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复旦大学：《微电子学与固体电子学》教学资源（博士学位论文）射频接收机中分数分频频率综合器的研究与设计

第 1 章绪论第 2 章锁相环型频率综合器概述第 3 章 LC 压控振荡器与片上电感参数提取第 4 章恒定环路带宽的研究与实现第 5 章自动频率校正的研究与设计第 6 章分频器的研究与设计第 7 章环路仿真与芯片设计实例第 8 章总结与展望

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v 目录目录..................................................................................................................v 图目录.............................................................................................................ix 表目录...........................................................................................................xiii 摘要................................................................................................................xv Abstract ......................................................................................................xvii 第 1 章绪论...............................................................................................1 1.1 研究背景........................................................................................1 1.2 论文的主要贡献.............................................................................2 1.3 论文的研究内容和组织结构 ...........................................................3 第 2 章锁相环型频率综合器概述...............................................................5 2.1 引言...............................................................................................5 2.2 整数分频锁相环基本结构...............................................................5 2.3 环路分析........................................................................................6 2.3.1 环路参数设计 ..........................................................................6 2.3.2 相位噪声建模 ........................................................................10 2.4 ΔΣ 分数分频锁相环......................................................................13 2.4.1 ΔΣ 分数分频锁相环基本结构.................................................13 2.4.2 量化噪声与 ΔΣ 调制器结构....................................................15 2.4.3 量化噪声到相位噪声的转换...................................................18 2.5 本章小结......................................................................................20 第 3 章 LC 压控振荡器与片上电感参数提取 ............................................21 3.1 引言.............................................................................................21 3.2 相位噪声......................................................................................22 3.3 正交与宽带 LC 压控振荡器..........................................................25 3.3.1 正交 LC 压控振荡器 ..............................................................25 3.3.2 宽带 LC 压控振荡器 ..............................................................27 3.4 设计考虑......................................................................................27 3.4.1 差分调谐 ...............................................................................27 3.4.2 偏置与电源噪声.....................................................................29 3.5 中心抽头差分电感 .......................................................................30 3.5.1 传统单端阻抗提取方式..........................................................31 3.5.2 中心抽头等效模型 .................................................................33 3.5.3 阻抗提取 ...............................................................................34

vi 3.5.4 测试验证 ...............................................................................35 3.6 变压器耦合的正交 LC 振荡器设计 ...............................................38 3.7 本章小结......................................................................................40 第 4 章恒定环路带宽的研究与实现.........................................................43 4.1 引言.............................................................................................43 4.2 设计考虑......................................................................................44 4.2.1 环路带宽 ...............................................................................44 4.2.2 调谐增益 ...............................................................................45 4.3 环路带宽恒定技术 .......................................................................47 4.3.1 恒定调谐增益 ........................................................................47 4.3.2 电荷泵电流与自动频率校正...................................................50 4.4 芯片验证......................................................................................51 4.4.1 系统框图 ...............................................................................51 4.4.2 宽带差分调谐压控振荡器 ......................................................52 4.4.3 带共模反馈的差分电荷泵 ......................................................53 4.4.4 测试结果 ...............................................................................54 4.5 本章小结......................................................................................57 第 5 章自动频率校正的研究与设计.........................................................59 5.1 引言.............................................................................................59 5.2 提出的自动频率校正技术.............................................................62 5.2.1 工作原理 ...............................................................................62 5.2.2 直接对 VCO 时钟计数 ...........................................................65 5.3 误差分析......................................................................................68 5.4 设计步骤和 FOM .........................................................................71 5.5 验证.............................................................................................71 5.5.1 仿真结果 ...............................................................................71 5.5.2 测试结果 ...............................................................................72 5.6 本章小结......................................................................................74 第 6 章分频器的研究与设计....................................................................75 6.1 引言.............................................................................................75 6.2 M/M+1 双模预分频器...................................................................78 6.2.1 同步 4/5 预分频器..................................................................79 6.2.2 同步 8/9 预分频器..................................................................80 6.2.3 电路设计 ...............................................................................81 6.3 可编程脉冲吞计数器....................................................................85

vii 6.4 4/4.5 预分频器.............................................................................87 6.4.1 M/M+0.5 预分频器的优势......................................................87 6.4.2 电路设计 ...............................................................................88 6.4.3 仿真结果 ...............................................................................92 6.5 双沿同步触发器...........................................................................94 6.6 本章小结......................................................................................95 第 7 章环路仿真与芯片设计实例.............................................................97 7.1 环路仿真......................................................................................97 7.2 应用于 DVB-T 的 1.2GHz~2.1GHz 分数分频频率综合器.............98 7.2.1 系统级设计............................................................................98 7.2.2 电路单元设计 ........................................................................99 7.2.3 测试结果 .............................................................................102 7.3 本章小结....................................................................................107 第 8 章总结与展望................................................................................109 8.1 工作总结....................................................................................109 8.2 未来展望.................................................................................... 110 参考文献 ...................................................................................................... 111 致谢..............................................................................................................123 个人简介和在学期间发表作品列表...............................................................125 个人简介 ...............................................................................................125 在学期间发表作品列表..........................................................................125 论文独创性声明............................................................................................127

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