【摘要】：隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展和通信設(shè)備的快速更新,將多種模式的無線通信系統(tǒng)在單個芯片上高度集成已經(jīng)成為大勢所趨,而多模多標(biāo)準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)是其中至關(guān)重要的技術(shù)。其中,頻率綜合器為發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩端提供本振信號,對多模式多標(biāo)準(zhǔn)射頻收發(fā)機(jī)具有重要意義。所以,頻率綜合器性能的好與壞直接關(guān)系到整個收發(fā)機(jī)是否能實現(xiàn)正確的數(shù)據(jù)通信。本論文設(shè)計的分?jǐn)?shù)分頻器就是多模多標(biāo)準(zhǔn)頻率綜合器中至關(guān)重要的模塊。本文首先對設(shè)計的分?jǐn)?shù)分頻器進(jìn)行各模塊的詳細(xì)設(shè)計與分析,主要包括三個模塊,分別為高速二分頻器、0.5步進(jìn)可編程分頻器和△-∑調(diào)制器。第一級為高速二分頻器,是電路中工作頻率最高的模塊。高速二分頻器采用電流模邏輯,工作頻率范圍達(dá)到lGHz～8GHz,輸出為四相正交的本振信號。0.5步進(jìn)可編程分頻器包括相位切換電路和整數(shù)可編程分頻器兩部分。前者主要完成0.5步進(jìn),通過切換四分頻器輸出的八個信號實現(xiàn)0.5的精度。后者控制整數(shù)分頻比范圍,通過將五個2/3分頻器級聯(lián)實現(xiàn)整數(shù)分頻。另外還在級聯(lián)中加入了邏輯門,對分頻比進(jìn)行了擴(kuò)展,實現(xiàn)8-63的分頻比范圍。△-∑調(diào)制器通過半定制的方法實現(xiàn),其電路采用MASH1-1-1結(jié)構(gòu)并做了改進(jìn),增加了輸出序列長度,減小了小數(shù)雜散。本分?jǐn)?shù)分頻器設(shè)計采用TSMC0.18μmRFCMOS工藝,整體的版圖面積為950μm×530μm(包含焊盤)。后仿真結(jié)果表明:在1.8V電源電壓下,分?jǐn)?shù)分頻器能夠?qū)崿F(xiàn)0.5GHz～8.6GHz頻率范圍內(nèi)正常分頻,分頻比范圍為65～502,總電流9.10mA,滿足設(shè)計指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN772
【圖文】：

藝角－４５°Ｃ環(huán)境下進(jìn)行功能仿真，檢測其最高工作頻率（最差情況）。逡逑設(shè)置電源電壓１．８Ｖ，時鐘輸入端加頻率為８ＧＨｚ，幅度為０．２Ｖ，直流偏置為１．６Ｖ的正弦波，仿真結(jié)果如逡逑圖３－８邋（ａ），第一行為分頻后輸出波形，第二行為分頻后輸出波形的頻率曲線。輸出波形穩(wěn)定后，信號頻率逡逑為４ＧＨｚ，峰峰值約０．４Ｖ。所以，當(dāng)高速二分頻電路工作頻率為指標(biāo)中上限頻率時，電路分頻功能正確。逡逑１９－１邋／ｂｕｔ邋邐邐逡逑￡：：｜邐r>哪，逡逑ＪｉＭｉｌｌ邋１１邋：邋ｉ邋ｉ邋Ｉ逡逑（ｔｒｅａ邋＇？ｃ／Ｄｕｒｉ＂邋Ｊｅｓｕｉｔ邋＂ｔｒａｎ－ｔｒａｎ－）邋＂ｎｓｉｎｇ＇邐＂ｔｉｍｓ＂邋＾ｍｏｄｅ邋ｌ，ａｕｔ0－邋＾ｎｒｅｓｈｏｉｄ邋．．邋ｉ邋逡逑＾８－°ｉ邐１逡逑Ｉ７兮逡逑＾６．０：邋｜邋？？逡逑Ｉ５．０；邋ｓ邋邐逡逑＾邋４．ＣＨ邐？邐逡逑？．邋１邋＊￣邋■邐１邐■邋１邋■邋■邋１邋■邋１邋■邋■邋■邋１逡逑２．０邐４．０邐６．０邐８．０邐１０．０逡逑（ａ）輸入頻率為８ＧＨｚ逡逑ｉ．８５４７0ｕｎｎ邐邐————邐邐—１逡逑ｆ邋Ｈｉ：；．邋ｉｌｆｌｌｌｌｉｌｓ逡逑１１．０＾邋Ｃｌｒｅｃｉ邋ｖ？：７？ｕｔｒ邋．＾ｒｅｓｕｉ？邋＂ｔｒａｎ－ｔｒａｎ＂）邋Ｔｉｓｉｎｇ＂邋？ｘＮａｍｅ邋－ｔ

圖３－２２相位切換電路功能前仿真結(jié)果逡逑程分頻器中，邏輯控制模塊控制著相位切換的次數(shù)，是非常關(guān)鍵的一個模塊。接下行功能仿真，結(jié)果如圖３－２３。電路為了避免切換后信號有毛刺，采用的向前切換方式，０°—…４４５°－＞０°的順序進(jìn)行切換，即Ｓ７—Ｓ６４…４Ｓ１４Ｓ０。因為任何時刻只有一路信個控制信號中只有一個為高電平（高電平有效）。從圖３－２３可以看出，控制信號每Ｉｎｓ程分頻器電路的邏輯控制模塊功能正確。逡逑整數(shù)分頻器部分，由于其工作頻率較低，主要確定其分頻比范圍是否達(dá)到指標(biāo)即可。在境下，輸入時鐘信號設(shè)置為頻率２ＧＨｚ，峰峰值０．３Ｖ，控制字Ｐ９？Ｐ３設(shè)置為１１１１１１１。因，所以五級２／３分頻器都參與分頻，因此理論上分頻比應(yīng)該為６３，此時輸３１．７５ＭＨｚ。２／３分頻鏈功能前仿真結(jié)果如圖３－２４所示，第一行為輸出信號的波形，第率曲線。由圖可知，輸出頻率為３１．７５ＭＨｚ，所以整數(shù)可編程分頻器模塊功能正確。逡逑３８逡逑

邐６．０邐｜邋７．０邋；邐８．０逡逑圖３－２１四分頻電路分頻功能前仿真結(jié)果逡逑ｇＪＪＩＷＴ＾Ｆｌ￣￣邋邋邋邋邋邋邋邋邐邐—邐：逡逑ＩＨ邐＾邋／Ｎ邋Ａ邐／＾＼邋／＾逡逑ｒｆ逡逑ｈ邋＼邋ｎ邋＼邋＂＂ｎ邋Ａ邋ｋ邋ｋ邋Ａ邋Ａ邋ａ逡逑Ｌ：ｊＶＪ邋ｌ邋；邋Ｕ邋ｕ邋Ｕ邋ｖ；邋Ｕ邋ｕ邋Ｖｊ邋＾邋ｊ邋Ｖｊ邋ｌ逡逑：Ｌ１２５｜邐／＼逡逑ｆ邋１１Ｉ邐／＇邋＼逡逑Ｓ邋ｉ－ｏｓｌ邐／邐＼逡逑！^簀危危苠義稀赍澹

本文編號：2779435