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应用于无线通信多模接收机的频率综合器的研究与设计

作　者: 黄德平
导　师: 李巍
学　校: 复旦大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 软件定义无线电多模无线射频接收机小数分频频率综合器正交压控振荡器可变分频比分频器杂散
分类号: TN74
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 2次
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内容摘要

本文面向软件定义无线电,以支持手机通信和短距离无线通信多模接收机中的频率综合器为研究对象,阐明了多模式通信系统中频率综合器的设计。文章首先给出描述频率综合器性能的各项指标,然后详细叙述了从协议规范到频率综合器性能指标的映射方法。利用该方法,文章给出了从DCS1800,WCDMA,Bluetooth等协议到频率综合器相位噪声,杂散,锁定时间等性能指标的映射过程。在获得性能指标的基础上,文章对比各种多模射频接收系统中的频率综合器,定义出本设计频率综合器的架构。从环路的稳定性出发,文章论述了由PLL相位噪声,杂散,锁定时间等性能为约束的环路参数设计过程。文章详细论述了频率综合器中各模块电路的设计。文章提出了优化耦合方式的方法,改善了正交压控振荡器性能。着重分析了可变分频比分频器的工作时序,叙述了小数分频频率综合器中可变分频比分频器的设计方法。其它电路包括电荷泵,谐波抑制单边带混频器,自动频率校正等模块都有相应的设计说明。根据前面的设计思想,使用TSMC 0.13μm CMOS工艺对频率综合器进行了设计与实现。文章给出了电路的测试结果。测试结果表明,频率综合器输出频率围覆盖DCS1800,WCDMA,TD-SCDMA,Bluetooth,WLAN802.11a/b/g等多个协议的工作频带,锁定时间小于50μs。输出频率在1.8GHz-2.5GHz范围时,1MHz频偏处的相位噪声小于-120dBc／Hz,100kHz偏频处的相位噪声约为一90dBc／Hz。输出频率在5GHz-5.8GHz范围时,1MHz频偏处的相位噪声小于一115dBc／Hz,100kHz偏频处的相位噪声约为-86dBc／Hz。频率综合器环路带宽为90kHz,40MHz参考杂散小于-60dB,1MHz处的分数杂散为-71dB。

应用于无线通信多模接收机的频率综合器的研究与设计

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