寬帶CMOS分數(shù)頻率合成器的研究與實現(xiàn).pdf

1、分數(shù)鎖相環(huán)型頻率合成器的輸出頻率可以是輸入?yún)⒖夹盘栴l率的分數(shù)倍，解決了整數(shù)鎖相環(huán)型頻率合成器中頻率分辨率與建立時間、相位噪聲、參考雜散之間的矛盾，能更好的滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)的要求，因此得到廣泛應(yīng)用。另外，隨著移動終端的多模多頻化，要求射頻收發(fā)機中的頻率合成器輸出信號具有很寬的頻率范圍，能同時應(yīng)用于多個頻段、多個標(biāo)準。因此，研究寬帶分數(shù)頻率合成器具有十分重要的意義，本文著重于2.4GHz頻段寬帶低功耗分數(shù)鎖相環(huán)型頻率合成器的研究與設(shè)計。

2、r>　　 本文根據(jù)2.4GHz無線頻段的應(yīng)用情況，確立了兼顧相位噪聲性能的低功耗、寬調(diào)諧范圍的頻率合成器為研究重點。在綜述了△∑分數(shù)鎖相環(huán)型頻率合成器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上重點開展了如下工作:1)寬帶分數(shù)頻率合成器系統(tǒng)設(shè)計與驗證:采用雙LC壓控振蕩器切換的方式覆蓋1.8GHz～3.0GHz的調(diào)諧范圍，采用20比特MASH1-1-1調(diào)制器實現(xiàn)38Hz的頻率分辨率，采用可編程電荷泵補償壓控振蕩器調(diào)諧增益和分頻比的變化;分析了鎖相環(huán)型頻率合成器環(huán)

3、路參數(shù)的設(shè)計方法。2）設(shè)計了一個調(diào)諧范圍覆蓋1.8GHz～3.0GHz的寬帶LC壓控振蕩器;提出了一種抑制閃爍噪聲上變頻為相位噪聲的LC壓控振蕩器結(jié)構(gòu)，在LC壓控振蕩器的交叉耦合管漏極插入電阻，降低了交叉耦合管對諧振回路Q值的影響，從而降低了交叉耦合管中閃爍噪聲上變頻為相位噪聲的增益，并且插入的電阻不受偏置電流和閾值電壓的約束，也不會影響壓控振蕩器的振蕩幅度和相位噪聲，仿真結(jié)果驗證了該結(jié)構(gòu)的可行性，基于提出的VCO結(jié)構(gòu)，設(shè)計了抑制閃爍噪

4、聲上變頻的寬帶VCO電路。3）分析了常用的△∑調(diào)制器結(jié)構(gòu)，并設(shè)計了一種高速的20比特MASH1-1-1調(diào)制器;提出了一種電流可控的高速2/3分頻電路結(jié)構(gòu)，通過在傳統(tǒng)2/3分頻器的尾電流和負載端引入開關(guān)及其它一些輔助電路，實現(xiàn)了高速、電流可控的2/3分頻功能;基于提出的2/3分頻電路結(jié)構(gòu)，提出了一種基于2/3分頻單元的低功耗多模分頻器結(jié)構(gòu)，通過動態(tài)控制多模分頻器中2/3分頻單元的電流，大大降低了多模分頻器的功耗;基于提出的2/3分頻電路結(jié)

5、構(gòu)和低功耗多模分頻器結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一種11級2/3分頻單元級聯(lián)的多模分頻器，此分頻器可節(jié)省功耗39％以上，驗證了所提出2/3分頻電路結(jié)構(gòu)和分頻器結(jié)構(gòu)的可行性;進一步設(shè)計了應(yīng)用于寬帶分數(shù)鎖相環(huán)型頻率合成器的6級2/3分頻單元級聯(lián)寬分頻比范圍多模分頻器，該分頻器通過擴展分頻比范圍，使得分頻比范圍覆蓋32～127，此分頻器可節(jié)省功耗30％以上。4）基于CSM（Chartered）0.18μmRFCMOS工藝，實現(xiàn)了一款中心頻率為2.4GHz、調(diào)