一种高带宽低噪声的ΣΔ小数频率合成器

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本文主要研究高带宽、低噪声的小数型频率合成器。在基于小数型频率合成器的主要设计方法ΣΔ调制技术的基础上,通过分析小数型频率合成器的噪声模型,利用MASH ΣΔ DAC的原理,提出一种PFD/DAC结构,设计了一款高带宽、低噪声、宽输入输出范围的小数型ΣΔ频率合成器。仿真结果表明:在2GHz-2.5GHz输出范围内,杂散低于-75dBc,带内相位噪声低于-80dBc/Hz,带外相位噪声约为-150dBc/Hz@1MHz频率偏移,10位的MASH ΣΔ DAC成功的降低了量化噪声29dBc/Hz左右,使得在大的带宽下量化噪声不再是主要的噪声源,本文主要完成了以下工作:1、通过对传统的DAC补偿的合成器进行了分析,在以研究小数分频带来的杂散为主的情况下,修改整数型频率合成器的噪声模型,使其输入信号为小数调制端口,建立小数频率合成器的相位噪声分析模型;2、通过DAC与ΣΔ频率合成器的对比,利用MASH ΣΔ DAC的原理,提出一种ΣΔ的PFD/DAC结构;3、分析了PFD/DAC可能失配的原因,根据具体的失配问题提出PFD/DAC失配补偿的方案,并实现了相应的失配电路;4、设计了一款LFSR,对量化信号和消除信号进行抖动调制,很好的消除了VCO控制线上噪声的周期性,进一步减小了小数杂散;5、设计了一款预分频器和后分频器,拓宽了整个合成器的输入输出范围。
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