应用于超宽带毫米波频率源的12-20GHz 8/9双模分频器设计

发布时间：2022-02-13 19:58

　　频率综合器是射频无线收发机中的关键模块,可以为不同标准的无线收发机提供稳定、可编程、低噪声的本地振荡信号。在基于锁相环结构的频率综合器中,可编程分频器是其中的一个重要模块,它是频率综合器能提供多个高精度频率信号并同时实现高频率低功耗工作的关键。而双模分频器作为实现可编程分频的关键模块,设计难度大且其性能决定了整个可编程分频器的性能,因此对双模分频器的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计了一个应用于超宽带毫米波频率源的12-20GHz 8/9双模分频器。它由同步4/5分频器、二分频器以及缓冲器构成,其中同步4/5分频器的触发器单元采用嵌入或门的源极耦合结构,提高了电路的工作频率;二分频器由源极耦合结构触发器首尾相连构成,进一步缩短了环路延时;缓冲器采用射级跟随结构以驱动后级和负载。论文给出了8/9双模分频器的电路设计、前仿真、版图设计和路场混合后仿真。路场混合后仿真结果表明:将电源电压设置为3.3V,在27℃、TT工艺角下,8/9双模分频器工作频率范围为10-21GHz,1MHz处的相位噪声在八分频和九分频时分别为-148.222dB... 

【文章来源】：东南大学江苏省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

相位切换时序图

P+多晶硅电阻具有较小的温度系数（一阶温度系数为 66ppm/℃）。两个缓冲器的各器件参数如表 3-2 所示。表 3-2 两个缓冲器的各器件参数电路 电路元件 器件名称 器件参数 具体尺寸 n×W/L(μm/μm)级间缓冲电路输入晶体管 Q1，Q2npn 0.8 / 0.12 1 ×0.8 / 0.12尾电流源晶体管 Q3，Q4npn 0.8 / 0.12 1 ×0.8 / 0.12偏置电阻 RP+多晶硅电阻 509.5Ω 1 ×1.2 / 1.6输出缓冲电路输入晶体管 Q1，Q2npn 2 / 0.12 1 ×2 / 0.12尾电流源晶体管 Q3，Q4npn 4 / 0.12 1 ×4 / 0.12偏置电阻 RP+多晶硅电阻 61.82Ω 1 ×9.6 / 1.627℃、TT 工艺角下，输出缓冲的输出匹配特性 S22 如图 3-6 所示。可见在分频范围内输出匹配S22 均小于-10dBm。

纵轴为频率。27℃、TT 工艺角下，8/9 双模分频器最高工作频率为 46GHz，如图 3-6（a）所示，初始状态下，MC=3.3V，输出信号的频率始终为 5.75GHz，即八分频；在 3ns 时，MC变为 0V，输出信号的频率在下一次统计时相应的变成了 5.11GHz，即九分频，实现了由 MC 信号控制分频比的功能，平均工作电流为 25.34mA。输入频率为 10GHz 时同样实现了 8/9 双模分频的功能，如图 3-6（b）所示，平均工作电流为 26.17mA。（a）输入频率为 46GHz

【参考文献】：
期刊论文
[1]12-GHz 0.25μmCMOS 1:2动态分频器[J]. 王欢,王志功,冯军,朱恩,陆建华,陈海涛,谢婷婷,熊明珍,章丽.  高技术通讯. 2003(08)



本文编号：3623825