小數(shù)分頻頻率合成器的理論基礎(chǔ)(翻譯)-全文預(yù)覽
【正文】 MHz mobile radio frequency synthesizer, in: Custom Integrated Circuits Conference (1994) pp. 383– 386. 努埃爾1992年，他成為研究大學(xué)物理系助理于葡萄牙科英布拉。斯圖亞特于1959年出生在比利時Aalst。在1988年，他在洛杉磯加州大學(xué)客座助理教授。他目前的研究興趣在高性能和高頻率的模擬集成電路電信系統(tǒng)和模擬信號處理。從1983年到1986年，他獲得一個IWNOL金（比利時全國Fundation工業(yè)研究院）。他目前的研究興趣是在分析，仿真，設(shè)計高性能的ΔΣ調(diào)制器的測試。他于1990年獲得計算機(jī)工程學(xué)士學(xué)位和在1992年技術(shù)物理碩士學(xué)位，都是是在葡萄牙科英布拉的學(xué)院科學(xué)技術(shù)大學(xué)。因此，它通常是定義為輸出電壓等級相對的單邊帶的數(shù)量從中央頻率的分開，這是是在噪聲功率之間的比率從偏移輸出電壓在1 Hz帶寬中心頻率的正弦信號的功率： （）有時有必要讓瞬時PSD頻率偏差與相位噪聲PSD和單邊帶相位噪聲相聯(lián)系。讓我們考慮的影響一個單一的正弦相位噪聲音。由于輸入ΔΣ調(diào)制器可以很容易地控制，瞬時正在合成的頻率可以直接控制，使無需轉(zhuǎn)換的一個信號直接調(diào)制階段[10]。在ΔΣ調(diào)制器提供相同的分頻因子，幾乎完全避免當(dāng)累加器使用時觀察到的典型的雜散噪聲線。然而，為了滿足嚴(yán)格的要求，主要是市場的開關(guān)時間，相位噪聲和頻率分辨率，有必要使用小數(shù)N分頻因素?？紤]的ΔΣ調(diào)制器的輸入，有B位（調(diào)制器內(nèi)累加器將有不止B位）。還值得指出，如果PLL階數(shù)是一個比調(diào)制器的階數(shù)高，由于使用的ΔΣ調(diào)制器輸出的相位噪聲特性將壓縮到濾波器操作的頻率PLL帶寬和fr=2之間。對于頻率小于PLL帶寬，這分頻因子和相位噪聲乘以傳遞幾乎直接輸出?，F(xiàn)在，我們可以計算的ΔΣ調(diào)制器的使用效果分頻器輸出相位噪聲假設(shè)一個理想的VCO。這也是眾所周知的，二階和高階ΔΣ調(diào)制器表現(xiàn)出輸入信號之間的相關(guān)性較低量化噪聲，幾乎消除模式噪音。5．ΔΣ鎖相環(huán)這是一個簡單的問題，認(rèn)識到累加器事實上是一階的ΔΣ調(diào)制器。由于VCO的頻率是變量，最大相差幅度相位誤差信號是依賴于合成頻率。我們可以應(yīng)用累計DAC的相位誤差，正確縮放值和減去相位檢測器輸出。從圖8可以看出，相位檢測器輸出具有周期性的鋸齒形電壓，頻率等于。當(dāng)累加器的值達(dá)一，溢出和分度值變?yōu)镹2。然后，VCO的輸出頻率被分為N1，因此將高于參考頻率。圖6 N分?jǐn)?shù)鎖相環(huán)如果我們約定沒有溢出值是N1時，有一個溢出值是N2，然后我們得到立即得到 （4a）我們也可以表達(dá)在輸出頻率或，定義我們將得到 (4b)請注意，分頻器是不是在事實上除以在每個周期的分?jǐn)?shù)值的輸出頻率。由于在數(shù)字鎖相環(huán)頻率分辨率是直接依賴于參考頻率，它時下很難甚至是不可能實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)頻率分辨率，開關(guān)和相位噪聲要求的電信市場的要求。因此，輸出相位噪聲約為等于向參考源的相位噪聲乘以N在頻率低于環(huán)路帶寬下，或等于VCO的相位噪聲在頻率高于環(huán)路帶寬下。圖5，我們馬上就可以得出這樣的結(jié)論鎖定條件下（頻率和相位誤差，等于零），輸出頻率由下式 fo = N 高頻率操作的需求和需要鎖定環(huán)路到一個相對較低的頻率參考結(jié)合使用數(shù)字模塊的簡單做數(shù)字鎖相環(huán)，數(shù)字分頻器和數(shù)字鑒相器，非常有吸引力的（見圖4）。然而，這一問題已逐步得到解決，終于在一個小數(shù)分頻PLL控制合成由ΔΣ結(jié)構(gòu)，整合一個標(biāo)準(zhǔn)的CMOS技術(shù)，適合高頻率和低相位噪聲，并取得了良好的頻率分辨率和短的開關(guān)時間。但是，目前它也有可能集成這個模塊在一個標(biāo)準(zhǔn)的CMOS技術(shù)之上，即使在千兆赫茲的頻率范圍內(nèi)操作和實現(xiàn)了非常低的相位噪聲的數(shù)字[3,8,9,14]。然而，對于典型的無線應(yīng)用需要高頻率和低相位噪聲，硬要求DAC的時鐘頻率上，決議，非線性性和毛刺能量的使用這項技術(shù)是不可能的。事實上，集成度實現(xiàn)這種技術(shù)是相當(dāng)減少，產(chǎn)生的結(jié)果實現(xiàn)起來非常昂貴。最常用的方法是：第一，直接模擬合成。在第4節(jié)，小數(shù)N分頻PLL原理解釋，結(jié)構(gòu)最重要的問題是確定的。由于相位噪聲實際上是為無線通信系統(tǒng)所要求的規(guī)格是非常艱難的，主要的重點將在相位噪聲的分析和如何在不削弱系統(tǒng)的其他特征的同時減少它。圖1 典型的射頻部分，一個無線接收器/發(fā)射器系統(tǒng)在無線系統(tǒng)領(lǐng)域，在過去幾年中主要重點一直是在一個完整
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