1.6 GHz 24位4阶∑-△小数分频频率合成器

介绍了一种3 V 0.35μm BiCMOS工艺实现的1.6 GHz小数分频频率合成器.它采用新型的24位4阶∑-△调制结构数字调制器,以减少频率合成器的带内相位噪声、锁定频率切换时间,在获得高达20 MHz鉴相频率的同时,能达到小于1 Hz的频率分辨率.仿真结果表明,它的锁定范围是1.615～1.675 GHz,环路带宽100 kHz,带内相位噪声低于-90 dBc/Hz,锁定频率切换时间小于25μs,可以很好地满足个人手持电话系统PHS标准的应用.该电路功耗为20 mW,芯片面积1.7 mm×0.8 mm,其中,∑-△调制部分所占面积为1 mm×0.4 mm.     

采用快速锁定技术的Σ-ΔFractional-N PLL行为仿真

介绍了一种采用快速锁定技术的Σ-Δ调制的分数分频PLL频率合成器,以解决小数分频PLL中存在的相位噪声和带宽之间的矛盾:窄的带宽有利于提高相位噪声指标,而宽的带宽有利于快速锁定;并在具有便利的图形化界面的系统设计仿真工具—Simulink中设计和仿真了一应用于IEEE802.15.4标准[1]2.4GHz频段的Σ-ΔFractionalNPLL频率合成器.     

电流复用低功耗多标准快速锁定分数频率合成器

本文采用了电流复用以及频率预置技术实现了低功耗快速锁定频率合成器。系统中嵌入非易失性存储器来避免系统的重复校准来降低实际应用中的功耗。设计采用0.18um CMOS工艺实现,频率覆盖范围0.3~2.54GHz,并且在整个频率带内锁定时间小于5us。建议的电流复用LC-VCO具有较好的FOM值-193.5dBc/Hz。频率合成器在2.4GHz的输出频率时,相位噪声性能-115dBc/Hz@1MHz,参考毛刺小于-52dBc。整体频率合成器在1.8V电源电压下消耗4.35mA电流。     

一种采用三阶Σ-Δ调制器的分数-N CMOS频率合成器

介绍了一种采用三阶Σ-Δ调制器的分数-N锁相环频率合成器的设计与实现,该设计具有快速锁定和低噪声的优点,其中,调制器采用MASH结构,预分频器采用可编程的分频设计,分频范围为64~127。系统的最高输入频率可达1.6 GHz,采用TSMC 0.35μm CMOS工艺。测试结果显示,该结构在频率偏离10 kHz点,相位噪声达到-104.09 dBc/Hz;在锁定状态,频率偏移为22Hz,功耗为30 mW。     

CMOS低相位噪声频率合成器设计

基于工业自动化无线网络的需求,设计了一款低相位噪声小数分频频率合成器。频率合成器通过采用一个1.4~2.2GHz超低压控灵敏度压控振荡器和可调同相/正交分频器,能够实现在220~1 100 MHz范围内产生同相/正交信号。此外,还采用了相位开关预分频器用于降低锁相环相位噪声,自校准充电荷泵用于抑制过冲,相位频率检波器用于缩短稳定时间。频率合成器采用TSMC 0.18μm CMOS工艺制造,芯片面积1.2mm2,供电电压1.8V,功耗仅为15mW。在200kHz环路带宽内,测得的最小相位噪声在10kHz和1 MHz频偏时分别为-106dBc/Hz和-131dBc/Hz,能够在13.2μs内达到稳定。     

基于锁定时间分析的锁相环频率合成器

提出了一种新的针对采用二阶无源滤波器的锁相环频率合成器锁定时间的估算公式,并通过仿真软件及实测结果对该公式进行了验证。基于该估算公式,设计了一种具有快速锁定功能的锁相环频率合成器。实验结果表明该锁相环频率合成器锁定时间小于7μs,具有快速锁定的功能。同时该锁相环还具有良好的相位噪声性能,对于32GHz输出信号相位噪声为-72dBc/Hz@1kHz以及-90dBc/Hz@1MHz。     

使用三位三阶Δ∑调制器的集成1GHz小数频率合成器

本文实现了一个采用三位三阶Δ∑调制器的高频谱纯度集成小数频率合成器.该频率合成器采用了模拟调谐和数字调谐组合技术来提高相位噪声性能,优化的电源组合可以避免各个模块之间的相互干扰,并且提高鉴频鉴相器的线性度和提高振荡器的调谐范围.通过采用尾电流源滤波技术和减小振荡器的调谐系数,在片压控振荡器具有很低的相位噪声,而通过采用开关电容阵列,该压控振荡器达到了大约100MHz的调谐范围,该开关电容阵列由在片数字调谐系统进行控制.该频率合成器已经采用0.18μm CMOS工艺实现,仿真结果表明,该频率频率合成器的环路带宽约为14kHz,最大带内相位噪声约为-106dBc/Hz;在偏离载波频率100kHz处的相位噪声小于-120dBc/Hz,具有很高的频谱纯度.该频率合成器还具有很快的反应速度,其锁定时间约为160μs.     

集成宽频Σ-Δ分数频率合成器的实现

提出了一种新型低噪声、宽跟踪范围的集成分数频率合成器.该合成器采用3位3阶Σ-Δ调制器和对数字信号进行粗调、对模拟信号进行微调的宽频开关电容阵列LC压控振荡器,其中,数字和模拟调谐控制信号由4位2级并行流水线A/D转换器产生.详细分析了该合成器的结构和实现电路,并采用0.25 μm CMOS工艺实现.测试结果显示,电路在偏离载波频率10 kHz处带内相位噪声为-86.2 dBc/Hz,在偏离载波频率2 MHz处的带外相位噪声为-130 dBc/Hz,且具有小于5 Hz的频谱分辨率.     

一个应用于GSM/PCS/DCS/WCDMA收发机的带频率自校准技术的3~5 GHz低相位噪声分数分频频率综合器

本文给出了一种应用于GSM/PCS/DCS/WCDMA收发机的低相位噪声Σ-Δ分数分频频率综合器的设计。提出了一种新的环路稳定性分析方法,从而保证了锁相环路不会因为工艺、温度以及频率的偏差而导致不稳定。所设计的压控振荡器采用经过改进的数字控制电容阵列,扩展了振荡器的调谐范围,降低了相位噪声。同时,本文还采用了一种高精度的自动频率校准技术以自动选择振荡器的频带,并且提高了其相位噪声性能。芯片在SMIC 0.13 μm CMOS工艺下制造。测试结果表明,在1.2 V电源电压下,所设计的频率综合器的锁定范围达到3.05 GHz到5.17GHz,能够覆盖所要求的5个频带,并且锁定时间小于30 μs。测试得到的带内噪声在3.8GHz、2GHz和948MHz载波频率下分别为-89、-95.5和101dBc/Hz,相应的在1 MHz频偏处的带外噪声为-121、-123和-132dBc/Hz,能够满足以上提到的协议标准对相位噪声的要求。     

Σ-Δ调制技术在小数分频器中的应用

小数分频技术解决了锁相环频率合成器中鉴相频率和输出频率分辨率的矛盾。但一般的小数分频技术引入了严重的小数杂散问题。因为Δ-Σ调制技术对噪声具有整形的作用,把Σ-Δ调制技术应用在小数分频频率合成器中,与传统的PLL(锁相环)频率合成器相比具有明显的优越性,他可以提供很宽的频率范围、极高的频率分辨率、较低的单边带相位噪声以及良好的杂散性能。     

一种高分辨率∑△小数分频频率合成器

提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具有稳定时间快、工作频率高和频率分辨率高的优点。设计基于TSMC0.25μm2.5V1P5MCMOS工艺,采用sig-ma-delta调制的方法实现。经测量得到该频率合器工作频率在2.400～2.850GHz之间,相位噪声低于-95dBc/Hz@100kHz,最小频率步进小于30Hz,开关时间小于50μs,满足多数无线通信系统的要求。     

小数分频频率合成器的设计

采用Σ-Δ调制小数分频器设计的频率合成器与传统的PLL(锁相环)频率合成器相比具有明显的优越性,它可以提供宽的频率范围、极高的频率分辨率、低的单边带相位噪声以及良好的杂散性能.介绍了利用该技术实现的小数分频频率合成器的原理和设计,并给出了设计结果.     

一种适用于便携式多模式全球卫星导航系统接收机的低功耗宽带频率合成器设计

本文提出了一种适用于便携式多模式全球卫星导航系统（GNSS）接收机的低功耗宽带频率合成器,并分析了GNSS接收机频率合成器的设计要点。该频率合成器通过采用具有调谐曲线补偿功能的单一VCO实现了较宽的频率范围,同时具有较低的功耗和好的相位噪声性能。该频率合成器在CMOS 0.18um 1P6M工艺上流片验证成功。测试表明,带内相位噪声小于-95dBc@200KHz,频率调谐范围为1.47-1.83GHz,而整个电路面积仅为0.55mm2,整个频率合成器功耗小于11.2mw。     

S/U双波段小数分频锁相环型频率合成器设计

提出了一种覆盖S/U双波段的小数分频锁相环型频率合成器.该频率合成器采用一种新型多模分频器,与传统的小数分频频率合成器相比具有稳定速度快、工作频率高和频率分辨率高的优点.该锁相环采用了带有开关电容阵列(SCA)的LC-VCO实现了宽频范围,使用3阶MASH△-∑调制技术进行噪声整形,降低了带内噪声.设计基于TSMC 0.25 μm 2.5 V 1P5M CMOS工艺实现.测试结果表明,频率合成器频率范围达到2.450～3.250 GHz;波段内偏离中心频率10 kHz处的相位噪声低于-92.5 dBc/Hz,1 MHz处的相位噪声达到-120 dBc/Hz;最小频率分辨率为13 Hz;在2.5 V工作电压下,功耗为36 mW.     

全集成低噪声CMOS宽带分数分频频率综合器

设计了一款应用于CMMB数字电视广播接收的全集成低噪声宽带频率综合器。采用三阶ΣΔ调制器小数分频器完成高精度的频率输出,使用仅一个低相位噪声的宽带VCO输出频率范围覆盖900~1 600 MHz,产生的本振信号覆盖UHF的数字电视频段(470~790 MHz)。设计中的频率综合器能在所有的频道下保证环路的稳定以及最小的环路性能偏差。测试结果表明,整个频率综合器的带内相位噪声小于-85 dBc/Hz,并且带外相位噪声在1MHz时均小于-121 dBc/Hz,总的频率综合器锁定时间小于300μs。设计在UMC 0.18μm RFCMOS工艺下实现,芯片面积小于0.6 mm2,在1.8 V电源电压的测试条件下,总功耗小于22 mW。     

一种2.4GHz正交输出频率综合器

介绍了一种用于bluetooth的基于0.35μm CMOS工艺的2.4GHz正交输出频率综合器的设计和实现.采用差分控制正交耦合压控振荡器实现I/Q信号的产生.为了降低应用成本,利用一个二阶环路滤波器以及一个单位增益跨导放大器来代替三阶环路滤波器.频率综合器的相位噪声为-106.15dBc/Hz@1MHz,带内相位噪声小于-70dBc/Hz,3.3V电源下频率综合器的功耗为13.5mA,芯片面积为1.3mm×0.8mm.     

一种2.4GHz正交输出频率综合器

介绍了一种用于bluetooth的基于0.35μm CMOS工艺的2.4GHz正交输出频率综合器的设计和实现.采用差分控制正交耦合压控振荡器实现I/Q信号的产生.为了降低应用成本,利用一个二阶环路滤波器以及一个单位增益跨导放大器来代替三阶环路滤波器.频率综合器的相位噪声为-106.15dBc/Hz@1MHz,带内相位噪声小于-70dBc/Hz,3.3V电源下频率综合器的功耗为13.5mA,芯片面积为1.3mm×0.8mm.     

一种应用于调频接收机，使用低噪声滤波器和量化噪声抑制技术的ΔΣ分数型频率综合器

本文提出一种应用于调频接收机的ΔΣ 分数型频率综合器,该设计采用130nm CMOS 工艺流片。该设计集成了一种占据较小芯片面积,并可以有效降低输出噪声的低噪声滤波器。同时,采用了通过减小分频器步长所实现的量化噪声抑制技术。该频率合成器不需要使用片外元器件,占用0.7 mm2的面积。测试结果表明,环路带宽为200 kHz的情况下,从10 kHz到100 kHz频偏处的带内相位噪声低于-108 dBc/Hz,1 MHz频偏处的带外相位噪声达到-122.9 dBc/Hz。量化噪声抑制技术使带内和带外相位噪声分别降低15dB和7dB。积分均方相位误差小于0.48°。整个频率综合器消耗7.4mW的功耗,频率精度小于1 Hz。     

U波段小数分频锁相环型频率综合器

使用0.18μm1.8VCMOS工艺实现了U波段小数分频锁相环型频率综合器,除压控振荡器(VCO)的调谐电感和锁相环路的无源滤波器外,其他模块都集成在片内。锁相环采用了带有开关电容阵列(SCA)的LC-VCO实现了宽频范围,使用3阶MASHΔ-Σ调制技术进行噪声整形降低了带内噪声。测试结果表明,频率综合器频率范围达到650～920MHz;波段内偏离中心频率100kHz处的相位噪声为-82dBc/Hz,1MHz处的相位噪声为-121dBc/Hz;最小频率分辨率为15Hz;在1.8V工作电压下,功耗为22mW。     

一款应用于无线通信的0.8~4.2 GHz单芯片全数字锁相环频率综合器

本文采用130nmCMOS工艺成功实现了应用于无线通信的0.8 - 4.2 GHz单片全数字锁相环频率合成器。文章提出了一系列的新方法,即采用了高频率分辨率的双带DCO以覆盖系统所需的2.5 GHz至5 GHz带宽;一个溢出计数器可以防止“pulse-swallowing”现象,显著减少了环路锁定时间;提出的NTW-clamp数字模块可以有效防止循环控制字的溢出;修改后的可编程分频器避免了传统架构中失败的边界操作。测量结果表明,该频率合成器的输出频率范围是0.8-4.2 GHz,锁定时间在2.68GHz减少了84%,最好的带内和带外相位噪声性能已达到-100 dBc/Hz,和-125 dBc/Hz,最低参考杂散达到-58dBc。