Sigma-Delta分數(shù)頻率合成器研究與設計.pdf

1、頻率合成器是無線通信中射頻前端的主要構件模塊之一，性能直接決定射頻接收機的頻率選擇性。本文以3G通信為應用目標，研究了基于Sigma-Delta調制技術的分數(shù)頻率合成器的相關問題。本文首先闡明了采用Sigma-Delta調制技術實現(xiàn)分數(shù)頻率合成器的意義，介紹了常用來刻畫合成器性能的規(guī)格參數(shù)，以及不同表述形式的具有相同意義的規(guī)格參數(shù)之間的聯(lián)系和轉換方法。Sigma-Delta調制器內置的非線性使得其理論研究存在困難。
　　 本文在

2、研究一般Sigma-Delta調制器的極限環(huán)特征和穩(wěn)定性基礎之上，主要研究了適合分數(shù)頻率合成器應用的三階Sigma-Delta調制器的極限環(huán)特征和穩(wěn)定性。合成器環(huán)路的非線性會將Sigma-Delta調制器的輸出高頻噪聲折疊到低頻，降低合成器輸出帶內相位噪聲，文中所提出了加權熵分析方法，能夠簡單有效判斷Sigma-Delta調制器對環(huán)路非線性的靈敏程度。環(huán)路濾波器是單片集成頻率合成器的面積瓶頸，在研究雙路徑濾波器和電容值倍乘技術的基礎上，

3、結合二者優(yōu)點提出了隱式雙路徑濾波器結構，在減少面積基礎上改善了環(huán)路濾波器性能。此外，由于采用跨導增強技術，使得濾波器低頻輸出噪聲性能和可適用頻率范圍大大改善。
　　 本文通過研究相位切換雙模預分頻器的結構，提出了對相位切換雙模預分頻器進行改造直接實現(xiàn)多模分頻的方法，采用反向開關策略，消除了分頻器的輸出毛刺問題，使得多模分頻器更為簡單、可靠。壓控振蕩器是頻率合成器中的關鍵模塊，其相位噪聲直接影響合成器的輸出相位噪聲。相/頻檢測器和

4、電荷泵存在許多非理想因素如死區(qū)、電流失配等，影響合成器輸出帶內噪聲，需要對眾多改善技術進行比較研究，選擇適合本文應用的技術。為了分析和驗證合成器整體性能，需要建立分析模型。文中分別為合成器建立獨立的頻域和時域模型。頻域模型以M.H.Perrott 模型為基礎，通過擴展使其更具開放性，除了能分析相位噪聲還能分析其它非理想特性的影響，同時還能接受其它仿真器的部分仿真結果，用以驗證整個合成器性能。時域模型采用事件驅動方式建立，破除了仿真精度和