Sigma-Delta分?jǐn)?shù)頻率合成器研究與設(shè)計(jì).pdf

1、頻率合成器是無(wú)線通信中射頻前端的主要構(gòu)件模塊之一，性能直接決定射頻接收機(jī)的頻率選擇性。本文以3G通信為應(yīng)用目標(biāo)，研究了基于Sigma-Delta調(diào)制技術(shù)的分?jǐn)?shù)頻率合成器的相關(guān)問(wèn)題。本文首先闡明了采用Sigma-Delta調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)頻率合成器的意義，介紹了常用來(lái)刻畫合成器性能的規(guī)格參數(shù)，以及不同表述形式的具有相同意義的規(guī)格參數(shù)之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換方法。Sigma-Delta調(diào)制器內(nèi)置的非線性使得其理論研究存在困難。
　　 本文在

2、研究一般Sigma-Delta調(diào)制器的極限環(huán)特征和穩(wěn)定性基礎(chǔ)之上，主要研究了適合分?jǐn)?shù)頻率合成器應(yīng)用的三階Sigma-Delta調(diào)制器的極限環(huán)特征和穩(wěn)定性。合成器環(huán)路的非線性會(huì)將Sigma-Delta調(diào)制器的輸出高頻噪聲折疊到低頻，降低合成器輸出帶內(nèi)相位噪聲，文中所提出了加權(quán)熵分析方法，能夠簡(jiǎn)單有效判斷Sigma-Delta調(diào)制器對(duì)環(huán)路非線性的靈敏程度。環(huán)路濾波器是單片集成頻率合成器的面積瓶頸，在研究雙路徑濾波器和電容值倍乘技術(shù)的基礎(chǔ)上，

3、結(jié)合二者優(yōu)點(diǎn)提出了隱式雙路徑濾波器結(jié)構(gòu)，在減少面積基礎(chǔ)上改善了環(huán)路濾波器性能。此外，由于采用跨導(dǎo)增強(qiáng)技術(shù)，使得濾波器低頻輸出噪聲性能和可適用頻率范圍大大改善。
　　 本文通過(guò)研究相位切換雙模預(yù)分頻器的結(jié)構(gòu)，提出了對(duì)相位切換雙模預(yù)分頻器進(jìn)行改造直接實(shí)現(xiàn)多模分頻的方法，采用反向開關(guān)策略，消除了分頻器的輸出毛刺問(wèn)題，使得多模分頻器更為簡(jiǎn)單、可靠。壓控振蕩器是頻率合成器中的關(guān)鍵模塊，其相位噪聲直接影響合成器的輸出相位噪聲。相/頻檢測(cè)器和

4、電荷泵存在許多非理想因素如死區(qū)、電流失配等，影響合成器輸出帶內(nèi)噪聲，需要對(duì)眾多改善技術(shù)進(jìn)行比較研究，選擇適合本文應(yīng)用的技術(shù)。為了分析和驗(yàn)證合成器整體性能，需要建立分析模型。文中分別為合成器建立獨(dú)立的頻域和時(shí)域模型。頻域模型以M.H.Perrott 模型為基礎(chǔ)，通過(guò)擴(kuò)展使其更具開放性，除了能分析相位噪聲還能分析其它非理想特性的影響，同時(shí)還能接受其它仿真器的部分仿真結(jié)果，用以驗(yàn)證整個(gè)合成器性能。時(shí)域模型采用事件驅(qū)動(dòng)方式建立，破除了仿真精度和