頻率綜合器相位噪聲分析及全差分電荷泵設(shè)計(jì).pdf

1、本文以應(yīng)用于電視調(diào)諧器中的分?jǐn)?shù)分頻頻率綜合器為出發(fā)點(diǎn)，從系統(tǒng)、電路和環(huán)路相位噪聲優(yōu)化三個(gè)方面對(duì)頻率綜合器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入分析和研究。本文的研究目的主要有兩點(diǎn)，(1)頻率綜合器相位噪聲分析模型的建立；(2)如何降低頻率綜合器的雜散。 本文首先在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面采用了基于穩(wěn)定性優(yōu)化方法設(shè)計(jì)了四階鎖相系統(tǒng)，歸納總結(jié)了四階鎖相系統(tǒng)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)及具體流程。 其次在電路設(shè)計(jì)方面，為了提高頻率綜合器的雜散抑制性能，本文提出了一種高電流匹

2、配性的寬輸出擺幅全差分電荷泵電路及軌到軌輸入共模電平范圍的共模負(fù)反饋電路，同時(shí)又設(shè)計(jì)了一種輸出信號(hào)完全對(duì)稱的鑒頻鑒相器來(lái)有效地克服時(shí)鐘效應(yīng)對(duì)電荷泵性能的影響。采用新電路結(jié)構(gòu)的頻率綜合器的雜散抑制性能比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高了18dB。 本文還對(duì)鎖相環(huán)路的輸出相位噪聲進(jìn)行了分析、建模和優(yōu)化。分析推導(dǎo)了各個(gè)模塊電路的輸出等效噪聲的解析表達(dá)式。帶內(nèi)相位噪聲的測(cè)試結(jié)果和計(jì)算值相當(dāng)接近，驗(yàn)證了噪聲分析模型的準(zhǔn)確性。 最后，根據(jù)電纜電視調(diào)諧器

3、的系統(tǒng)指標(biāo)，我們?cè)赟MIC 0.18μm Mixed-signal 1P6M CMOS工藝下設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)單片集成的分?jǐn)?shù)分頻頻率綜合器。測(cè)試結(jié)果表明，電路的輸出頻率范圍可達(dá)1050MHz-1150MHz，頻率分辨率小于3KHz，環(huán)路鎖定時(shí)間小于80μs。10KHz頻偏處的相噪值為-71dBc/Hz，100KHz頻偏處的相噪值為-82dBc/Hz，1MHz頻偏處的相噪值為-110dBc/Hz。參考雜散小于-60dBc，分?jǐn)?shù)雜散在頻偏4M