻器結(jié)構(gòu)，其中2/3雙模分頻器由SCL結(jié)構(gòu)D觸發(fā)器組成?！啤髡{(diào)制器采用24位MASH1-1-1結(jié)構(gòu)，用來控制多模分頻器產(chǎn)生隨機(jī)分頻比，從而實(shí)現(xiàn)小數(shù)分頻的目的。論文對多模分頻器的功耗和面積進(jìn)行了優(yōu)化，最終完成了整個電路的設(shè)計(jì)和版圖的繪制。采用SMIC65 nm CMOS射頻工藝完成多模分頻器電路流片和測試，最終完成整個小數(shù)分頻器的電

4、路版圖和仿真。測試和仿真結(jié)果表明，該小數(shù)分頻器的分頻范圍為132～1020，整數(shù)分頻模式時(shí)分頻步進(jìn)為1，小數(shù)分頻模式時(shí)的理論分頻步進(jìn)為1/224；在輸入差分正弦電壓峰峰值大于400mV時(shí)，能對600MHz～6GHz頻率范圍內(nèi)的信號正確分頻。
　　為了減少芯片面積降低成本，采用SPI總線技術(shù)對電路進(jìn)行配置。∑△調(diào)制器和SPI從設(shè)備為小數(shù)分頻器的數(shù)字部分，按照標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)流程完成從寄存器傳輸級到門級網(wǎng)表的綜合以及用EDA工具