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CMOS单片集成的Σ-Δ小数频率合成器设计

随着集成电路制造工艺和无线通信技术的迅速发展,实现全集成、多制式、低成本的无线收发器已成必然趋势。频率合成器作为无线收发器中的核心单元电路,是决定收发器性能好坏的关键因素,也是实现全集成无线收发器的主要难点。Σ-Δ小数频率合成器由于很好地解决了环路带宽与信道间距之间的矛盾,具有频率切换速度快、精度高、噪声小等优点,引起了人们越来越多的关注。本文简要回顾了无线通信系统中的频率合成技术,对高性能Σ-Δ小数频率合成器的设计方法进行了深入的研究。针对传统分频器存在的缺陷,设计实现了一种新型的CMOS高速多模可编程分频器,与传统分频器相比,该分频器具有结构简单、可重用性好等诸多优点。为了解决无源滤波器中电容占用面积太大、难以集成的难题,提出了一种电容倍乘方法,有效减小了电容的面积,实现了三阶无源滤波器的片上集成。本文对不同类型的Σ-Δ调制器的噪声成形效果进行了分析与比较,设计了一种输出为三位的三阶数字Σ-Δ调制器对小数分频比进行调制,改善  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

UHF RFID阅读器中Delta-Sigma Fractional-N频率合成器的研究

超高频射频识别(UHF RFID)的巨大市场潜力推动了阅读器(Reader)和标签(Tag)的研究和开发。频率合成器是阅读器中最关键的部分,随着CMOS工艺的不断发展,频率合成器的单片集成已经成为可能。本文从UHF RFID的协议及频谱规范出发,系统地论述了阅读器中Delta-Sigma Fractional-N频率合成器的理论和实现,并且创新性地研究了频率合成器中的许多关键技术。首先,根据UHF RFID阅读器中发射机的频谱特性和接收机的链路特征,本文系统地分析了阅读器中频率合成器的设计指标,并通过仿真模型验证了指标的正确性。第二,基于阅读器的射频参数和频率合成器的设计指标,本文系统地分析了频率合成器的环路参数和噪声特性,保证所设计的环路指标能够满足锁相环频率合成器的噪声要求,在噪声合格前提下,设计出环路中的关键电路指标,包括环路带宽、VCO增益、电荷泵电流、分频比及滤波器参数等。第三,设计出高Q值的锥形差分电感,从根本上改善...  (本文共149页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

锁相环频率合成器建模、设计与实现

在过去的十年,计算机、通信、数字电视、卫星定位、雷达、导航、航空航天和遥控遥测技术的不断发展,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。为了提高频率稳定度,大量采用频率合成技术。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,它是现代电子系统必不可少的关键电路,广泛应用于当代发展最快的高尖端信息产业,市场需求也特别大。本文围绕电荷泵频率合成器的理论、模型、设计和实现,进行了深入的研究。在分析了二阶电荷泵锁相环频率合成器的线性模型的基础上,本文建立了电荷泵锁相环频率合成器的高阶线性模型,分析高阶环路的稳定性;同时,建立了电荷泵锁相环频率合成器噪声模型,为高阶、低噪声电荷泵锁相环频率合成器的设计提供理论依据。在电路实现方面,讨论了鉴频鉴相器的各种结构,针对如何克服鉴频鉴相器死区和提高电路的工作频率,对电路结构进行了优化设计。研究了时钟馈通、电荷注入和电流匹配等非线性因素对电荷泵的影响,并提出了一个新...  (本文共160页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电脑迷》2017年07期
电脑迷

一种高分辨率频率合成器的设计

频率合成技术是现代通讯电子系统实现高性能指标的关键技术之一,很多电子设备的功能实现都直接依赖于所用频率合成器的性能,因此人们常将频率合成器比喻为众多电子系统的“心脏”。随着电子系统在现代战争中地位的不断提高,现代雷达、现代通信、制导武器和电子对抗等系统对频率合成器提出了越来越高的要求,低相位噪声、快速频率转换时间、高的频率分辨率、小体积及低功耗已成为频率合成发展的主要趋势[1]。直接数字频率合成(DDS)是满足上述要求的第三代频率合成方案,本文应用ADI公司的AD9954 DDS芯片设计了小型化、高分辨率、快速跳频的频率合成器,其频率分辨率为5/27Hz。2直接数字频率合成器基础直接数字频率合成器的基本思想是,在数字域内产生一个信号,然后应用数字、模拟变换并进行滤波抑制高频分量,最后在模拟域重建波形。既DDS是根据正弦函数的产生,从相位出发,由不同的相位给出不同的电压幅度,即相位-正弦幅度变换,最后滤波,平滑输出所需要的频率,原...  (本文共1页) 阅读全文>>

《现代电子技术》2017年19期
现代电子技术

高性能直接数字式低频率合成器设计

0引言近年来,随着我国超高数字电路技术的飞速发展,频率合成技术被广泛地应用在航空、仪器仪表以及信息交换等各个领域。频率合成就是将具有参考频率源的综合指标设定为低相位、高精度以及高稳定度的频率,经过混频、倍频以及分频等电路信号的处理。频率合成器不仅可以作为发射机的激励信号源以及接收机的本地振荡器,还可以作为电子对抗设备的干扰信号发生器以及测试设备的标准信号源[1-2]。因此,设计具有高性能的直接数字式低频率合成器不仅可以得到任意想要的高分辨率信号,还可以保证输出频率具有较小的相位噪声以及较高的稳定度。但是现阶段的直接数字式低频率合成器不能在变频时通过控制频率、控制字来控制瞬间改变的输出信号的频率值,导致频率在转换过程中信号输出延时过长,且输出信号频率的分辨率较低的问题,致使直接数字式低频率合成器在频率切换的速度和相噪的抵抗等方面存在很多的不足之处[3-4]。在这种情况下,如何准确、有效地对输出频率进行程控,提高输出信号频谱的纯度,...  (本文共4页) 阅读全文>>

《雷达与对抗》2013年01期
雷达与对抗

小步进S波段直接频率合成器设计

0引言频率合成器是通信、雷达、仪器、空间电子设备和电视等电子系统的心脏,其好坏直接影响电子系统的性能指标[1]。随着电子技术的飞速发展,现代雷达对频率合成器的要求也越来越高,大频带、小步进、低杂散、低相位噪声和快速变频已成为频率合成器的发展趋势[2]。本文介绍了一种S波段小步进大带宽的直接频率合成器实现方法。该合成器输出频率范围为2.67~2.97 GHz,工作带宽为301 MHz,频率步进为1MHz,共301个频点,并具有低杂散、低相位噪声和快速变频等特点。1设计要求某系统对频率合成器提出的主要技术指标如表1所示。表1频率合成器的主要技术指标要求指标名称指标要求工作频率2.67~2.97 GHz频率步进1 MHz跳频时间≤2μs杂散抑制≥65 dBc谐波抑制≥40 dBc相位噪声≤-115 dBc/Hz@1kHz通过对频率合成器技术指标的深入分析,并结合实现的复杂程度,采用了直接合成的方案。直接合成方式是利用倍频器、分频器和混...  (本文共4页) 阅读全文>>