一种高分辨率∑△小数分频频率合成器

第 2卷第期 9 1 20 0 9年 1 2月

固体电子学研究与进展R S ARC& P E E H ROGR S F S E E SO S

Vo1 29, . No. 4De .,20 c 09

一

种高分辨率 E A小数分频频率合成器郭桂良杜占 高海军 坤杨洪文 青易朱思奇阎跃鹏 (国科学院微电子研究所电子系统总体技术研究室，京，0 0 9中北 10 2 )2 0—80 0 80—1收稿 .0 80一 l改稿 2 0—9 l收

摘要：出了一种采用新型分频器的小数分频频率合成器。该频率合成器与传统的小数分频频率合成器相比提具有稳定时间快、作频率高和频率分辨率高的优点。计基于 T MC 0 2 m . P M MOS工艺，用s—工设 S . 5 t 2 5V 1 5 C p采 i gIadk T—e a调制的方法实现。测量得到该频率合器工作频率在 2 4) 2 8 0 l经 .[~ . 5 (】 GHz间，之相位噪声低于一9 B/ z 5 cH d

@ 10k,小频率步进小于 3,关时间小于 5 s满足多数无线通信系统的要求。 0 Hz最 0Hz开 0I, z关键词：一调制器；数分频频率合成器；声整形；频器乏△小噪分

中图分类号： TN7 2 4

文献标识码： A

文章编号：0 03 1 (0 9 0—1- 5 1 0—8 9 2 0 )45 50

A i h Re o u i n S g a- l a Fr c i na - Fr qu nc y t s z r H g s l to i m De t a to l N e e y S n he i e -

GUO ia g DU h n u GAO i n YANG n we YIQig Z Gu l n i Z akn Haj u Ho g n n HU ii YAN e e g S q Yu p n( p .o Elcr nc y tm c n lg De t f eto isS se Teh oo y,I siueo Mireeto is Ch n s n t t f co lcrnc, iee t Ac d m f S in e,Bejn a e y o cec s iig,1 0 2 CHAr 0 0 9, )

Ab t a t:A r c i na— f e e c y he ie t o l i i e s s pr po e sr c fa to l N r

qu n y s nt s z r wih n ve d v d r i o s d. Compa e rd wih t a ii na r c i na— f e u nc y t e ie t r d to lf a to lN r q e y s n h sz r,t e de i n S O oo p r o m a c a t h s g H WS g d e f r n e off s s tlng i e ti tme,hi h r s l i wih g e o uton t ma i u wo k ng r qu n is Th fa ton lN f e ue y x m m r i fe e ce . e rci a— r q nc s t sz rwih 3 or e i yn he ie t - d r sgma d la mo l t r i e lz d i — e t du a o s r a ie n TSM C . m . CM OS r— 0 25 2 5 V p oc s . T h or ng f e e y i e w e n 2 4 H z t . 50 G H z T h e s e ha e n s s es e w ki r qu nc s b t e . 00 G o 2 8 . e m a ur d p s oie i

lwe h n一 9 B/ t1 0 k fs t o rt a 5 d c Hz a HZ o fe,wih uta s l se ie ls h n 3 n h 0 t lr— mal tp sz e s t a O Hza d t es t hi g tme ofls h n 30Fs,wh c e t he r qu r me s f s r l s omm u c to wic n i e s t a i h m e s t e ie nt ormo twie e s c nia i ns t ys em s .

Ke y wo d r s: s gm a d l a m od a o i— et ul t r; f a t o l N f e e c y he i e r c i na— r qu n y s nt s z r; no s ha n i e s pi g; di—v de i r

EEA CC: 1 0 2 5

不变的情况下，现比任何单环整数分频频率合成实— 一

口

器更小的步进，而解决了传统整数分频频率合成从器分辨率低的限制。然而相位杂散一直是小数分频频率合成器的主要问题，imad l s g—et a多级噪声整形

随着无线通信技术的发展

,率合成器作为本频

地振荡器得到越来越广泛的应用口]传统的整数分。。频频率合成器的主要缺点是频率分辨率等于参考频率，然而在许多应用系统中，频率合成器的频率对分辨率要求较高，数分频频率合成器不能满足这整些系统的要求。小数分频频率合成器是在参考频率

技术能够降低杂散，小频率合成器在完成高频率使分辨率的同时达到较好的相位噪声性能_。为了降 3]

低小数分频频率合成器的复杂度，中提出了一种文新颖的分频器结构，且采用 3阶 s mad l 并 i—et g a MAS—— H111来降低相位杂散和完成高分辨率。

联系作者：— i:u g iag 5 ma .o E malg o ul n 0@g i cr i l n

固

体电子

学

研

究

与

进

展

文中的组织结构如下：一和第二部分分别描第述小数分频频率合成器和提出的分频器结构及 MAS——;三部分是频率合成器中其他模块的 H111第设计；四部分是测试结果；第结论在第五部分。

统的一个可编程计数器和一个吞脉冲计数器的结构不同，设计提出了一种新型计数器结构，中 2其 分频采用传统的 S I C结构，分频器可以工作到更使高的频率上。可编程计数器 B是由 5 D触发器组个

成，最大可计数到 3。于大范围的变化Ⅳ值。 2用计数

1小数分频频率合成器结构 传统的锁相环频率合成器由压控振荡器、鉴频鉴相器、路滤波器、环分频器和参考频率源组成。频率合成器的输出为^∞一Nx 其中Ⅳ是整数，用于改变锁相环的输出频率。而传统的小数分频频率合成器只有Ⅳ和Ⅳ+ 1两种模式，在相差的连续存累加，相位杂散较严重。了消除杂散用s mad l 为 i—et g a调制器来控制多模分频器的方案被提出[]这种方 4, 案在Ⅳ不变的情况下，现Ⅳ.实 F时 (为自然数，Ⅳ.

器 A有两组 3控制信号 6 f和Cf,于确定当前位 () ()用周期的分频比和小范围内改变分频比 N。

图 2多模分频器结构

F为小数 )可直接利用多模分频器多个周期内平，

均得到，但如果Ⅳ和F都需要大范围内变化，控制比

较复杂，对于硬件要求也比较高 l] -。有些方案芯片 4 中集成了RA, M浪费了大量的面积；采用DAC 而/ P D的方法，是增加了设计的难度和复杂度口； F更

还有采用复杂的控制逻辑方案，也增加了电路的开销和设计复杂度 l] -。基于此，中提出了一种通过 5 文简单控制即可在大范围内实现Ⅳ和F的变化的小数/数分频器，图 1示。现整数变化时，同于整如所实不

传统小数分频器通过复杂的编程和控制实现，过通先设计一个[, 3一3 4宽度为 8的不变窗口，变化整数时，只需将窗口的中心位置进行移动，口中心位置窗即为分频的整数部分。小范围内窗口中心位置的移动通过 c、 1 c 2 c、 O来实现，大范围移动则还需要改变计数器 B计数值。控制简单，电路复杂度低。 文中提出的新型计数器 A的结构如图 3示，所 它的主体是由四个 T触发器组成的递减计数器。计图 3提出的计数器 A的结构

数器的时钟由 M/ M十 1模分频器的输出提供。双计数器的输出送入检测器，检测器检测到由 c、1 c 2 c、O确定的要检测的值后改变输出电平并送人 MuX的

输入端 B。当MC=1时， MUX选择 B路信号；当MC 一0时， MuX选择 A路信号。该计数器通过 3控个制位 ( 2 b、o的逻辑组合来巧妙的控制由四个 T b、 lb ) 触发器组成的计数器，确定当前计数值。I D是计数器 B计数结束后输出给计数器 A的重新计数信号，

高电平有效 . 2 b、 0为 3bt b、】b i s逻辑信号决定着当

前周期计数的值，范围是[,]但由于 MA H其一4 3, S的控制范围为[,]译码时要把一 4译成+4一3 4,。图 1提出的 s mad l频率合成器结构 i—e a g tFi . S r c u e o g 1 t u t r fi r v d sg— e t y t e i r mp o e i ma d la s n h sz e

MAs—一 H11l的译码表和输出的对应情况如表 1所

示。小数分频就是通过[,]个整数平均得一3 4这8到。通过MAS—— H111和多模分频器确定了一个宽度为 8的窗口，窗口的中

心位置即为分 …… 此处隐藏：9255字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……