一款应用于无线收发器的宽频带频率合成器的设计

摘要

无线收发器是是射频系统中接收发射射频信号的部分，不同的应用模式要求无线收发器有不同的设计要求。频率合成器是无线收发器中最关键的模块之一，它为收发机的上下变频提供精确的本地振荡信号。目前随着对信号传输距离和速率的要求越来越高，收发器中的频率合成器的输出频带也向宽带发展。本文设计的频率合成器采用广泛使用的锁相环结构。
　　 本文分析了收发系统的性能参数对频率合成器的要求，参考802.11a协议给出了频率合成器的设计指标。根据系统采用2/3 滑动中频的变频模式设计了一种能最大限度地减小设计难度减少设计面积的频率合成器结构，并且采用中芯国际0.18umRF 工艺设计了其中的核心锁相环的模拟部分。
　　 本文首先使用Verilog-A 语言对该锁相环建立了带有噪声因素的行为级模型验证了系统参数设计的正确性。在电荷泵的设计中使用了运算放大器的反馈作用，控制充放电电流失配在2%。压控振荡器采用LC 交叉耦合结构，并联合开关电容阵列使得在600M的中心频率下调谐频率达到420M。整个锁相环的相位噪声为-123dBc@10M,参考杂散为-60.4dBc,工作在最高频率810M时的锁定时间为39us。最后在提取了电路中的噪声因素加入到行为级模型中，提高了模型的准确度，为系统性能的进一步优化提供了准备。