面向TD-LTE-Advanced的壓控振蕩器與小數(shù)分頻器的研究與設計.pdf

1、本文面向TD-LTE-Advanced通信標準，以射頻前端中的頻率綜合器為研究對象，闡明其中壓控振蕩器、小數(shù)分頻器以及自動頻率校準三個模塊的設計。壓控振蕩器為頻率綜合器提供頻率輸出，直接決定了頻率綜合器的調(diào)諧范圍和帶外相位噪聲。小數(shù)分頻器是頻率綜合器能提供多個高精度頻率信號的關鍵和前提。自動頻率校準模塊為壓控振蕩器選擇合適的工作頻帶，它的性能影響著頻率綜合器鎖定時電荷泵的匹配度以及環(huán)路的鎖定時間。
　　 本文首先介紹了TD-LT

2、E-Advanced通信標準以及頻率綜合器的系統(tǒng)指標要求，并分析給出了各個模塊的設計指標。針對壓控振蕩器調(diào)諧范圍和相位噪聲相互制約的矛盾，設計采用了多VCO單片集成結(jié)構(gòu)，其中每個VCO都引入了開關電容陣列，實現(xiàn)寬頻段調(diào)節(jié)。在此基礎上，本文詳細描述了壓控振蕩器電路參數(shù)的優(yōu)化過程，著重介紹了最優(yōu)電感的選擇方法。針對小數(shù)分頻器，設計采用高速二分頻器、可編程分頻器以及sigma-delta調(diào)制器實現(xiàn)小數(shù)分頻功能。其中高速二分頻器采用源級耦合結(jié)構(gòu)

3、，可編程分頻器通過2/3分頻器級聯(lián)的方式實現(xiàn)。仿真結(jié)果表明，高速二分頻器的工作帶寬為3～7GHz，可編程分頻器可以實現(xiàn)44～70范圍內(nèi)連續(xù)整數(shù)分頻比。針對自動頻率校準存在的時序競爭隱患，本文在基于計數(shù)校準方法的基礎上，將所有模塊都設計在參考時鐘的控制下，有效的避免了時序競爭，同時通過對電路時序的改進，引入異步計數(shù)器進行計數(shù)，降低整體功耗的同時避免了由時鐘偏移引入的計數(shù)錯誤。仿真結(jié)果表明，自動頻率校準鎖定時間小于13.8μs。