寬帶高速可編程分頻器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無線通信和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,鎖相環(huán)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。頻率綜合器作為現(xiàn)代接收機(jī)中的關(guān)鍵模塊,為混頻器提供高純度、高精度、穩(wěn)定的本振信號?？删幊谭诸l器是頻率綜合器中一個(gè)重要模塊,它實(shí)現(xiàn)了頻率綜合器輸出頻率的可編程。依據(jù)數(shù)字有線電視單次變頻三波段調(diào)諧器的系統(tǒng)架構(gòu)要求,本文詳細(xì)地分析了可編程分頻器的工作原理和設(shè)計(jì)方法。
　　可編程分頻器處于鎖相環(huán)的反饋環(huán)路上,它的性能直接影響到鎖相環(huán)式頻率綜合器的輸出信號質(zhì)量。根據(jù)

2、調(diào)諧器的性能要求,頻率綜合器必須提供頻率80MHz~900MHz連續(xù)可調(diào)的本振信號,高頻率和寬頻帶給可編程分頻器的設(shè)計(jì)帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于可編程分頻器在宏觀結(jié)構(gòu)上為數(shù)字電路,因此在設(shè)計(jì)上采用了自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法。
　　本文設(shè)計(jì)的可編程分頻器由雙模預(yù)分頻器、可編程計(jì)數(shù)器和吞脈沖計(jì)數(shù)器三個(gè)模塊構(gòu)成。預(yù)分頻器是可編程分頻器中工作頻率最高和功耗最大的模塊,本文詳細(xì)地分析和比較了注入鎖定預(yù)分頻器、相位開關(guān)預(yù)分頻器以及傳統(tǒng)雙模分頻器三

3、種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。其中,注入鎖定分頻器不易于實(shí)現(xiàn)可編程;相位開關(guān)預(yù)分頻器實(shí)現(xiàn)起來電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并且在相位開關(guān)切換時(shí)容易產(chǎn)生毛刺從而產(chǎn)生信號邏輯的混亂。綜合以上各種因素,本設(shè)計(jì)中采用傳統(tǒng)雙模分頻器作為預(yù)分頻器。由于4/5雙模分頻器是實(shí)現(xiàn)16/17雙模分頻器的基本電路,在詳細(xì)分析模4/5電路的工作原理基礎(chǔ)上,給出了基于4/5分頻電路的16/17雙模預(yù)分頻器的具體實(shí)現(xiàn)電路。接著介紹了吞脈沖計(jì)數(shù)器和可編程計(jì)數(shù)的工作原理和它們在整個(gè)可編程分頻器中的

4、作用,給出整體電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
　　在比較TSPC、SCL、Wang和Razavi二分頻電路的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,最終采用SCL結(jié)構(gòu)的二分頻器電路。詳細(xì)分析了SCL結(jié)構(gòu)中D觸發(fā)器的工作原理,并給出了SCL結(jié)構(gòu)的D鎖存器的小信號延時(shí)模型,推導(dǎo)出了D鎖存器的延時(shí)公式。采用Chartered0.35um射頻/混合信號工藝,利用Mentor Graphics公司相應(yīng)的EDA工具優(yōu)化了D觸發(fā)器的設(shè)計(jì)參數(shù),并完成單元電路的設(shè)計(jì)。最后,基于優(yōu)化后