基于WiMAX应用的ΔΣ小数分频频率合成器的研究与芯片实现

摘要

频率合成器一直以来都是射频前端中的一个重要模块，其主要作用是产生本振信号，本文针对的WiMAX技术的应用要求频率合成器具有较高的精度和较快的切换速度，因此需要选用小数分频频率合成器。
　　在通过对ΔΣ小数分频频率合成器及各个模块的基本原理充分理解后，针对WiMAX应用设计了满足其指标的频率合成器电路。其中的LCVCO采用了4位二进制控制的开关电容阵列，这在保证完全覆盖4.6~5.4GHz的频率范围的同时，使得VCO仍具有较低的灵敏度；经过后仿真，VCO工作频率为4.44~5.44GHz，相位噪声低于-117 dBc/Hz@1MHz。分频器的设计中采用了基于相位切换的双模预置分频器，很好的将工作在高频的VCO和较低频数字分频器衔接起来，降低了分频器的设计难度。利用了PLL辅助设计软件对环路参数进行了优化，并得到了环路滤波器的各个参数。最后对整体电路进行了仿真，ΔΣ小数分频频率合成器在20μs左右锁定。
　　本文基于SMIC0.18-μm1P6M CMOS工艺，使用Cadence IC中的SpectreRF和Spectre对整个电路进行了设计，并通过Cadence Virtuoso和Cadence Assura工具完成了整个模块版图的绘制、验证及参数提取。

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第一章 绪论

§1.1 WiMAX技术简介

§1.2 频率合成器的介绍

§1.3 本文的研究内容及章节安排

第二章 小数分频频率合成器的结构及基本原理

§2.1小数分频频率合成器的基本原理

§2.2鉴频鉴相器

§2.3电荷泵

§2.4 环路滤波器

§2.5 压控振荡器

§2.6ΔΣ调制器

§2.7 分频电路

§2.8 小结

第三章 运用于WiMAX应用的小数分频频率合成器的设计

§3.1 系统指标

§3.2 各个模块的设计

§3.3 小数分频频率合成器整体电路的仿真

§3.4 小结

第四章 版图设计与验证

§4.1 版图设计流程

§4.2 小数分频频率合成器的版图设计

§4.3 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果