應(yīng)用于GPS接收機(jī)頻率綜合器分頻器的設(shè)計(jì).pdf

1、頻率綜合器在現(xiàn)代無線通信射頻系統(tǒng)，高速模擬數(shù)字電路中有著越來越廣泛的應(yīng)用，目前其工作頻率已經(jīng)擴(kuò)展到幾個(gè)GHz，同時(shí)還要滿足低噪聲，低功耗，快速頻道切換的要求。 分頻器作為頻率綜合器中固定輸出頻率的功能模塊，其工作在最高的頻率上。因此，其性能對(duì)于頻率綜合器的整體性能來說，具有非常重要的影響。對(duì)于一個(gè)應(yīng)用GPS接收機(jī)的振蕩器來說，其輸出頻率大約為3.2GHz，而輸入的參考頻率往往在1MHz左右，因此需要一個(gè)分頻比大概為3200的分頻

2、器。實(shí)現(xiàn)如此龐大的分頻比往往采用多級(jí)的分頻器，即工作在高頻的預(yù)分頻器和工作在低頻的可編程分頻器。而作為分頻器前端的預(yù)分頻器，則決定了分頻器主要的性能，往往成為系統(tǒng)速度與功耗優(yōu)化的瓶頸。 經(jīng)過多年的實(shí)踐，相位切換技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)雙模預(yù)分頻器的主流方法。采用往后切換的方式使得在理論上，切換時(shí)序完全收斂，也不會(huì)有毛刺的產(chǎn)生。因此，其設(shè)計(jì)瓶頸就在于高速切換模塊MUX的設(shè)計(jì)。另外，由于相位切換技術(shù)本身采用的各級(jí)高速分頻器都是基于電流模的結(jié)構(gòu)，

3、因此其靜態(tài)功耗與速度的優(yōu)化也是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)考慮因素。 高速數(shù)字電路作為分頻器的基本電路，其應(yīng)用場(chǎng)合遠(yuǎn)不止這些。對(duì)于一個(gè)典型的GPS接收機(jī)來說，LO buffer模塊也是屬于高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的范疇。而對(duì)于LO buffer模塊而言，其重要的考量，則是足夠大的驅(qū)動(dòng)能力，足夠小的功率消耗與足夠好的噪聲表現(xiàn)。這些都對(duì)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)提出了很高的要求。 本文利用SMIC 0.18μm RFCMOS的工藝，研究了工作在射頻領(lǐng)域的不同

4、結(jié)構(gòu)的高速雙模預(yù)分頻器的性能，并作比較。重點(diǎn)設(shè)計(jì)了一個(gè)工作在3.2GHz，分頻比可以達(dá)到31/32的雙模預(yù)分頻器。電路采用2.0V電壓源，在典型溫度50oC下，前仿和版圖后仿真均表明，其最大的工作頻率可以在4.5GHz左右，而且功耗相對(duì)穩(wěn)定在3.5mA以內(nèi)。同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)應(yīng)用于GPS系統(tǒng)的LO buffer電路。其結(jié)構(gòu)采用了一級(jí)高速/2分頻器與兩級(jí)緩沖器，加入實(shí)際版圖中的長距離金屬連線后聯(lián)合仿真，結(jié)構(gòu)表明在3.2GHz頻率和50oC標(biāo)準(zhǔn)