低電壓小數(shù)分頻器設(shè)計(jì).pdf

1、小數(shù)鎖相環(huán)具有頻率分辨率高、切換速度快、相位噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在射頻芯片中。低電壓小數(shù)鎖相環(huán)可以服務(wù)于極低功耗的無線通信模塊。小數(shù)分頻器最高工作頻率受到低電源電壓的限制，是實(shí)現(xiàn)低電壓鎖相環(huán)的瓶頸和關(guān)鍵。
　　論文的主要工作是設(shè)計(jì)應(yīng)用于GPS接收機(jī)中的低電壓小數(shù)分頻器。論文首先綜述小數(shù)分頻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，系統(tǒng)闡述小數(shù)分頻的工作原理、分頻器和∑△調(diào)制器的常用架構(gòu)，并根據(jù)小數(shù)鎖相環(huán)的系統(tǒng)模型，分析小數(shù)分頻器相位噪聲的傳遞過程。論文設(shè)

2、計(jì)的低電壓多模可編程分頻器整體基于TSPC結(jié)構(gòu)，提出了一種新型的2/3分頻單元和8/9預(yù)分頻電路。其中2/3分頻單元采用E-TSPC結(jié)構(gòu)，僅通過一個(gè)模式控制開關(guān)管實(shí)現(xiàn)2分頻模式下電路的部分關(guān)斷，在保證工作速度的同時(shí)降低功耗;8/9預(yù)分頻電路通過對(duì)模式控制信號(hào)重新定時(shí)避免反饋延遲對(duì)工作速度的限制，實(shí)現(xiàn)最高工作頻率同第一級(jí)2/3分頻單元相當(dāng)。論文根據(jù)∑△調(diào)制器的優(yōu)化技術(shù)，提出一種綜合改進(jìn)方案，采用總線分割結(jié)構(gòu)，將16位輸入分為高10位和低6

3、位;其中低6位通過一階調(diào)制器后同高10位相加，作為三階MASH調(diào)制器的輸入，該三階MASH結(jié)構(gòu)將前級(jí)的量化噪聲和輸出信號(hào)同時(shí)傳遞給后級(jí)，保證輸出序列的隨機(jī)性，同時(shí)減少其硬件開銷。
　　論文基于TSMC0.13μm CMOS工藝，完成了小數(shù)分頻器的原理圖和版圖設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了數(shù)模混合仿真及測試驗(yàn)證。后仿結(jié)果表明在0.7V電源電壓下，相位噪聲優(yōu)于-161dBc@1MHz，整體電路消耗電流小于0.269mA。測試結(jié)果表明小數(shù)分頻器工作范圍