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无线传感器网络(WSN)是一种由大量的无线传感器节点组成的网络，可以应用于环境检测、医疗护理、目标跟踪、城市信息化建设等领域。应用于无线传感网络的射频收发机主要基于IEEE802.15.4(Zigbee)协议，包括工作在2.4GHz的公用频段和工作在780MHz～924MHz的中国、欧洲、北美频段。本论文主要对工作在中国、欧洲、北美频段的无线收发机频率综合器和∑-△小数分频器进行了分析和设计。
本文在给出锁相环频率综合器系统架构的基础上，推导和确定了锁相环环路参数和各模块性能指标，并使用Simulink对锁相环进行了行为级仿真验证。详细阐述了低功耗小数分频器的设计。小数分频器由高速二分频器、一个可变分频比46～56的整数分频器和∑-△调制器构成。其中整数分频器包括7/8双模分频器和可编程计数器。为了适应低功耗的要求，前向相位切换技术被运用到双模分频器中。∑-△调制器采用单环三阶前馈结构以减小电荷泵动态导通时间。小数分频器采用TSMC0.18umRFCMOS工艺设计，后仿真结果表明小数分频器在1～2.8GHz输入频率下分频比范围（不含二分频）为48.625～57.75，分频比精度（不含二分频）1/2^16，工作电流2.09mA。对频率综合器电路和版图进行了整合设计，版图面积约为1.74mm2。使用SpectreVerilog对频率综合器进行了混合瞬态仿真，仿真和估算结果表明，在1.8V电源电压下，频率综合器输出频率为778～924MHz，频率分辨率244Hz，锁定时间约为35us;在1MHz和3MHz频偏处相位噪声分别为-129.4dBc/Hz和-136.1dBc/Hz，在16MHz频偏处杂散约为-52dBc，频率综合器总功耗约为6.7mW。
本文设计的频率综合器可用于IEEE802.15.4协议中国、欧洲、北美频段的无线收发机中，稍作修改后可用于其他系统。