低電壓小數(shù)分頻器設(shè)計.pdf

1、小數(shù)鎖相環(huán)具有頻率分辨率高、切換速度快、相位噪聲低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在射頻芯片中。低電壓小數(shù)鎖相環(huán)可以服務(wù)于極低功耗的無線通信模塊。小數(shù)分頻器最高工作頻率受到低電源電壓的限制，是實現(xiàn)低電壓鎖相環(huán)的瓶頸和關(guān)鍵。
　　論文的主要工作是設(shè)計應(yīng)用于GPS接收機中的低電壓小數(shù)分頻器。論文首先綜述小數(shù)分頻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，系統(tǒng)闡述小數(shù)分頻的工作原理、分頻器和∑△調(diào)制器的常用架構(gòu)，并根據(jù)小數(shù)鎖相環(huán)的系統(tǒng)模型，分析小數(shù)分頻器相位噪聲的傳遞過程。論文設(shè)

2、計的低電壓多?？删幊谭诸l器整體基于TSPC結(jié)構(gòu)，提出了一種新型的2/3分頻單元和8/9預(yù)分頻電路。其中2/3分頻單元采用E-TSPC結(jié)構(gòu)，僅通過一個模式控制開關(guān)管實現(xiàn)2分頻模式下電路的部分關(guān)斷，在保證工作速度的同時降低功耗;8/9預(yù)分頻電路通過對模式控制信號重新定時避免反饋延遲對工作速度的限制，實現(xiàn)最高工作頻率同第一級2/3分頻單元相當。論文根據(jù)∑△調(diào)制器的優(yōu)化技術(shù)，提出一種綜合改進方案，采用總線分割結(jié)構(gòu)，將16位輸入分為高10位和低6

3、位;其中低6位通過一階調(diào)制器后同高10位相加，作為三階MASH調(diào)制器的輸入，該三階MASH結(jié)構(gòu)將前級的量化噪聲和輸出信號同時傳遞給后級，保證輸出序列的隨機性，同時減少其硬件開銷。
　　論文基于TSMC0.13μm CMOS工藝，完成了小數(shù)分頻器的原理圖和版圖設(shè)計，并進行了數(shù)模混合仿真及測試驗證。后仿結(jié)果表明在0.7V電源電壓下，相位噪聲優(yōu)于-161dBc@1MHz，整體電路消耗電流小于0.269mA。測試結(jié)果表明小數(shù)分頻器工作范圍