在无线通讯日新月异发展的今天,如何设计一种低功耗、高速分频器已经成为通讯系统设计的一个重要的问题,本文在前人的基础上就这个问题作了一下比较系统地总结和研究。高速分频器是锁相环频率合成器的重要组成部分,位于射频锁相环的反馈部分。分频器的输入信号为锁相环的射频输出信号,输出信号为频率较低的锁相环反馈输入信号。由于工作频率范围在射频,分频器也是锁相环中功耗最大的部分之一。低功耗的分频器设计可以很大程度上降低整个频率合成器的功率损耗。本文首先总结了用于各种通讯系统的分频器结构及分类,并对它们各自的优缺点作了论述。接着介绍了分频器中最重要的单元二分频器,分析了几种二分频器的电路结构,重点分析了差分式BiCMOS触发器二分频器结构。根据对分频器结构的总结研究,深入探讨了一种应用于频率合成器的低功耗、高速分频器的设计研究。本文着重分析了分频器各个模块的设计过程,对前置预分频器、程序分频器等各个模块都有详细的设计说明。其中,双模前置预分频器位于反馈回路的前端,主要任务是将高频的输入信号预分频,便于后续操作;而程序分频器的作用是通过控制输入信号,来确定整个分频器的分频数,从而达到分频器分频数可控的目的。在本设计中,双模前置预分频器的除频数为8/9,程序分频器的输入为6比特。在电路的设计过程中,本文根据电路的实际情况,对分频器的结构提出了一些新的想法,并通过电路的仿真证明这些想法是行之有效的。例如,在设计前置预分频器的逻辑控制门电路时,就根据电路的具体情况将几个逻辑门简化为了一个逻辑门电路,提高了电路的性能。本设计采用JAZZ公司的0.35μm的SiGe BiCMOS工艺,该工艺的应用目标为射频,模拟和数模混合集成电路,尤其长于射频集成电路的制造;使用射频集成电路仿真软件Cadence的Spectre RF对电路进行仿真。仿真结果显示分频器在-55℃至125℃温度范围内,2.7V至3.3V的电源电压范围内,工作良好。最高工作频率为4.8GHz,前置预分频器的功耗电流为5.5mA,程序分频器的功耗电流为1.7mA。