頻率綜合器中關(guān)鍵模塊的設(shè)計.pdf

1、頻率綜合器用來提供穩(wěn)定的本振頻率，在收發(fā)機系統(tǒng)中至關(guān)重要。本文將對頻率綜合器中的關(guān)鍵模塊:鑒頻鑒相器、電荷泵和可編程分頻器進(jìn)行分析和設(shè)計。本文首先介紹了頻率綜合器的理論基礎(chǔ)、發(fā)展現(xiàn)狀和動態(tài)以及實現(xiàn)方式，其次確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為電荷泵型鎖相環(huán)整數(shù)分頻頻率綜合器，最后分別對幾個關(guān)鍵模塊進(jìn)行理論分析、設(shè)計和仿真。
　　本文設(shè)計的鑒頻鑒相器采用邊沿觸發(fā)式結(jié)構(gòu)，通過選擇TSPC結(jié)構(gòu)D觸發(fā)器，優(yōu)化門電路，設(shè)計延時單元，使得鑒頻鑒相器具有低功耗，結(jié)構(gòu)

2、簡單，并且可以在鑒相精度無死區(qū)的情況下保持寬的鑒相范圍。本文設(shè)計的電荷泵通過采用誤差運算放大器結(jié)構(gòu)、選擇MOS開關(guān)的位置和使用一個電流源提供充放電電流減小了電流失配，通過合理選擇工作電流減小了電荷泵產(chǎn)生的相位噪聲的影響。本文設(shè)計的整數(shù)可編程分頻器采用脈沖吞咽式結(jié)構(gòu)，16/17雙模分頻器中同步4/5分頻器中的D觸發(fā)器采用CML結(jié)構(gòu)，異步4分頻器中的D觸發(fā)器采用TSPC結(jié)構(gòu)，使得雙模分頻器滿足了高頻低功耗的要求。16/17雙模分頻器的帶寬拓

3、展的優(yōu)化設(shè)計使得可編程分頻器的最高工作頻率為8.8GHz左右。
　　本文設(shè)計基于TSMC0.13μm CMOS工藝，完成流片，給出各個模塊的測試方案。后仿真結(jié)果表明:在1.2V電源電壓下，鑒頻鑒相器無死區(qū)，鑒相范圍為(-1.99π，1.99π);電荷泵的工作電流在100到700μA之間可調(diào)節(jié)，輸出電壓在(0.2V，1.1V)范圍內(nèi)，電流失配為0.047％，相位裕度大于60°;可編程分頻器能夠在最高工作頻率8.8GHz時實現(xiàn)正確的分