適用于無線局域網(wǎng)的可編程分頻器設(shè)計.pdf

1、在集成電路產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的推動下，無線通信技術(shù)發(fā)生著日新月異的變化，各種協(xié)議與
　　 應(yīng)用層出不窮。無線局域網(wǎng)也隨之向安全性能越來越高，傳輸速率越來越快，質(zhì)量可靠性越
　　 來越好的方向發(fā)展?；陔姾杀面i相環(huán)（CPPLL）頻率合成器是WLAN 射頻收發(fā)信機(jī)的基
　　 本模塊之一，為現(xiàn)代通信系統(tǒng)提供高純度、高頻率、高穩(wěn)定度、可編程的本振信號。
　　 分頻器是電荷泵鎖相環(huán)頻率合成器一個非常關(guān)鍵的組成部分，位于其

2、反饋回路中。由于
　　 壓控振蕩器的輸出直接接入分頻器，工作在最高頻率的雙模前置分頻器，它的功耗占整個頻
　　 率合成器功耗的較大部分。隨著現(xiàn)代通信系統(tǒng)工作頻率的不斷升高，其功耗也急劇增加。因
　　 此，對于射頻集成電路工作者來說設(shè)計一個高速、低功耗的分頻器仍是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文研
　　 究的主要內(nèi)容是應(yīng)用于WLAN的低功耗可編程分頻器設(shè)計。
　　 可編程分頻器從宏觀上屬于數(shù)字電路，它由雙模前置預(yù)分

3、頻器，吞脈沖計數(shù)器和可編程
　　 計數(shù)器組成。作為分頻器前端的雙模前置分頻器決定了分頻器的主要性能，已經(jīng)成為優(yōu)化系
　　 統(tǒng)速度和功耗的瓶頸。本文首先分析各種預(yù)分頻器的優(yōu)缺點(diǎn)。模擬結(jié)構(gòu)單模分頻，設(shè)計難度
　　 大。相位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的雙模切換是利用不同相位的同頻信號之間轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)，它的優(yōu)點(diǎn)是功耗
　　 低，但在相位開關(guān)切換時容易產(chǎn)生毛刺，使信號邏輯混亂，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。傳統(tǒng)雙模前置分
　　 頻器結(jié)構(gòu)簡單，

4、可能發(fā)生的故障點(diǎn)少?？紤]到實際電路的需要，本文采用傳統(tǒng)雙模前置分頻
　　 器結(jié)構(gòu)，基于4/5分頻電路的32/33 雙模前置分頻器，對其進(jìn)行低功耗優(yōu)化設(shè)計。隨后分析
　　 吞脈沖計數(shù)器和可編程計數(shù)器的工作原理，給出整個可編程分頻器的拓?fù)鋱D。
　　 二分頻器是整個分頻器的最基本組成單元。在分析各種二分頻電路的基礎(chǔ)上，本文采用
　　 SCL 結(jié)構(gòu)。隨后對SCL 電路進(jìn)行詳細(xì)的分析，給出了SCL D 鎖存器的小信

5、號模型并推導(dǎo)出
　　 其延遲公式，最后在優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上給出了D 觸發(fā)器的電路圖。
　　 本文的新穎點(diǎn)在32/33 雙模前置分頻器上，設(shè)計不以追求高速度為唯一目標(biāo)，是讓其正
　　 確工作在WLAN802.11a.b 頻率覆蓋范圍的基礎(chǔ)上盡可能的降低其功耗。采用TSMC 90nm
　　 1P9M CMOS 工藝，利用Mentor Graphics Eldo對其進(jìn)行仿真，在輸入頻率為5.8GHz時，功