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随着近年来数字电视、通信、卫星定位、雷达、导航和遥控遥测等领域技术的不断高速发展,对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率个数的要求越来越高。例如,为了提高频率稳定度,目前大量采用高精准可调振荡器和频率合成技术。频率合成器是从一个或多个参考频率中产生多种频率的器件,是现代许多电子系统必不可少的关键部分,它广泛应用于当代发展最快的高端信息技术产业,具有很大的应用前景和市场需求。本文围绕数控晶体振荡器(DCXO)及小数分频频率合成器的理论、设计和实现,进行了较为深入的研究。本论文首先综合介绍了近年来国内外关于振荡器的相关技术,在此基础上系统分析了其在频率合成方面的应用。接着从应用的角度,设计了应用于基于国标DMB-TH的数字电视调谐器的全集成数控晶体振荡器和Sigma-delta小数分频频率合成器,从系统级设计、行为级设计到电路级设计,形成一整套完整的设计方法和流程。所设计的数控晶体振荡器采用Pierce结构,利用基带与振荡器的反馈环路产生的6位自动频率控制信号,对振荡器的频率漂移进行校准,能得到长期稳定的频率输出。中心频率为24 MHz,在1.2 V的电源电压下的仿真结果显示:数控范围为72 ppm@24 MHz,调节精度为1 ppm/step,启动时间约为900μs,振荡器振荡峰值为0.8 V,在偏离中心频率1 kHz和10 kHz处的相位噪声分别为-141 dBc和-145 dBc,并且除石英晶体外,均集成在片内。所设计的基于PLL的小数频率合成器具有较宽的频带和小数分频能力,采用Sigma-delta小数分频控制和频率信息中心调节,满足数字电视接收芯片对各个频段的本地振荡信号的要求。鉴频鉴相器电路采用动态D触发器(DFF)和延迟电路构成,能有效克服死区,具有高速和低功耗的特点。本论文另外一个工作是:对于电路中使用的基准,运用了一种基于匹配优化的温度补偿技术,使用新型BiCMOS低压共源共栅结构,实现了一种实用的低温度系数、高精度带隙基准源。采用HSpice和Cadence Spectre对电路进行了模拟,蒙特卡罗和工艺角分析表明,匹配优化技术正确可行,在?40℃到80℃之间,温度系数为8.85 ppm/℃,对电源的灵敏度为0.516%。本工作设计的数控晶体振荡器和频率合成器均采用TSMC mixed/RF 0.13μm RFCMOS工艺,应用于数字电视接收芯片,目前已流片。