多模多標(biāo)準(zhǔn)射頻接收機中小數(shù)分頻器和AFC的設(shè)計.pdf

1、DesignofFractionalFrequencyDividerandAutomaticFrequencyCalibrationforMultimodeMultistandardReceiverAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLuoTingSupervisedbyProfessorFanXiangningI

2、nstituteofI江&0EICSSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityMarch2016摘要摘要無線通信技術(shù)的高速發(fā)展和數(shù)據(jù)流量的不斷提升，對系統(tǒng)的性能和集成度提出了日趨嚴苛的要求，而在一個芯片上集成多種模式的無線通信系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景，因此支持多模式多標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)機成為了人們的研究熱點。而高精度、高頻譜純度和寬輸出頻率范圍的頻率綜合器對多模式多標(biāo)

3、準(zhǔn)射頻收發(fā)機具有重要意義。本文將對小數(shù)分頻器和自動頻率校準(zhǔn)頻率綜合器中必不可少的模塊進行研究與設(shè)計。本文首先介紹了小數(shù)頻率綜合器的基本原理，分析了各個子模塊及其線性模型，推導(dǎo)了鎖相環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并且根據(jù)線性模型研究了鎖相環(huán)環(huán)路的穩(wěn)定性和相位噪聲模型。在此基礎(chǔ)上，完成了一個寬帶小數(shù)頻率綜合器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)指標(biāo)要求設(shè)計了小數(shù)分頻器，主要包括高速二分頻器、05步進可編程分頻器和△∑調(diào)制器。高速二分頻器使用電流模邏輯實現(xiàn)，在進行二分頻

4、的同時生成四相正交本振信號。05步進的分頻比由05步進可編程分頻器中的相位切換電路實現(xiàn)，而整數(shù)可編程分頻器由2／3分頻器級聯(lián)實現(xiàn)?！鳌普{(diào)制器采用了改進結(jié)構(gòu)的MASHl11結(jié)構(gòu)，能夠增加輸出序列長度以減小小數(shù)雜散，AZ調(diào)制器使用半定制的設(shè)計方法實現(xiàn)。另外還設(shè)計了基于頻率比較法的自動頻率校準(zhǔn)單元以實現(xiàn)最優(yōu)控制字搜索和環(huán)路帶寬校準(zhǔn)。最優(yōu)控制字通過二進制搜索和最小值比較來實現(xiàn)，環(huán)路帶寬校準(zhǔn)則通過測量實際壓控振蕩器的調(diào)諧增益來調(diào)節(jié)電荷泵的電流以使

5、環(huán)路帶寬近似為常數(shù)。小數(shù)分頻器和自動頻率校準(zhǔn)單元基于TSMC018I，tmRFCMOS工藝下進行了設(shè)計，包含焊盤的小數(shù)分頻器版圖總面積為10ram058mm，自動頻率校準(zhǔn)單元面積為017mm018mm，后仿真結(jié)果表明：在最差情況下小數(shù)分頻器能夠在04GHz～8GHz頻率范圍內(nèi)正常分頻，且分頻比范圍為121～1016，總電流為951mA，滿足設(shè)計指標(biāo)要求。而自動頻率校準(zhǔn)單元的平均工作電流小于O5mA，頻率分辨率為5MHz，總校準(zhǔn)時間為16