應(yīng)用于OFDM UWB系統(tǒng)的高速分頻器研究與設(shè)計.pdf

1、在短距離高速無線通信領(lǐng)域,超寬帶(Ultra-wideband,UWB)技術(shù)以其高達百Mbps的傳輸速率吸引了工業(yè)界及學術(shù)界的廣泛關(guān)注和積極研究。作為當前超寬帶技術(shù)的主流標準,基于多邊帶頻分復(fù)用(MultiBandOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,MB-OFDM)的技術(shù)方案將整個超寬帶3.1-10.6GHz的頻譜劃分為14個間隔為528MHz的子邊帶,并通過頻率綜合器來產(chǎn)生各邊帶間切換所需的

2、載波信號。
　　 在基于鎖相環(huán)的頻率綜合器中,分頻器是其中一個非常關(guān)鍵的模塊。尤其是工作在最高頻率的第一級分頻器,其所消耗的功耗也占整個綜合器功耗的較大比例。而且,隨著分頻器工作頻率的上升,其所消耗的功耗也急劇增加。設(shè)計一個高速低功耗的分頻器依舊是射頻集成電路領(lǐng)域的一件有挑戰(zhàn)性的工作。本文主要研究的內(nèi)容為應(yīng)用于超寬帶頻率綜合器系統(tǒng)的高速分頻器。
　　 本文首先全面的總結(jié)和比較了當前各種分頻器結(jié)構(gòu)的分頻原理,性能優(yōu)缺點及各

3、自的電路實現(xiàn)。這些結(jié)構(gòu)包括雙模,多模,分數(shù)分頻等數(shù)字分頻器及再生型,注入鎖定型和源級耦合型的模擬分頻器。
　　 其次,對于應(yīng)用于UWB“模式一”系統(tǒng)的頻率綜合器,根據(jù)各種分頻器的結(jié)構(gòu)特點,本文采用Jazz0.18-umRFCMOS工藝設(shè)計了一個分頻比為176的分頻器鏈路。該鏈路包括了四級的源級耦合二分頻器,一級TSPC數(shù)字二分頻器和一級11分頻的異步分頻器,整個鏈路實現(xiàn)了從4.224GHz的射頻信號到24MHz數(shù)字信號的分頻。在

4、1.8V電源電壓下,整個分頻器鏈路的功耗為9.5mA。測試結(jié)果表明,該鏈路能穩(wěn)定的為頻率綜合器實現(xiàn)分頻功能,這為頻率綜合器的鎖定奠定了重要基礎(chǔ)。
　　 最后,對于UWB的高頻段應(yīng)用,本文采用Jazz0.18-umRFCMOS工藝設(shè)計了一個注入鎖定型的二分頻器。通過對注入方式的創(chuàng)新改進及對傳統(tǒng)調(diào)諧方法的應(yīng)用,該注入鎖定分頻器實現(xiàn)了鎖定范圍這一重要性能指標的突破,在較低的功耗下實現(xiàn)了較大的頻率鎖定范圍(6.23-11.08GHz)。