Ku波段数模混合结构频率合成器关键技术研究

发布时间：2021-06-25 14:50

　　锁相环式频率合成器作为时钟产生电路,能产生精确的频率信号,是射频通信系统中的关键模块。随着半导体工艺的发展以及研究的深入,人们对锁相环系统的相位噪声、稳定性、输出频率范围、集成度及功耗等性能提出了更苛刻的要求。因此结合数字锁相环和模拟锁相环各自优势的混合结构锁相环受到越来越多的研究与关注。本文着重于Ku波段数模混合结构频率合成器的研究与设计,提出了基于注入锁定时间数字转换器（Time-to-Digital Converter,TDC）的数模混合结构锁相环。该结构采用由数控振荡器（Digitally Controlled Oscillator,DCO）注入锁定的多相位环形振荡器作为TDC,受益于环形振荡器被注入锁定,TDC的量化步长自动跟踪DCO的输出周期。并且当DCO的输出频率因为温度、电源电压等变化时,环形振荡器的周期也会跟随同步变化,所以TDC最小分辨率与DCO的输出将会是确切比例关系,不受温度、电压影响,也无需额外的校准电路。本文首先介绍了该混合结构锁相环的工作原理,对环路模型进行了分析。接着介绍常见TDC的结构,分析其主要的性能指标。然后提出本文TDC的具体实现方法,为了进一步... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

射频收发机系统整体概念框图

比如基于模数转换器（Ａｎａｌｏｇ?ｔｏ?Ｄｉｇｉｔａｌ?Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＡＤＣ）亚采的数模混合锁相环［７］和基于数字时间转换器结构的数模混合锁相环等［８］，结构大，就不逐一介绍，将在下一节主要介绍下本文的基于注入锁定环形振荡器的合锁相环。??严格来说，ＡＤＰＬＬ中也包含模拟电路，不是完全意义上的“全数字锁相环”。，来自德州仪器的Ｓｔａｓｚｆｉｗｓｋｉ学者曾给出合理的解释：一是因为系统设计是按照系统设计方式对各个单元模块进行设计的；二是因为在锁相环输出频率锁定到钟频率的过程中，通过将相位误差转换为数字信号，整体的控制环路完全工作域中。该解释己经被学术界广泛认同，所以本质上来说全数字锁相环也是一种数合结构的锁相环［９］。??２．１．１模拟锁相环??如图２．１所示为模拟锁相环整体结构框图，主要由鉴频鉴相器（Ｐｈａｓｅ?Ｆｒｅｑｕｅｅｔｅｃｔ，?ＰＦＤ）、电荷栗（Ｃｈａｒｇｅ?Ｐｕｍｐ，?ＣＰ）、环路滤波器、压控振荡器和Ｎ分频成。??

．图２．２所示为全数字锁相环的结构框图，主要由时间数字转换器、数字滤波荡器和分频器模块，基本结构与模拟锁相环相似，是将模拟ＰＬＬ各个模础上演变来的。时间数字转换器替换鉴相器和电荷泵，将相位误差转换为基本结构为Ｄ触发器与反相器链组成。数字滤波器替换电容电阻组成的

【参考文献】：
硕士论文
[1]基于游标延时环的全数字锁相环研究与设计[D]. 周彪.电子科技大学 2013



本文编号：3249405