基于1GHz鎖相環(huán)的頻率合成器的設計與實現.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、頻率合成技術廣泛應用在現在的各類通信器材和電子產品中。在眾多頻率合成的方法中,基于鎖相環(huán)的的方式間接地得到需要的頻率,它可以產生出頻譜干凈又穩(wěn)定的頻率信號,還能同時產生多個不同的頻率值,且占用面積小,易于片上集成。故現已成為頻率合成的主流技術。通過鎖相環(huán)技術,來自壓控振蕩器和參考頻率的噪聲都可以得到抑制。由于越來越多的無線射頻系統(tǒng)提出了嚴苛的要求,比如越來越窄的信道步長、低相噪、更高的輸出頻率、以及更快的穩(wěn)定時間等等。為了滿足這些要求,

2、基于鎖相環(huán)的頻率合成器的設計也越來越具有挑戰(zhàn)性。
  本文研究的第一種基于鎖相環(huán)的頻率合成器是用于由蘋果公司開發(fā)的串行協(xié)議IEEE1394b的物理層實現中的串并轉換電路。基于系統(tǒng)要求,鎖相環(huán)選用三階2型的電荷泵型的結構,輸入參考頻率25MHz,在頻率域推導傳輸函數,建立行為級模型幫助確定環(huán)路參數以及時鐘抖動的仿真測量,最終得到能在5μs內鎖定,并向外提供1GHz、4相差分時鐘信號,以及100MHz方波時鐘信號的鎖相環(huán)芯片。芯片面積

3、(不加 pad)0.12mm2,消耗電流22mA,測試得到的100MHz輸出時鐘周期抖動的均方根值為78.15ps。因為設計者經驗有限,設計過程中不乏欠缺考慮之處,故芯片性能有待改進。
  為了進一步減小帶內噪聲,且在能夠利用已有的電荷泵型鎖相環(huán)環(huán)路的大部分模塊以及行為級模型的前提下,本文又研究了第二類鎖相環(huán)結構——下采樣型鎖相環(huán)。此電路能夠在要求的時間內達到穩(wěn)定并且提供準確的時鐘頻率,仿真顯示帶內噪聲要明顯低于之前的電荷泵型鎖相

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