【摘 要】
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在现代复杂的电子系统中,尤其是通信系统、雷达、电子对抗等领域,频率综合器的应用极其广泛。随着信息技术的成熟,电子系统也向着小尺寸、高性能和低成本的研究方向不断发展,而频率综合器的发展是其中的关键环节之一,频率综合器的主要功能是为射频收发机提供所需要的本地振荡频率,同时它也可以提供某些数字系统可以用到的时钟频率。频率综合器的种类有很多,锁相环频率综合器是其中应用最广泛的一种,因此本次课题也基于这种结
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在现代复杂的电子系统中,尤其是通信系统、雷达、电子对抗等领域,频率综合器的应用极其广泛。随着信息技术的成熟,电子系统也向着小尺寸、高性能和低成本的研究方向不断发展,而频率综合器的发展是其中的关键环节之一,频率综合器的主要功能是为射频收发机提供所需要的本地振荡频率,同时它也可以提供某些数字系统可以用到的时钟频率。频率综合器的种类有很多,锁相环频率综合器是其中应用最广泛的一种,因此本次课题也基于这种结构,该结构是在锁相环电路的反馈回路中引入可编程分频器来实现不同的分频比,进而控制整个系统的输出频率。由于整数型频率综合器的频率分辨率有限,这里引入了小数分频技术,为了降低小数杂散,在小数分频基础上又引入Sigma-Delta调制器,来改善系统的噪声性能。本文首先介绍了本次课题的背景和意义,并调研了频率综合器及相关模块的研究现状,然后完成了频率综合器、Sigma-Delta调制器和可编程分频器的原理分析。在Sigma-Delta调制器的设计阶段,首先详细分析了单阶Sigma-Delta调制器的结构和性能,在此基础上进行高阶结构的搭建和改进,然后通过模型仿真来进行结构的性能验证。在可编程分频器的设计阶段,由于系统需求,该模块由三个分频器组成,而使用的分频器结构有两种,分别是2/3双模分频单元级联型结构和基于前置双模预分频器-脉冲吞咽计数器型结构,这里详细介绍了三个分频器电路及其它辅助电路的设计过程。在版图设计与仿真验证阶段,完成了Sigma-Delta调制器和可编程分频器的版图设计及各类仿真测试。本次设计基于0.18μm BiCMOS工艺进行原理图及版图设计,完成了Sigma-Delta调制器和可编程分频器的功能和性能验证,实现了流片制作和芯片测试,测试结果符合设计要求。
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