紅外圖像處理芯片中頻率綜合器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、紅外成像具有作用距離遠(yuǎn)、抗干擾性好、穿透煙塵霧霾能力強(qiáng)、可全天候、全天時(shí)工作等優(yōu)點(diǎn)，在軍用和民用領(lǐng)域都得到了極為廣泛的應(yīng)用，而最終成像系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值取決于能否對(duì)圖像信息進(jìn)行充分的提取與利用。本文所設(shè)計(jì)的頻率綜合器就是應(yīng)用于一款基于SOC技術(shù)架構(gòu)的圖像處理芯片，作為其中的關(guān)鍵模塊，提供讀取紅外焦平面陣列數(shù)據(jù)時(shí)所需的時(shí)鐘。
　　本文從分析鎖相式頻率合成器的工作原理出發(fā)，對(duì)其體系結(jié)構(gòu)及各個(gè)模塊都進(jìn)行了行為建模與分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)

2、設(shè)計(jì)，對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且分析了系統(tǒng)的噪聲來(lái)源同時(shí)提出了減小壓控振蕩器噪聲的方法。
　　接下來(lái)根據(jù)系統(tǒng)所要求的功能和性能設(shè)計(jì)了應(yīng)用于紅外圖像處理芯片的頻率合成器，通過(guò)輸入分頻器、輸出分頻器和可編程分頻器實(shí)現(xiàn)了頻率的數(shù)字可編程調(diào)整；同時(shí)，通過(guò)兩輸出時(shí)鐘和D觸發(fā)器延遲實(shí)現(xiàn)了相位的偏移。具體設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電路：使用有延遲單元的鑒頻鑒相器來(lái)消除死區(qū)；使用差分結(jié)構(gòu)的電荷泵、雙環(huán)路濾波器結(jié)構(gòu)和差分信號(hào)控制的壓控振蕩器來(lái)盡可能的減小壓控

3、振蕩器控制信號(hào)上的噪聲，優(yōu)化了輸出時(shí)鐘性能；采用隨分頻器系數(shù)逐級(jí)遞增充電電容的鎖定檢測(cè)電路來(lái)保證鎖定檢測(cè)信號(hào)能夠可靠、準(zhǔn)確的輸出。
　　最后給出了在GSMC0.18μm1P5M CMOS混合信號(hào)工藝下，各個(gè)模塊以及整體的仿真波形及版圖。電路最終實(shí)現(xiàn)了2MHz-13.5MHz的時(shí)鐘輸出，以步長(zhǎng)1/16MHz為單位進(jìn)行變化，且能夠以1/16周期為步長(zhǎng)進(jìn)行相位偏移。在典型情況TT、1.8V電源電壓、溫度25℃時(shí)，輸出3MHz的時(shí)鐘周期抖