摘要 在无线通信应用中，频率综合器为射频收发机提供高精度的本振信号。分 频器是频率综合器中一个非常关键的模块。它关系着频率综合器能够实现的最 高速度和能够实现的工作频率范围。在数字电视调谐器等多标准应用中，可以 用分频器扩展频率综合器的频率范围，同时产生正交信号。本论文研究的主要 内容是分频器在频率综合器中的应用，并重点设计了一个宽频率范围的正交分 频器。 论文首先介绍了频率综合器的理论知识，研究了分频器在其中的应用，全 面总结和分析了各种分频器的结构和工作原理，比较了它们的优缺点。 其次，全面分析了Pulse-Swallow型多模可编程分频器。提出了异步4/4.5 双模预分频器结构，具有较小的品体管数目，能够降低功耗和节省面积。提出 种新型的S计数器结构，可以很好的与检测“2”结束状态的P计数器配合， 实现较高的速度。 再次，针对数字电视调谐器应用，利用SMIC0.18um工艺设计了一款正 交分频器，能够实现50~860MHz的正交信号。通过对分频器逻辑结构的改进， 减少了接收机所需要的混频器个数，从而节省芯片面积和减小功耗。 最后，给出了正交分频器的测试结果。芯片核心部分的面积为 390um×350μm,消耗的最大电流为6mA。测试表明，该分频器正确实现了分 频功能，性能指标达到了设计要求。当输出750MHz信号时，测得的正交相位 精度是1.14度。与频率综合器的级联测试表明，每经过一次除2，相位噪声性 能提高大约6dB。 关键词：频率综合器，分频器，4/4.5预分频器，可编程分频器，正交信号 中图分类号：TN432 本论文工作受到国家自然科学基金资助（项目编号：60876019） W摘要 在无线通信应用中，频率综合器为射频收发机提供高精度的本振信号。分 频器是频率综合器中一个非常关键的模块。它关系着频率综合器能够实现的最 高速度和能够实现的工作频率范围。在数字电视调谐器等多标准应用中，可以 用分频器扩展频率综合器的频率范围，同时产生正交信号。本论文研究的主要 内容是分频器在频率综合器中的应用，并重点设计了一个宽频率范围的正交分 频器。 论文首先介绍了频率综合器的理论知识，研究了分频器在其中的应用，全 面总结和分析了各种分频器的结构和工作原理，比较了它们的优缺点。 其次，全面分析了 Pulse-Swallow 型多模可编程分频器。提出了异步 4/4.5 双模预分频器结构，具有较小的晶体管数目，能够降低功耗和节省面积。提出 一种新型的 S 计数器结构，可以很好的与检测“2”结束状态的 P 计数器配合， 实现较高的速度。 再次，针对数字电视调谐器应用，利用 SMIC 0.18μm 工艺设计了一款正 交分频器，能够实现 50~860MHz 的正交信号。通过对分频器逻辑结构的改进， 减少了接收机所需要的混频器个数，从而节省芯片面积和减小功耗。 最后，给出了正交分频器的测试结果。芯片核心部分的面积为 390μm×350μm，消耗的最大电流为 6mA。测试表明，该分频器正确实现了分 频功能，性能指标达到了设计要求。当输出 750MHz 信号时，测得的正交相位 精度是 1.14 度。与频率综合器的级联测试表明，每经过一次除 2，相位噪声性 能提高大约 6dB。 关键词：频率综合器，分频器，4/4.5 预分频器，可编程分频器，正交信号 中图分类号：TN432 本论文工作受到国家自然科学基金资助(项目编号：60876019) III